RU2367510C1

RU2367510C1 - System of control of free-flowing components

Info

Publication number: RU2367510C1
Application number: RU2008118032/15A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Гладских (RU); Владимир Иванович Гладских; Борис Борисович Зобнин (RU); Борис Борисович Зобнин; Александр Александрович Сурин (RU); Александр Александрович Сурин; Сергей Станиславович Головырин (RU); Сергей Станиславович Головырин; Валерий Юрьевич Савинов (RU); Валерий Юрьевич Савинов; Виктор Иванович Коротков (RU); Виктор Иванович Коротков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат"
Priority date: 2008-05-05
Filing date: 2008-05-05
Publication date: 2009-09-20

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: system contains adjustable drive of the bulk-flow conveyor, blocks for calculation of: mass of the i-th component fed to the averaging tank during (k-1)-th, k-th, and (k+1)-th time intervals; chemical elements and oxides content in i-th raw material element, weighted average values of the chemical elements and oxides content in averaging tank; time constant of the dynamic element, transition factor of the dynamic element, expected weighted average values of the chemical elements and oxides content and transition function of expected weighted average values of the chemical elements and oxides content in the averaging tank during all period of its formation. The device contains the blocks for calculation of: goal function, optimal assignment to the flow controller as well as synchronisation units of all aforementioned process parametres.

EFFECT: control efficiency enhancing of the mixing free-flowing components process.

1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для контроля и управления процессом смешивания текущих потоков сыпучих компонентов и может широко применяться в химической, строительной, силикатной, горнорудной, агломерационной, металлургической и других отраслях промышленности.The invention relates to devices for monitoring and controlling the process of mixing current flows of bulk components and can be widely used in chemical, construction, silicate, mining, sintering, metallurgical and other industries.

Известно устройство для управления процессом смешивания сыпучих материалов, включающее анализатор химического состава сырьевых компонентов и шихты, расходомеры, регуляторы расходов сырьевых компонентов, регулируемые дозаторы (см. сб. «Автоматизация технологических процессов в промышленности строительных материалов», Алма-Ата: Казахстан, 1982, В.И.Кубанцев, А.Н.Калинин, А.Е.Киндер, Е.И.Обухова. АСУТП смешивания шликерных масс в керамическом производстве, стр.92-96).A device for controlling the process of mixing bulk materials, including an analyzer of the chemical composition of raw components and blends, flow meters, flow controllers of raw components, adjustable dispensers (see. Sat. "Automation of technological processes in the building materials industry", Alma-Ata: Kazakhstan, 1982, V.I. Kubantsev, A.N. Kalinin, A.E. Kinder, E.I. Obukhova. Process Control System for Slurry Mixing in Ceramic Production, pp. 92-96).

Недостатком этого устройства является низкая эффективность управления процессом смешивания сыпучих компонентов.The disadvantage of this device is the low efficiency of controlling the process of mixing bulk components.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство управления процессом смешивания сыпучих материалов, предусматривающее дополнительный блок прогнозирования возмущений, обусловленных отклонениями фактических результатов анализа от расчетных значений (а.с. СССР №1122516, кл. В28С 7/04, опубл. 07.11.1984 г.).The closest in technical essence and the achieved effect is a device for controlling the process of mixing bulk materials, providing an additional unit for predicting disturbances due to deviations of the actual results of the analysis from the calculated values (AS USSR No. 1122516, class B28C 7/04, published 07.11. 1984).

Недостатком этого устройства является запаздывание информации о результатах измерений, что снижает эффективность управления процессом смешивания сыпучих компонентов.The disadvantage of this device is the delay in information about the measurement results, which reduces the efficiency of controlling the process of mixing bulk components.

Технический результат использования изобретения заключается в повышении эффективности управления процессом смешивания сыпучих материалов за счет прогнозирования средневзвешенных значений содержаний химических элементов и оксидов, например, железа, серы, окиси кальция, двуокиси кремния, в емкости усреднения, например, на складе концентратов, на период ее полной загрузки.The technical result of using the invention is to increase the efficiency of controlling the process of mixing bulk materials by predicting the weighted average values of the contents of chemical elements and oxides, for example, iron, sulfur, calcium oxide, silicon dioxide, in the averaging tank, for example, in a concentrate warehouse, for the period of its full downloads.

Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что система, содержащая n накопительных емкостей, анализатор химического состава i-го сырьевого компонента в накопительных емкостях, поточный транспортер, конвейерные весы, регулятор расхода i-го сырьевого компонента, дополнительно содержит регулируемый привод поточного транспортера, блок расчета значений массы i-го сырьевого компонента, поступающего в емкость усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, блок расчета значений содержаний химических элементов и оксидов в i-ом сырьевом компоненте, поступающем в емкость усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, блок расчета средневзвешенных значений содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, блок расчета значений постоянной времени динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения в процессе ее заполнения, блок расчета значений коэффициента передачи динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения в процессе ее заполнения, блок расчета прогнозируемых средневзвешенных значений содержаний химических элементов и оксидов и переходной функции прогнозируемых средневзвешенных значений содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения на весь период ее формирования, блок расчета целевой функции, блок расчета оптимального задания регулятору расхода i-го сыпучего сырьевого компонента, поступающего в емкость усреднения, блок синхронизации значений масс сырьевых компонентов, поступающих в емкость усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, значений содержаний химических элементов и оксидов в сырьевых компонентах, поступающих в емкость усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, значений средневзвешенных содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, значений постоянной времени динамического звена и значений коэффициента передачи динамического звена, при этом накопительные емкости соединены с входом анализатора, выход которого соединен с первым входом блока расчета содержаний химических элементов и оксидов в i-ом сырьевом компоненте, поступающем в емкость усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, первый выход конвейерных весов соединен с первым входом регулятора расхода i-го сырьевого компонента, выход которого соединен с входом регулируемого привода поточного транспортера, второй выход конвейерных весов соединен с первым входом блока расчета массы i-го сырьевого компонента, поступающего в емкость усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, первый, второй и третий выходы блока расчета массы i-го сырьевого компонента, поступающего в емкость усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, соединены с соответствующими им первым, вторым, третьим входами блока расчета средневзвешенных значений содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, первый, второй, третий выходы блока расчета содержаний химических элементов и оксидов в i-ом сырьевом компоненте, поступающем в емкость усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, соединены с соответствующими им четвертым, пятым, шестым входами блока расчета средневзвешенных значений содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, первый, второй, третий выходы блока расчета средневзвешенных значений содержаний химических элементов и оксидов за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени соединены с соответствующими им первым, вторым, третьим входами блока расчета значений постоянной времени динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения в процессе ее заполнения, а также с соответствующими им первым, вторым, третьим входами блока расчета значений коэффициента передачи динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения в процессе ее заполнения, выход блока расчета значений постоянной времени динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения в процессе ее заполнения, и выход блока расчета значений коэффициента передачи динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения в процессе ее заполнения, соединены с соответствующими им первым и вторым входами блока расчета прогнозируемых средневзвешенных значений содержаний химических элементов и оксидов и переходной функции прогнозируемых средневзвешенных значений содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения на весь период ее формирования, выход которого соединен с входом блока расчета целевой функции, выход которого соединен с блоком расчета оптимального задания регуляторам расходов сыпучих сырьевых компонентов, поступающих в емкость усреднения, выход которого соединен со вторым входом регулятора расхода i-го сырьевого компонента, выходы блока синхронизации работы соединены с соответствующими им вторыми входами блоков расчета значений массы i-го сырьевого компонента, поступающего в емкость усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени и значений содержаний химических элементов и оксидов в i-ом сырьевом компоненте, поступающем в емкость усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, седьмым входом блока расчета средневзвешенных значений содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, четвертыми входами блоков расчета значений постоянной времени динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения в процессе ее заполнения и значений коэффициента передачи динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения в процессе ее заполнения.The technical result of the invention is achieved in that the system containing n storage tanks, an analyzer of the chemical composition of the i-th feed component in the storage tanks, a flow conveyor, a conveyor belt, a flow regulator of the i-th feed component, further comprises an adjustable drive of the flow conveyor, calculation unit the mass values of the i-th raw component entering the averaging capacity for the (k-1) th, k-th, (k + 1) th time intervals, a unit for calculating the values of