Система автоматического управления процессом прессования торфобрикетов

 

Изобретение относится к машиностроению , в частности к устройствам управления оборудованием брикетного пресса. Цель изобретения - повышение эффективности регулирования и контроля прочности торфобрикетов путем изменения скорости прессования при неизменном времени контроля . В качестве каналов регулирования используется канал управления частотой штемпелеваний и канал управления частотой вращения подпрессователя, т.е. подачей торфяной сушенки в камеру прессования. При этом учитываются температура и влажность поступэющей на прессование сушенки, т.к. эти параметры существенно влияют на прочность получаемых Сфикетов. Алгоритм управления с учетом динамики процесса реализуется программным путем. 1. з. п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИС ГИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) s В 30 В 15/26

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТ ЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

;", ;1;."Ргали.дг е

)ЙЙЗ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4694532/27 (22) 23,05.89 (46) 15.11.91, Бюл. N. 42 (71) Белорусский комплексный проектноизыскательский и научно-исследовательский институт топливной промышленности (72) Б. А. Богатов, А. П. Горбач и Г, Т. Короленко (53) 622.73(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 73401 5, кл. В 30 В 15/26, 1978. (54) СИСТЕМА АВТО МАТИЧ Е СКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРЕССОВАНИЯ

ТОРФОБРИ КЕТО В (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам управления

Изобретение относится к машиностроению, -"., -.эстнасти к устройствам управления оборудованием брикетного процесса.

Цель изобретения — повышение эффективности регулирования и контроля прочности тарфобрикетов путем изменения скорости прессования при неизменном времени контроля.

На фиг. 1 приведена блок-схема системы автаматическoiG управления процессом прессования; на фиг, 2 — функциональная схема блока управления кареткой; на фиг. 3 — диаграммы, поясняющие его работу.

Система содержи r торфобрикетный пресс 1, включающий в себя гидросистему с гидроприводам 2, регулируемым клапаном

3 и глдроцилиндром 4, регулирующий орган с прижимной плитой 5 и верхним комплектом матричного канага 6, электропривод 7

„„50ÄÄ 1691138 А1 оборудованием брикетного пресса. Цель изобретения — повышение эффективности регулирования и контроля прочности торфобрикетав путем изменения скорости прессования при неизменном времени контроля. В качестве каналов регулирования используется канал управления частотой штемпелеваний и канал управления частотой вращения подпрессователч, т.е, подачей торфяной сушенки в камеру прессования. При этом учитываются температура и влажность поступающей на прессавание сушенки, т.к. эти параметры существенно влияют на прочность получаемых брикетов. Алгоритм управления с учетом динамики процесса реализуется программным путем. 1. з. п. ф-лы, 3 ил, штемпеля с датчиком скс рости 8, злектропривод 9 подпрессователя с датчиком скорости 10. датчики 11 и конца 12 зоны запрета, блок 13 управления кареткой 14 прочности брикетов, датчик 16 длины брикетной ленты, датчик 17 температуры, первый 18 и второй 19 преобразователи напряжения, датчик 20 влажности, усилитель 21, коммутатор 22, аналого-цифровой преобразователь 23, преобразователь 24 тока в напряжение, первый 25 и второй

26 цифроаналоговые преобразователи, блок 27 контроля исправности механизмов и программируемый контролер 28 с пультом 29 оператора, Гартами ввода — вывода информации

А1, А2, В1, В2, С1, С2, интервальным таймером 30 и контролером 31 приоритетных прерываний.

i 69 138

Дат(ики 11 и 12 располагаюгся вблизи штока штемпеля таким образом, чтобы сфор! 1И1онать зону запрета контроля прочно(:т:: брик :тав ри перемещении брикетной (fpHT! l iio охлажда1ощему лотку и соoT -,,-, .BBHI iQ искл(очр1 (ь ошибки В изме;...=- -киях и ро -Il гости брикетов, вэника(ош viB гго

