Система регулирования уровня жидкости в емкости

 

Изобретение относится к автоматическому регулированию уровня в емкостях (пульповодосборниках) по притоку жидкости (гидросмеси) и может быть использовано на производствах, содержащих безнапорное и напорное гидротранспортирование материала со случайными прерываниями во времени номинального значения расхода.Цель изобретения - повышение точности и расширение области применения системы путем обеспечения возможности нормального функционирования при случайных прерываниях во времени номинального значения расхода и с емкостями различного профиля. Для этого система регулирования уровня жид$ (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (5)) 4 G 05 Р 9/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3861897/24-24 (22) 05.03.85 (46) 23.02.87. Бюл. Р 7 (71) Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (72) В.И. Груба, А.В. Аксенов, Ф.А. Папаяни, И.Н. Федорущенко, А.Д. Тихонов, И.А. Скворцова и В.В. Филатов (53) 62-50 (088.8) (56) Спиваковский А.О. и др. Автоматизация трубопроводного транспорта в горной промышленности. И.: Недра, 1972, с. 394.

Авторское свидетельство СССР

Ф 822150, кл. G 05 В 19/18, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 830332, кл. С 05 Р 9/12, 1979; (54) СИСТЕИА РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ

ЖИДКОСТИ В ЕИКОСТИ (57) Изобретение относится к автоматическому регулированию уровня в емкостях (пульповодосборниках) по притоку жидкости (гидросмеси) и может быть использовано на производствах, содержащих безнапорное и напорное гидротранспортирование материала со случайными прерываниями во времени номинального значения расхода. Цель изобретения — повышение точности и расширение области применения системы путем обеспечения возможности нормального функционирования при случайных прерываниях во времени номинального значения расхода и с емкостями различного профиля. Для этого система регулирования уровня жидкости в емкости содержит безнапорный канал 1, емкость (пульповодосборник)

2, всасывающее устройство 3 с органом 4 управления, напорный канал 5 с органом 6 управления, датчики 7, 8, 9193б

9, 10 расхода„ датчик 11 уровня,дешифратор 12, блок 13 прогноза, блок

14 компараторов, блок 15 логики и блок 16 исполнительных механизмов.

1 н.з. ф-лы,.5 ил.

Изобретение относится к автоматическому регулированию уровня в емкостях (пульповодосборниках) по притоку жидкости (гидросмеси) и может быть использовано на производствах, 5 содержащих безнапорное и напорное гидротранспортирование материала со случайными прерываниями во времени номинального значения расхода.

Цель изобретения — повышение точ10 ности и расширение области применения системы.

На фиг.1 показана структурная схема системы, на фиг.2 — графа состоя15 ний всасывающего устройства",на фиг.3функциональная схема дешифратора, на фиг.4 — функциональная схема блока прогноза; на фиг.5 — функциональная схема блока сравнения.

Система регулирования уровня жидкости в емкости содержит безнапорный канал 1, емкость (пульповодосборник)

2, всасывающее устройство 3 с органом 4 управления, напорный канал 5 с запорным устройством и органом 6 управления, датчики 7-10 расхода,датчик 11 уровня, дешифратор 12, блок

13 прогноза, блок 14 компараторов, блок 15 логики и блок 16 исполнительных механизмов.

Блок 13 прогноза содержит сумматоры 17-20, интеграторы 21-23, ключи 24-29, задатчики 30-32 и преоб разователь 33 уровень — объем.

Блок 14 компараторов содержит эадатчики 34-36 и компараторы 37-39.

Дешифратор. 12 содержит элементы НЕ 40 и 41 и элементы И 42 и 43.

Всасывающее устройство 3 (фиг.1 и 4О

2) может находиться в одном иэ трех состояний: S, — с подачей Я, (по гидросмеси), S z — с подачей 0,1 Q, (по воде) и S — выключено. Каждое сос з тояние характеризуется инерционностью Т; (временем переключения в другое состояние). Численное значение инерционности определяется конкретными типами всасывающего 3 и запорного 6 устройств и параметрами напорного канала 5. Типичные значения инерционности Т, находятся в пределах: 8-12 мин для Т,, 2-3 мин для Т, 6-10 мин для Т . Поэтому управлять всасывающим устройством 3 так, чтобы уровень . заполнения емкости 2 находился в строго заданных пределах, можно лишь рассчитывая обьем притока Ы, в емкость за период времени Т, Это позволяет своевременно (с упреждением) выработать управляющее воздействие, обеспечивающее заданный уровень жидкости. С этой целью для притоков гидросмеси со случайными прерываниями во времени номинального значения расхода н

Я„ датчики 7-9 устанавливаются на безнапорном канале 1 на расстояниях

I; от емкости 2 так, чтобы удовлетворялось следующее соотношение:

i=1,2,3,.

L - =TV н где V — скорость номинального знаН н чения расхода Q„.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы датчиков 7-10 расхода соответственно (Q„(t), QÄ(t), Q„(t), 0" (t)), пропорциональные притокам, поступают на блок 13 прогноза, на другие входы которого поступают с дешифратора 12 логические сигналы 18,.1, характеризующие текущее состояние всасывающего устройства 3. Блок 13 определяет прогнозную величину объема заполнения (уровня) И, в емкости

2 на период прогноза Т,, однозначно заданного состоянием S, Значение И, поступает далее на блок 14, где осуществляется сравнение его с верхним и нижним значениями допустимых границ заполнения. Блок 14 формирует ло40

Формула из обре те ния

3 129193 гические сигналы (Z,} перевода всасывающего 3 и запорного 6 устройств в требуемое состояние в тех случаях, когда W выходит за пределы допустимых значений. По сигналам блока

14 блок 15 управления вместе с блоком

16 исполнительных механизмов переключают всасывающее 3 и запорное 6 устройства в требуемое состояние с упреждением Т; и тем самым обеспечи- 10 вают колебания уровня (объема заполнения) в строго заданных пределах.