the contents of chemical elements and oxides in the i-th raw component entering the averaging tank for the (k-1) -th, k-th, (k + 1) -th time intervals, a unit for calculating the weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank for (k- 1) -th, k-th, (k + 1) -th time intervals, a unit for calculating the values of the time constant of a dynamic unit describing changes in the weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank during its filling, a unit for calculating the values of the dynamic transmission coefficient weighted change link the values of the content of chemical elements and oxides in the averaging tank during its filling, a unit for calculating the predicted weighted average values of the contents of chemical elements and oxides and a transition function of the predicted weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank for the entire period of its formation, the block for calculating the objective function unit for calculating the optimal task for the flow regulator of the i-th bulk raw component entering the averaging tank, value synchronization unit th mass of raw components entering the averaging tank for the (k-1) th, kth, (k + 1) th time intervals, the values of the contents of chemical elements and oxides in the raw components entering the averaging tank for (k- 1) -th, k-th, (k + 1) -th time intervals, values of the weighted average contents of chemical elements and oxides in the averaging tank for the (k-1) -th, k-th, (k + 1) -th intervals time, values of the time constant of the dynamic link and the values of the transfer coefficient of the dynamic link, while the storage capacities are connected to the input of the analyzer, the output which is connected to the first input of the block for calculating the contents of chemical elements and oxides in the i-th raw component entering the averaging tank for the (k-1) th, k-th, (k + 1) th time intervals, the first output of the conveyor scales connected to the first input of the flow regulator of the i-th feed component, the output of which is connected to the input of the adjustable drive of the flow conveyor, the second output of the conveyor scales is connected to the first input of the mass calculation unit of the i-th feed component entering the averaging tank for (k-1) - th, kth, (k + 1) th time intervals, n the first, second and third outputs of the mass calculation block of the i-th raw component entering the averaging tank for the (k-1) th, k-th, (k + 1) th time intervals are connected to the corresponding first, second, the third inputs of the unit for calculating the weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank for the (k-1) th, k-th, (k + 1) -th time intervals, the first, second, third outputs of the block for calculating the contents of chemical elements and oxides in the i-th raw component entering the averaging capacity for the (k-1) -th, k-th, (k + 1) -th time intervals, are connected the corresponding fourth, fifth, sixth inputs of the unit for calculating the weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank for the (k-1) th, k-th, (k + 1) -th time intervals, the first, second, third outputs of the block of calculating the weighted average values of the contents of chemical elements and oxides for the (k-1) th, k-th, (k + 1) th time intervals are connected to the corresponding first, second, third inputs of the unit for calculating the values of the time constant of a dynamic unit that describes changes weighted average values of chemically x elements and oxides in the averaging tank during its filling, as well as with the corresponding first, second, third inputs of the unit for calculating the transmission coefficient of the dynamic link describing changes in the weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank during its filling, block output of calculating the time constant of a dynamic link describing changes in the weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank during its filling the output and the output of the unit for calculating the values of the transfer coefficient of the dynamic unit, which describes the changes in the weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank during its filling, are connected to the corresponding first and second inputs of the unit for calculating the predicted average values of the contents of chemical elements and oxides and the transition function predicted weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank for the entire period of its formation, yield which is connected to the input of the block for calculating the objective function, the output of which is connected to the block for calculating the optimal control for the flow controllers of bulk raw materials entering the averaging tank, the output of which is connected to the second input of the flow controller of the i-th raw component, the outputs of the operation synchronization block are connected to their corresponding the second inputs of the blocks for calculating the mass values of the i-th raw component entering the averaging tank for the (k-1) -th, k-th, (k + 1) -th time intervals and the values of the contents of chemical elements nt and oxides in the i-th raw component entering the averaging tank for the (k-1) -th, k-th, (k + 1) -th time intervals, the seventh input of the unit for calculating the weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the tank averaging over the (k-1) -th, k-th, (k + 1) -th time intervals, with the fourth inputs of the blocks for calculating the values of the time constant of a dynamic unit that describes changes in the weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank during its filling and values of the transmission coefficient of the dynamic link on, describing changes in the weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank during its filling.