- -.(ц - Пг t"!IHF =ло(: 13 содер;<иг элемент ИЛИ 32, деС11Т11-.:,;=III с -1ет«ик СТ/!О 33, РЯ-триггер 34, зле,, Bн- и 35, пу:ковой механизм 36 карет, =«1емРит 37 задержки, ! :-:(<с, г;, i.;(;Сто(,—, -.1 В1ОМатИЧЕСКОГО УIТраз(1ен11. ., по:<аз-гн11ОЙ на фиг. 1, основана на !p!ir::BHBH,Il:", г(рограммируемой микро1lI>O, BCCO1>I,", . ЕХНИ(<И.

П . моде11;:::""„получен11ым при иссгедоВВ1:, ;!:, Обьект,: автоматизации, в данном слу-(ае — торфобрикетного пресса, опреде11е11ы фзк|оры, оказывающие наибольшее в(11.:л:i;B на прочность торфяных брикетов и производи гельность пресса, а также прове<(ена Оценка Взаимосвязи ВхОдных и выходных гараметров и проведения обьекта в п рс Iощей на прессовгние =ушенки, так как эти параметры

c,i I,:cTriBI Ho Влил:or на прочность получаеI;L х брикетов. На основании полученных дан:1ых выбирается закон регулирования, например П!л-закон, который реализуется прогрэ(.1мным путем.

Перед вкл1очением системы в работу нeобход1лмо провести подготовительные 1; боты на 11рВссВ; проверить состоя:-.Ие гидросистемы, положение ломателей и >;,-:>угих механизмов. При сборке матриц с помощью гидросистемы пресса 1 путем регулирования подачи масла в гидроцилиндр 4 Отрегулировать поло>кение верхнего набора матриц относительно нижнего, обеспечив при этом параллельность этих наборов. Далее в ручном режиме или с помощью устройств автоматического управления, осуществить пуск пресса: включить систему смазки и проверить давление в ней, включлть электродвигатель 7 привода штемпеля и после его разгона включить электродвигатель 9 привода подпрессователя, При этом вместе с подачей сушенки необходимо обеспечить подачу масла в камеру прессования, постепенно уменьшая его расход. При заполнении матричного кана lа промасленной сушенкой подача масла

В камеру пресгования прекращае1ся и выполняется стыковка брикетной ленты, Посла этого управление прессом осуществляется с помощью контролера 28, в ПЗУ

5 которОго эаг(исан алгоритм уп>эавлениЯ

ПРЕССОМ.

Система автоматического управления работает следующим образом, П0 команде с rlgl1bTB 29 ос iJ(L!Bcl 8 !IBTc

10 пуск программы, при этом с его помощью задается и контрОлируется производительность пресса, задается требуемое значение прочности брикетов II при нсобхадимости

ВЫПОЛНЯЕТСЯ OCTBHOB ПРОГРЗММЫ, Т,B, ПЕРЕ15 ход с автоматического режима управления на ручной, После поступления ".îìàíäû

"Пуск" с пульта 29 контролер 28 формирует временную Ведер:-">;ó, необходиму(о для протекания переходных процессов, По

20 окончании временной задержки через порт

А2 контролера 28 на шестой вход коммутатора 22 поступает команда на переключение каналов контролера. При этом информация с выхода коммутатора 22 через

25 аналого-цифровой преобразователь 23 поступает на вход порта С2 контролера 28.