Дешифратор 12 (фиг.3) работает следующим образом, Сигнал У с выхода органа 4 управ" 15 ления характеризует состояние двигателя всасывающего устройства 3 (1 включено, 0 — выключено) и поступает на входы элементов И 42 и 43 и элемента НЕ 41. Сигнал S „ с выхода 20 органа 6 управления характеризует состояние напорного канала 5 (1 — открыт, 0 — закрыт). По сигналам д и

S„ дешифратор 12 формирует сигналы

S » S,,S в соответствии с логическими функциями S, = Y S„; S Y S з

Блок 13 прогноза (фиг.4) работает следующим образом. 30

Сумматор 18 определяет величину разности Q„(t) — Q „(t), которая интегрируется интегратором 21. На выходе интегратора 21 формируется сиги нал М, характеризующий прогнозный т, объем притока в емкость 2 за период времени Т . Если дешифратором 12 определено состояние S, (S = 1

0), то сигнал И," через открытый сигналом S, = 1 ключ 24 посту пает на вход сумматора 17. Каналы

8-19-22-25 и 9-20-23-26 работают анаП логично и формируют сигналы 1ч и п тЗ

W соответственно. Таким образом, тд на входе сумматора 17 формируется 45 один из сигналов М, W, W, в saт, т висимости от того, сформировано ли значение S Sд или S3 ° Ключи 27-29 и задатчики ЗС-32 предназначены для ч задания объема гидросмеси W, кото- 50 рую необходимо откачать за время Т в режиме S„:. Так, например, задатчик 30 формирует сигнал W, "Q Ò,, который поступает на другой вход сумматора 17, если S, 1. Задатчик 31 55 формирует сигнал W Т 0 1 Q, а задатчик 32 — W = 0. Работают каназ лы 31-28, 32-29 аналогично. Преобразователь 33 уровень — объем форми6 4 рует сигнал у, соответствующий значению текущего объема заполнения емкости 2 в зависимости от сигнала L соответствующего значению текущего уровня. Сигнал Ч() поступает на суммирующий вход сумматора 17. Поэтому на выходе сумматора 17 формируется сигнал W = W(t) + W — W,"", соответствующий прогнозному значению объема заполнения емкости 2 на период прогноза Т,.

Далее сигнал М, поступает на блок

14 компараторов (фиг.5), где формируются логические сигналы (Z ) : Z аЬ а6 граничные значения объемов заполнения, соответствующие верхнему, нижнему и аварийному значениям объемов.

В зависимости от сигналов (S;) и (2; блок 15 формирует управляющие команды:

Y = Я 2ч — режим S

Y = Sr t — режим S, Б Еэ

Y S Z — включить. з

Таким образом, система поддерживает уровень (объем заполнения) емкости в заданных задатчиками 34-36 пределах, независимо от профиля емкости и позволяет повысить точность регулирования уровня, так как исключаются составляющие погрешности, обусловленные случайными прерываниями во времени номинального значения расхода.

1. Система регулирования уровня жидкости в емкости, содержащая связанный с емкостью безнапорный канал, в котором установлены трн датчика расхода, датчик уровня, установленный в емкости, всасывающее устройство с органом управления, напорный канал, в котором установлено запорное устройство с органом управления, и последовательно включенные блок прогноза, блок компараторов, блок логики и блок исполнительных механизмов, первый и второй выходы которого связаны с входами органов управления соответственно всасывающего и эапооI ного устройства, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения точ36

5 12919 ности и расширения области применения системы, в нее введены четвертый датчик расхода, установленный на выходе безнапорного канала, и дешифратор, который подключен первым и вторым входами к выходам органов управления соответственно всасывающего и запорного устройств, а тремя выходами — к соответствующим входам блока логики и блока прогноза, подключенного четвертым, пятым, шестым, седьмым и восьмым входами к выходам соответственно первого, второго, третьего, четвертого датчиков расхода и датчика уровня, причем первый, второй и третий датчики расхода установлены в безнапорном канале на расстояниях от емкости, удовлетворяющих условию

?,;=Т „, i=1,2,3, 20 где Т, — время переключения всасывающего устройства в другое состояние;

V„ — скорость подачи гидросмеси.

2. Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что блок прогноза содержит последовательно включенные первый сумматор, первый интегратор

:и первый ключ, последовательно включенные второй сумматор, второй интегратор и второй ключ и последовательно включенные третий сумматор, третий интегратор и третий ключ, а также первый задатчик, четвертый ключ, подключенный входом к выходу первого задатчика, второй эадатчик, пятый ключ, подключенный входом к выходу второго задатчика, третий эадатчик, шестой ключ, подключенный входом к выходу третьего задатчика, преобразователь уровень — объем и четвертый сумматор, у которого первый вход подключен к выходам первого,второго и третьего ключей, второй вход =, к выходам четвертого, пятого и шестого ключей, третий вход — к выходу преобразователя уровень — объем, а выход является выходом блока прогноза,, у которого первым входом являются управляющие входы первого и четвертого ключей, вторым входом— управляющие входы второго и пятого ключей, третьим входом — управляющие входы третьего и шестого ключей, четвертым, пятым и шестым входами являются первые входы соответственно первого, второго и третьего сумматоров, седьмым входом являются объединенные вторые входы первого, второго и третьего сумматоров, а восьмым входом является вход преобразователя уровень — объем.

1291936

Составитель В. Прямицын

Редактор В. Иванова Техред А.Кравчук Корректор А. Зимокосов

Тираж 864 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раужская наб., д. 4/5

Заказ 263/46

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4