На чертеже изображена структурная схема системы управления процессом смешивания сыпучих компонентов.The drawing shows a structural diagram of a control system for the process of mixing bulk components.

Система управления процессом смешивания сыпучих компонентов включает накопительные емкости 1, соединенные с входом анализатором 2 химического состава i-го сырьевого компонента, поточный транспортер 3, регулируемый привод 4 поточного транспортера 3, конвейерные весы 5, первый выход которых соединен с первым входом регулятора 6 расхода i-го сырьевого компонента, выход которого соединен с входом регулируемого привода 4 поточного транспортера 3, емкость усреднения 7.The control system for the mixing of bulk components includes storage tanks 1 connected to the input of the analyzer 2 of the chemical composition of the i-th raw component, a conveyor belt 3, an adjustable drive 4 of a conveyor belt 3, a conveyor belt 5, the first output of which is connected to the first input of the flow controller 6 th raw component, the output of which is connected to the input of the adjustable drive 4 of the flow conveyor 3, the averaging capacity 7.

В системе в качестве дополнительных блоков расчета 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, и синхронизации - 16, используется IBM PC совместимый компьютер, в котором по специальным программам, алгоритм которых описан ниже, осуществляются операции суммирования, вычитания, интегрирования, синхронизации сигналов и дальнейшей обработки величин, определяемых математической постановкой задачи.In the system, as additional blocks for calculating 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, and synchronization - 16, an IBM PC compatible computer is used, in which, using special programs, the algorithm of which is described below, the operations of summation, subtraction , integration, synchronization of signals and further processing of quantities determined by the mathematical formulation of the problem.

Выход анализатора 2 химического состава i-го сырьевого компонента, установленного на выходах накопительных емкостей 1, соединен с первым входом блока 9 расчета значений содержаний химических элементов и оксидов, например,

,

железа, серы, оксида кальция, двуокиси магния, в i-ом сырьевом компоненте, поступающем в емкость усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, по зависимостям:The output of the analyzer 2 of the chemical composition of the i-th raw component installed at the outputs of the storage tanks 1 is connected to the first input of the block 9 for calculating the values of the contents of chemical elements and oxides, for example,

,

iron, sulfur, calcium oxide, magnesium dioxide, in the i-th raw component entering the averaging tank 7 for the (k-1) -th, k-th, (k + 1) -th time intervals, according to the dependencies:

где Fe_i - содержание одного из химических элементов и оксидов, например, железа, в i-ом сырьевом компоненте в момент времени t_m, %.where Fe _i is the content of one of the chemical elements and oxides, for example, iron, in the i-th raw component at time t _m ,%.

Второй выход конвейерных весов 5 соединен с входом блока 8 расчета значений масс

,

и

i-го сырьевого компонента, поступающего в емкость усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, по зависимостям:The second output of the conveyor scales 5 is connected to the input of the unit 8 for calculating the mass values

,

and

i-th raw component entering the averaging tank 7 for the (k-1) -th, k-th, (k + 1) -th time intervals, according to the dependencies:

где t₀ - интервал квантования, с;where t ₀ is the quantization interval, s;

Q_i(t_m) - расход i-го смешиваемого сырьевого сыпучего компонента в момент времени t_m, кг/с.Q _i (t _m ) is the flow rate of the i-th mixed raw bulk component at time t _m , kg / s.

Первые, вторые и третьи выходы блока 8 расчета значений масс

,

и

i-го сырьевого компонента, поступающего в емкость усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, и блока 9 расчета значений содержаний химических элементов и оксидов, например,

,

железа, серы, оксида кальция, двуокиси магния, в i-ом сырьевом компоненте, поступающем в емкость усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+l)-й интервалы времени, соответственно соединены с первым, вторым, третьим и четвертым, пятым, шестым входами блока 10 расчета средневзвешенных значений Y_k-1, Y_k и Y_k+1 содержаний химических элементов и оксидов, например, железа, в емкости усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, по зависимостям:The first, second and third outputs of block 8 for calculating mass values

,

and

ith raw component entering the averaging tank 7 for the (k-1) th, k th, (k + 1) th time intervals, and block 9 for calculating the values of the contents of chemical elements and oxides, for example,

,

iron, sulfur, calcium oxide, magnesium dioxide, in the i-th raw component entering the averaging tank 7 for the (k-1) th, k th, (k + l) th time intervals, respectively, are connected to the first, the second, third and fourth, fifth, sixth inputs of block 10 for calculating the weighted average values of Y _k-1 , Y _k and Y _{k + 1 of the} contents of chemical elements and oxides, for example, iron, in the averaging tank 7 for the (k-1) th, k-th, (k + 1)-th time intervals, according to the dependencies:

Первый, второй, третий выходы блока 10 расчета средневзвешенных значений Y_k-1, Y_k и Y_k+1 содержаний химических элементов и оксидов за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени соединены с соответствующими им первым, вторым, третьим входами блока 11 расчета значений постоянной Т времени динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Y_k-1, Y_k и Y_k+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 в процессе ее заполнения, по формулеThe first, second, third outputs of block 10 for calculating the weighted average values of Y _k-1 , Y _k and Y _{k + 1 of the} contents of chemical elements and oxides for the (k-1) th, k th, (k + 1) th time intervals connected to the corresponding first, second, third inputs of the block 11 for calculating the values of the time constant T of the dynamic link describing the changes in the weighted average values of Y _k-1 , Y _k and Y _{k + 1 of the} contents of chemical elements and oxides in the averaging tank 7 during its filling, according to the formula

,

а также с соответствующими им первым, вторым, третьим входами блока 12 расчета значений коэффициента К передачи динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Y_k-1, Y_k и Y_k+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 в процессе ее заполнения по формуле:as well as with the corresponding first, second, third inputs of the block 12 for calculating the values of the transmission coefficient K of the dynamic link describing the changes in the weighted average values of Y _k-1 , Y _k and Y _{k + 1 of the} contents of chemical elements and oxides in the averaging tank 7 during its filling according to the formula:

.