Сигнал управления с порта С1 поступает на первый вход блока 13 управления кареткой

14, который вырабатывает управляющее

30 воздействие и включает привод каретки 14 датчика 15 прочности брикетов, сигнал с которого затем поступает на преобразователь 24 тока в напряжение. С преобразователя 24 сигнал поступает на первый вход

35 коммутатора 22, По сигналам <онтролера 28 поочередно подключаются к выходу коммутатора 22 следующие входы: первый Вход, подключенный к выходу преобразователя

24; второй вход, подключенный к дат(лку 8 0 скорости, третий вход. подкл(оченный к Датчику 9 скорости, четвертый вход, подключенный к датчику 20 Влажности сушенкл; пятый вход, подключенный через усилитель

21 к датчику 17 температуры, После сбора

45 информации микропроцессор контролера

28 выполняет расчет максимального значения пРочности ЙРикетоВ 0рнзкс, котОРое мо>кет быть достигнуто, Затем полученный результат сравнивается с измеренным и (г,.

50 полученным от датчика 15) и заданным значениями прочности брикетоь <тз, (ч результате сравнения могут быть получены

СЛЕДуЮщИЕ ВЫ ражЕНИЯ: С(риакс 0 .л= "Г-Гз;

Ормакс + 0>. Оз,Орцакс — % (Щ (и — Oк(акс < bs.

55 В зависимости От полученных данных реализуется соответствующий алгоритм управления. При этом управление ведется по двум контурам: контуру управления частотой штемпелеваний и контуру управления

169 1138 б частотой вращения рабочего органа подпрессователя, Рассмотрим работу системы

cJpM3Kc — ги = гтз Если измеренное значение прочности брикетов о, совпадает с за- 5 данным оз и Оасчетным максимальным значением ор акс, то через порт В2 осуществляется прием и проверка данных с блока

27 о состоянии механизмов. При исправных механизмах приводится проверка наличия 10 команды на остановку при отсутствии ее повторяется цикл опроса датчиков, расчет максимального значения прочности брикетов и контроль данных с блока 27, В случае неисправности или прихода командь. на ос- "5 тановку пресса система подает аварийный сигнал оператору (на схеме этот информационный канал связи не указан). Оператор вручную или с помощью устройства BBTQMd тического останова выполняет отключение 20 механизмов в последовательности опреде.ленной инструкцией по эксплуатации пресса, В том случае, когда ор акс > (т, = гт,, через порг А1 подается команда на уменьше- 25 ние частоты вращения электродвигателя 7 (уменьшение частоты вращения электродвигателя 7 привода штемпеля приводит к увеличению прочности брикетов). Цифроаналоговый преобразователь 2б преобразует этот код и передает аналоговый сигнал управления на преобразователь 19, который понижает пи-,ающее напряжение на заданную величину, уменьшая тем.самым обороты электродвигателя 7, Далее через порт В1 подается сигнал управления на увеличение оборотов электродвигателя 9 подпрессователя (увеличение оборотов подпрессователя приводит к увеличению производительности пресса). Цифроанало- 40 говый преобразователь 25 преобразует этот сигнал управления в аналоговый и подает его на вход преобразователя 18, который повышает питающее напряжение на заданную величину, увеличивая тем самым 050- "5 роты электродвигателя 9, После выполнения управляющих воздействий контролер 28 переходит в режим опроса и проверки исправности механизмов. Время опроса определяется постоянными времени по каналам регулирования, По истечении этого времени контролер 28 повторяет onрос датчиков 8, 10, 17. 15 и 20 рассчитывает

ЗНаЧЕНИЕ ар ах И ПОСЛЕ СРаВНЕНИЯ его С измеренным значением вырабатывает регу- 55 лирующее воздействие, приближаясь к равенству (7рмакс = сг = стэ, при котором достигается максимальная производительность при требуемом качестве брикетов.

В тоМ СЛуЧаЕ, но:да Л;„,:, = -;. „: — Г, и роз порт Б1 подается команда нл у ели ние оборотов электродвигателя 9 подпрессовлтеля. Цифроаналоговый преобразователь 25 преобразует э;от сигнал управления в аналоговый и подав. его нл вход преобразователя 18, который повышлет питающее напряжение на заданную величи,v, увеличивая тем самым обороты электродвигателя 9. Это позволяет увеличить произвоДИтЕЛЬНОСтЬ ПРЕССа И ПРИбЛИЗИтЬ <Т;. К Гта.