Выход блока 11 расчета значений постоянной Т времени динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Y_k-1, Y_k и Y_k+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 в процессе ее заполнения, и выход блока 12 расчета значений коэффициента K передачи динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Y_k-1, Y_k и Y_k+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 в процессе ее заполнения, соединены с соответствующими им первым и вторым входами блока 13 расчета прогнозируемых средневзвешенных значений

содержаний химических элементов и оксидов и переходной функции β(t) прогнозируемых средневзвешенных значений содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения на весь период ее формирования по зависимостямThe output of block 11 for calculating the values of the time constant T of the dynamic link describing changes in the weighted average values of Y _k-1 , Y _k and Y _{k + 1 for the} contents of chemical elements and oxides in the averaging tank 7 during its filling, and the output of block 12 for calculating the values of the transmission coefficient K dynamic unit describing changes in average values Y _k-1, Y _k and Y _{k + 1} the contents of the chemical elements and oxides in the averaging container 7 during its filling, are connected with their respective first and second inputs of the calculation unit 13 forecast average values of x

the content of chemical elements and oxides and the transition function β (t) of the predicted weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank for the entire period of its formation according to the dependences

β(t)=К*(1-exp(-t/T))β (t) = K * (1-exp (-t / T))

где Т_ш - период формирования емкости усреднения 7, с;where T _W - the period of formation of the averaging capacitance 7, s;

t - текущее время, час;t - current time, hour;

Т - инерционность емкости усреднения, час.T is the inertia of the averaging capacity, hour.

Выход блока 13 расчета прогнозируемых средневзвешенных значений

содержаний химических элементов и оксидов и переходной функции β(t) прогнозируемых средневзвешенных значений содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 на весь период ее формирования соединен с входом блока 14, рассчитывающего целевую функцию J, выход которого соединен с входом блока 15 расчета оптимального задания регулятору 6 расхода i-го сыпучего сырьевого компонента, обеспечивающий минимальные отклонения прогнозируемых средневзвешенных значений содержаний химических элементов или оксидов в емкости усреднения 7 от заданного значения, по зависимости:The output of block 13 calculation of the predicted average values

the content of chemical elements and oxides and the transition function β (t) of the predicted weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank 7 for the entire period of its formation is connected to the input of block 14, which calculates the objective function J, the output of which is connected to the input of block 15 for calculating the optimal task to the regulator 6 of the flow rate of the i-th bulk raw material component, providing minimal deviations of the predicted weighted average values of the contents of chemical elements or oxides in the averaging tank 7 from the set value, depending on:

где β^* - требуемое содержание химического элемента или оксида в емкости усреднения, %.where β ^* is the required content of a chemical element or oxide in the averaging tank,%.

Выход блока 15 расчета оптимального задания регулятору 6 расхода i-го сыпучего сырьевого компонента непосредственно соединен с регулятором 6 расхода i-го сыпучего сырьевого компонента.The output of the block 15 for calculating the optimal task for the flow controller 6 of the i-th bulk feed component is directly connected to the flow controller 6 of the i-th bulk feed component.

Блок 16 синхронизирует работу блоков 8, 9, 10, 11, 12, выходы блока 16 синхронизации работы соединены с соответствующими им вторыми входами блока 8 расчета значений массы

,

и

i-го сырьевого компонента, поступающего в емкость усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, и блока 9 расчета значений содержаний химических элементов и оксидов в i-ом сырьевом компоненте, поступающем в емкость усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, седьмым входом блока 10 расчета средневзвешенных значений Y_k-1, Y_k и Y_k+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, Block 16 synchronizes the operation of

blocks

8, 9, 10, 11, 12, the outputs of block 16 for synchronization of operation are connected with the corresponding second inputs of block 8 for calculating mass values

,

and

i-th raw component entering the averaging tank 7 for the (k-1) th, k-th, (k + 1) th time intervals, and block 9 for calculating the values of the contents of chemical elements and oxides in the i-th raw component entering the averaging tank 7 for the (k-1) -th, k-th, (k + 1) -th time intervals, the seventh input of block 10 for calculating the weighted average values of Y _k-1 , Y _k and Y _{k + 1} chemical contents elements and oxides in the averaging tank 7 for the (k-1) th, k-th,