После выполнения управляющего воз действия контролер 28 реализует режим опроса и проверки исправности механи; мов.

Регулирование по каналу В1 выполняегся до тех пор, пока (7i< не прибли.",ится к п, Далее системз переходит в режим работы, соответствующий o».- > 0, о,.

Если гтрмакс 0и < гтз, контролер 28 вы раблтывает управляющее воздей гвие нл уменьшение оборотов электроде,глтеля 9 и через порт В1 переводит его нл цифроаналоговый преобразователь 25, который пр»образует этот сигнал и подает его на вход преобразователя 18, который понижает питающее напряжение на заданную велич«ну, снижая тем самым обороты электродвигателя 9. Это позволяет уменьшить подачу Too фл в камеру прессования и приблизить

Оа, ПОСЛЕ ВЫПОЛНЕНИЯ УПРаВЛЯЮЩЕГО Воэдействия контролер 28 реализует режим опроса и проверки исправности механизмов пресса. Регулирование по каналу В1 выполняется до тех п0p, пока гг„HP. приблизится к п,. Далее система переход в режим рабОтЫ, СОотВЕтетВУ ОЩИй Стр 1а„ (;, = СГа.

При работе пресса может возникнуть ситуация, когда (т„> oi,,Ä, < и„... те.будегзарлнее известно, что выпускаемая продукция некондиционная, В этом случае система подает аварийный сигнал ог ратору, который решает продолжить рабо1 у или приступи ь к остановке пресса.

В системе предусмотрен канал учета количества выпускаемых брикетов, Работа этого канала организована с использованием интервального таймера 30 и контролера

31 приоритетных прерываний контролера

28. Из датчика 16 длины брикетной ленты на вход интервального таймера 30 поступают дискретные сигналы, соответствующие перемещению ленты брикетов на определенное расстояние. При поступлении заданного числа импульсов на вход таймера

30 выход последнего переключается в высокое состояние и сигнал с выхода таймера 30 поступает на вход контролера 31 приоритетных прерываний. По запросу кснтролера 31 процессор контролера 28 выполняет расчет

1б91138

8 количества выпущенных брикетов, Эта информация может быть считана по вызову оператора с помощью пуль-а 29, Для обеспеченил эффективности контроля прочности брикетов (во время регулирования ",.êîðîñòè штемпеля) путем обеспечения постоянства времени контролл в предлагаемой системе и;,едусмотрен блок 13 управления кареткой (фиг. 2), работа которого поясняется диаграммами, показан lblMN H фиг. 3.

При перемещении штемпеля пресса в сторону матричного канала срабатывает датчик 11 начала зоны запрета и вырабатывает первый импульс Uii=-f(t), который через эг емент ИЛИ 32 поступает на вход счетчика

33. На 2=-1(). который через элемент ИЛИ

32 переключает счетчик 33 с "1" на "2" (на фиг. 3 эта зависимость не указана). Перекл.ачение счетчика 33 не влияет на работу схемы, так как в это время еще возможна перемещение брикетной ленты, которое вносит ошибку в измеренил прочности.

При возврате штемпеля датчик 12 фор-гирует второй импульс U

3anpera формируется второй импульс

Uiil=f(t), который через элемент ИЛИ 32 переключает счетчик 33., на выходе "4" которого сигнал с "0" изменяетсл н "1". Этим сигналам по входу R триггер 34 устанавливает себл в исходное состояние, т.е. на выходе "0" сигнал с нулевого меняется на "1", Этот цикл повторяется до прихода управляющего импульса с контролера 28.

Рассмотрим работу блока 13 управления кареткой при поступлении управллющего импульса oi контролера 28 Uyppf() на первый вход элемента И 35 и при поступлении ра"-.peøàloùåão сигнала с выхода счетчик 34 — этот сигнал формируется по приходу второго импульса с датчика 12 конца зоны запрета Uig=-f(t). По сигналам

20 75

35 10

UZ4=f(t) И Оупр,=f(t) На ВЫХОДЕ ЭЛЕМЕНта И 35 формируется сигнал Uag=-f(t). Этот сигнал поступает íа вход "Пуск" пус«îвого механизма

3б каретки 14, которая включает электродвигатель датчика 15 прочности и опускает его для контакта с лентой брикетов. Кроме того, сигнал Uag=f(t) поступает на элемент 37 задержки, который вырабатывает импульс заданной длительности U37=f(1) и подает ега на вход "Стоп" пускового механизма 3б. После снятия сигнала элемента 37 задержки с входа "Стоп" пускового механизма 3б каретка 14 поднимает электродвигатель датчика

15 прочности и затем отключае el.а, Блок 3 управпения возвращается в исходное сосТо яние и готов к следующему циклу кантролл.

Формула изобретения

1. Система автоматического управления процессом прессования тарфабрикетав, содержащая злектрапривад штемпеля, последовательно соединенные первый цифроаналоговый преобразователь, первый преобразователь напряжения и электрапривад подпрессователя, коммутатор, выходом соединенный с аналого-цифровым преобразователем, датчик прочности брикетов, подключенный через преобразователь тока в напряжение к первому входу коммутатора, датчик длины брикетной ленты, отличающаяся Tel», чта. с целью повышения эффективности регулирования и контроля прочности торфабрикетов путем изменения скорости прессования при неизменном времени контроля, ана снабжена датчиками начала и конца зоны запрета, датчиком скорости эпектропривода штемпелл, датчиком скорости электрапривада подпрессователя, датчикам температуры, датчиком влажности, усилителем, блоком управления кареткой перемещения датчика прочности брикетов, вторым преобразователем напряжения, втарь м цифроаналоговым преобразователем, блокам контроля исправности механизмов, пультам управления, соединенным с входом программируемого контролера, содержащего парты ввода-вывода, интервальный таймер и контроллер приоритетных прерываний, при этом коммутатор вторым и третьим входами соединен соответственна с датчиками скорости злектропривада штемпеля и подпрессователя, четвертым входом — с датчиком влажности, пятым входам через усилитель— с датчиком температуры и шестым входам — с первым выходным портом программируемого контролера, второй выходной порт которого через последовательно соединенные второй цифроаналоговый преобразователь и второй преобразователь напряжения подключен к электроприводу штемпеля, третий выходной порт программируемого конгралера со169,1 138

10 единен с входом первого цифроаналогового преобразователя, а четвертый выходной порт — c первым входом блока управления кареткой перемещения датчика прочности брикетов, второй и третий входы которого связаны соответственно с датчиками начала и конца зоны запрета, кроме того, датчик длины брикетной ленты соединен с интервальным таймером, выход которого подключен к контролеру прерываний программируемого контролера, первый и второй входные порты которого связаны соответственно с блоком контроля исправности механизмов и выходом аналого-цифрового преобразователя.

2. Система по и. 1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что блок управления кареткой перемещения датчика прочности брикетов содер жит элемент ИЛИ, десятичный счетчик, последовательно соединенные триггер, элемент И и пусковой механизм карегки пе

5 ремещения датчика прочности брикетов, второй вход которого через элемент задержки подключен к выходу элемента И, элемент ИЛИ соединен выходом с информационным входом десятичного счет10 чика, выход "0" и "3" которого подсоединены соответственно. к входам сброса и установки триггера, а выход "4" десятичного счетчика соединен с его входом сброса, при этом второй вход элемента И является пер15 вым входом блока управления, а входы элемента ИЛИ вЂ” его вторым и третьим входами, 1691138

Составитель В. Родимов

Техред М.Моргентал Корректор C. Черни

Редактор Н. Швыдкая

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3894 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5