(k+1)-й интервалы времени, четвертыми входами блока 11 расчета значений постоянной Т времени динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Y_k-1, Y_k и Y_k+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 в процессе ее заполнения и блока 12 расчета значений коэффициента К передачи динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Y_k-1, Y_k и Y_k+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 в процессе ее заполнения.(k + 1) th time intervals, by the fourth inputs of the block 11 for calculating the values of the time constant T of the dynamic link describing the changes in the weighted average values of Y _k-1 , Y _k and Y _{k + 1 of the} contents of chemical elements and oxides in the averaging tank 7 in the process of filling and block 12 calculating the values of the coefficient K of the transmission of the dynamic link that describes the changes in the weighted average values of Y _k-1 , Y _k and Y _{k + 1} contents of chemical elements and oxides in the averaging tank 7 during its filling.

Система работает следующим образом.The system operates as follows.

Исходный материал смешиваемых сырьевых сыпучих компонентов из накопительных емкостей 1 поступает по поточным транспортерам 3, например ленточным конвейерам 3, в емкость усреднения 7, при этом непрерывное измерение расхода i-го сырьевого компонента осуществляется конвейерными весами 5, например, типа ВЕКО 2М фирмы Метран.The source material of the mixed raw bulk solids from the storage tanks 1 enters through conveyor belts 3, for example, belt conveyors 3, to the averaging tank 7, while the flow rate of the ith feed component is continuously measured by conveyor weights 5, for example, of the type Metran BECO 2M.

Сигнал с первого выхода конвейерных весов 5 поступает на вход регулятора 6 расхода i-го компонента, со второго - на первый вход блока 8 расчета значений масс

,

и

i-го сырьевого компонента, поступающего в емкость усреднения 7 за The signal from the first output of the conveyor scales 5 is fed to the input of the flow regulator 6 of the i-th component, from the second to the first input of the unit 8 for calculating the mass values

,

and

i-th raw component entering the averaging tank 7 per

(k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени.(k-1) -th, k-th, (k + 1) -th time intervals.

Установленный на выходах накопительных емкостей 1 анализатор 2 химического состава i-го сырьевого компонента, например, рентгено-флуоресцентный анализатор «МЭДА» осуществляет дискретный экспрессный количественный анализ i-го сырьевого компонента, выход анализатора 2 химического состава 1-го сырьевого компонента в накопительных емкостях соединен с первым входом блока 9 расчета значений химических элементов и оксидов, например,

и

железа, серы, оксида кальция, двуокиси магния, в i-ом сырьевом компоненте, поступающем в емкость усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени.The analyzer 2 of the chemical composition of the i-th raw component, installed at the outputs of the storage tanks 1, for example, the X-ray fluorescence analyzer "MEDA" performs discrete express quantitative analysis of the i-th raw component, the output of the analyzer 2 of the chemical composition of the 1st raw component in the storage tanks is connected with the first input of block 9 for calculating the values of chemical elements and oxides, for example,

and

iron, sulfur, calcium oxide, magnesium dioxide, in the i-th raw component entering the averaging tank 7 for the (k-1) th, k-th, (k + 1) th time intervals.

Первый, второй, третий выходы блока 8 расчета значений массы

,

и

i-го сырьевого компонента, поступающего в емкость усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, и блока 9 расчета значений содержаний химических элементов и оксидов в i-ом сырьевом компоненте, поступающем в емкость усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым, пятым, шестым входами блока 10 расчета средневзвешенных значений The first, second, third outputs of block 8 calculation of mass values

,

and

i-th raw component entering the averaging tank 7 for the (k-1) th, k-th, (k + 1) th time intervals, and block 9 for calculating the values of the contents of chemical elements and oxides in the i-th raw component entering the averaging capacitance 7 for the (k-1) th, k th, (k + 1) th time intervals are connected respectively to the first, second, third and fourth, fifth, sixth inputs of the block 10 for calculating the weighted average values

Y_k-1, Y_k и Y_k+1 содержаний химических элементов и оксидов, например, железа, в емкости усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени.Y _k-1 , Y _k and Y _{k + 1} contents of chemical elements and oxides, for example, iron, in the averaging tank 7 for the (k-1) th, kth, (k + 1) th time intervals.

Первый, второй, третий выходы блока 10 расчета средневзвешенных значений Y_k-1, Y_k и Y_k+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени соединены с соответствующими им первым, вторым, третьим входами блока 11 расчета значений постоянной Т времени динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Y_k-1, Y_k и Y_k+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 в процессе ее заполнения, а также с соответствующими им первым, вторым, третьим входами блока 12 расчета значений коэффициента К передачи динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Y_k-1, Y_k и Y_k+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 в процессе ее заполнения.The first, second, third outputs of block 10 for calculating the weighted average values of Y _k-1 , Y _k and Y _{k + 1 of the} contents of chemical elements and oxides in the averaging tank for the (k-1) th, k-th, (k + 1) - the th time intervals are connected with the corresponding first, second, third inputs of the block 11 for calculating the values of the time constant T of the dynamic link describing the changes in the weighted average values of Y _k-1 , Y _k and Y _{k + 1 of the} contents of chemical elements and oxides in the averaging tank 7 in the process its filling, as well as with the corresponding first, second, third inputs of block 12 calculation To transfer coefficient values of the dynamic link describing changes of average values Y _k-1, Y _k and Y _{k + 1} the contents of the chemical elements and oxides in the averaging container 7 during its filling.

Выход блока 11 расчета значений постоянной Т времени динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Y_k-1, Y_k и Y_k+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 в процессе ее заполнения, и выход блока 12 расчета значений коэффициента К передачи динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Y_k-1, Y_k и Y_k+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 в процессе ее заполнения соединены с соответствующими им первым и вторым входами блока 13 расчета прогнозируемых средневзвешенных значений

содержаний химических элементов и оксидов и переходной функции β(t) прогнозируемых средневзвешенных значений содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 на весь период ее формирования, выход которого соединен с входом блока 14, рассчитывающего целевую функцию J, выход которого соединен с входом блока 15 расчета оптимального задания регулятору 6 расхода i-го сыпучего сырьевого компонента, обеспечивающий минимальные отклонения прогнозируемых средневзвешенных значений содержаний химических элементов или оксидов в емкости усреднения 7 от заданного значения, выход блока 15 расчета оптимального задания регулятору 6 расхода i-го сыпучего сырьевого компонента непосредственно соединен с регулятором 6 расхода i-го сыпучего сырьевого компонента. Блок 16 синхронизирует работу блоков 8, 9, 10, 11, 12.The output of block 11 for calculating the values of the time constant T of the dynamic link describing the changes in the weighted average values Y _k-1 , Y _k and Y _{k + 1 of the} contents of chemical elements and oxides in the averaging tank 7 during its filling, and the output of block 12 for calculating the values of the transmission coefficient K dynamic unit describing changes in average values Y _k-1, Y _k and Y _{k + 1} the contents of the chemical elements and oxides in the averaging container 7 during its filling are connected with their respective first and second inputs of the calculation unit 13 forecast average values of x

the content of chemical elements and oxides and the transition function β (t) of the predicted weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank 7 for the entire period of its formation, the output of which is connected to the input of block 14, which calculates the objective function J, the output of which is connected to the input of block 15 of calculating the optimal task for the regulator 6 of the flow rate of the i-th bulk raw material component, providing minimum deviations of the predicted weighted average values of the contents of chemical elements or oxides in In addition to averaging 7 from the set value, the output of the block 15 for calculating the optimal task for the flow controller 6 of the i-th bulk raw material component is directly connected to the flow controller 6 of the i-th bulk raw material component. Block 16 synchronizes the operation of

blocks

8, 9, 10, 11, 12.

Благодаря введенным блокам и связям учитывается динамика изменения средневзвешенных значений Y_k-1, Y_k и Y_k+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 в процессе ее заполнения, расчет прогнозирования средневзвешенных значений

химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 на период ее полной загрузки позволяет уменьшить величину отклонений прогнозируемых средневзвешенных значений

содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 от заданного значения и достичь технического результата изобретения - повысить эффективность управления процессом смешивания сыпучих компонентов.Thanks to the introduced blocks and relationships, the dynamics of changes in the weighted average values of Y _k-1 , Y _k and Y _{k + 1 of the} contents of chemical elements and oxides in the averaging tank 7 during its filling is taken into account, the calculation of the forecast of the weighted average values

chemical elements and oxides in the averaging tank 7 for the period of its full load allows to reduce the deviation of the predicted weighted average values

the content of chemical elements and oxides in the averaging tank 7 from a given value and to achieve the technical result of the invention is to increase the efficiency of controlling the process of mixing bulk components.

Claims

A control system for the mixing process of bulk components containing n-storage tanks, an analyzer of the chemical composition of the i-th feed component in the storage tanks, a flow conveyor, a conveyor belt, a flow regulator of the i-th feed component, characterized in that it further comprises an adjustable drive of the flow conveyor , a unit for calculating the mass values of the i-th raw component entering the averaging tank for the (k-1) th, k-th, (k + 1) -th time intervals, a block for calculating the values of the contents of chemical elements and oxides in the ith feed component entering the averaging tank for the (k-1) th, kth, (k + 1) th time intervals, a unit for calculating the weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank for (k -1) -th, k-th, (k + 1) -th time intervals, a unit for calculating the values of the time constant of a dynamic unit that describes changes in the weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank during its filling, a unit for calculating the values of the transmission coefficient dynamic link describing changes in the average weighted values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank during its filling, a unit for calculating the predicted weighted average values of the contents of chemical elements and oxides and a transition function of the predicted weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank for the entire period of its formation, block for calculating the objective function, a unit for calculating the optimal task for the flow regulator of the i-th bulk raw component entering the averaging tank; block synchronization of the mass values of the raw materials entering the averaging tank for the (k-1) th, k-th, (k + 1) -th time intervals, the values of the contents of chemical elements and oxides in the raw materials entering the averaging tank for ( k-1) -th, k-th, (k + 1) -th time intervals, values of the weighted average contents of chemical elements and oxides in the averaging tank for the (k-1) -th, k-th, (k + 1) - the th time intervals, the values of the time constant of the dynamic link and the values of the transfer coefficient of the dynamic link, while the storage capacities are connected the input of the analyzer, the output of which is connected to the first input of the block for calculating the contents of chemical elements and oxides in the i-th raw component entering the averaging capacity for the (k-1) th, k-th, (k + 1)-th time intervals, the first output of the conveyor scale is connected to the first input of the flow regulator of the i-th feed component, the output of which is connected to the input of the adjustable drive of the flow conveyor, the second output of the conveyor scale is connected to the first input of the mass calculation unit of the i-th feed component entering the averaging tank in (k -1) th, kth , (k + 1) -th time intervals, the first, second, and third output of the block for calculating the mass of the i-th raw component entering the averaging capacity for the (k-1) -th, k-th, (k + 1) -th time intervals, connected to the corresponding first, second, third inputs of the unit for calculating the weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank for the (k-1) th, k-th, (k + 1)-th time intervals, the first, the second, third outputs of the block for calculating the contents of chemical elements and oxides in the i-th raw component entering the averaging tank for the (k-1) th, k-th, (k + 1) -th inter time channels are connected to the corresponding fourth, fifth, sixth inputs of the block for calculating the weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank for the (k-1) th, k-th, (k + 1)-th time intervals, the first, the second, third outputs of the unit for calculating the weighted average values of the contents of chemical elements and oxides for the (k-1) -th, k-th, (k + 1) -th time intervals are connected to the corresponding first, second, third inputs of the unit for calculating the values of the time constant dynamic link describing changes in weighted average values the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank during its filling, as well as with the corresponding first, second, third inputs of the block for calculating the transmission coefficient of a dynamic link describing changes in the weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank during its filling, the output of the unit for calculating the values of the time constant of a dynamic link describing changes in the weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the tank averaged in the process of filling it, and the output of the unit for calculating the transmission coefficient of the dynamic link describing changes in the weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank during its filling, are connected to the corresponding first and second inputs of the block for calculating the predicted average weighted values of the contents of chemical elements and oxides and the transition function of the predicted weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank for the entire period d of its formation, the output of which is connected to the input of the calculation block of the objective function, the output of which is connected to the calculation block of the optimal task for the flow controllers of bulk raw materials entering the averaging tank; the output of which is connected to the second input of the flow regulator of the i-th raw component, the outputs of the operation synchronization unit are connected to the corresponding second inputs of the blocks for calculating the mass values of the i-th raw component entering the averaging capacity for the (k-1) th, k-th , (k + 1) -th time intervals and contents of chemical elements and oxides in the i-th raw component entering the averaging capacity for the (k-1) -th, k-th, (k + 1) -th time intervals , the seventh input of the block for calculating the weighted average values of the contents of chemical elements and oxide in the averaging tank for the (k-1) -th, k-th, (k + 1) -th time intervals, by the fourth inputs of the blocks for calculating the values of the time constant of a dynamic unit that describes changes in the weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank during its filling and transmission coefficient values of a dynamic link describing changes in the weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank during its filling.