Адаптивная система управления конвейерным непрерывно-поточным дозатором

Решение относится к системам автоматического управления, в частности, к самонастраивающимся системам. Система предназначена для адаптивного управления конвейерным непрерывно-поточным дозатором сыпучих материалов и служит для поддержания заданного текущего и интегрального соотношения двух потоков сыпучих материалов, в условиях высокого уровня контролируемых и неконтролируемых воздействий. Цель - стабилизация текущего и интегрального соотношения двух потоков сыпучих материалов. Система содержит регулятор, сумматоры, измеритель рассогласования, блок адаптации параметров модели питателя вибрационного типа, блоки чистого запаздывания, блок, содержащий модель питателя вибрационного типа, блоки фильтрации помех. Разомкнутый контур системы предназначен для стабилизации текущего соотношения дозируемых материалов. Замкнутый контур регулирования изменяет управляющее воздействие на основе отклонения от задания интегрального соотношения подаваемых материалов. Блок коррекции параметров модели питателя предназначен для работы в условиях высокого уровня неконтролируемых возмущений. За счет коррекции параметров модели питателя вибрационного типа, он повышает качество работы разомкнутого контура системы. Цепи коррекции обеспечивают безударный режим адаптации системы. Система управления адаптирована к применению в составе автоматизированных систем управления дозировочно-смесительными линиями в производстве технического стекла.

Решение относится к самонастраивающимся системам управления устройствами и предназначено для регулирования нестационарных объектов, каким является конвейерный непрерывно-поточный дозатор двух потоков сыпучих материалов в заданном соотношении.

Известна адаптивная цифровая система управления нестационарными технологическими объектами, включающая цифровой регулятор, блок текущей идентификации, элементы сравнения и блок коррекции параметров модели объекта и настроек цифрового регулятора (Патент РФ №2166788, G 05 B 013/02, 2001 г.).

Недостатком этой системы является невозможность ее применения для одновременной стабилизации текущего и интегрального соотношения двух потоков сыпучих материалов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является адаптивная система управления нестационарными объектами, например, непрерывно-поточным дозатором (Патент РФ №2022313, G 05 B 013/00, 1994 г. - прототип), состоящая из регулятора, сумматоров, блока самонастройки, корректирующего фильтра, датчиков.

Недостатком устройства является сложность ее адаптации для дозирования двух потоков сыпучих материалов, вызванная несоответствием блока самонастройки и корректирующего фильтра динамически изменяемым параметрам дозирующих устройств.

Задачей предложенного решения является создание высокоэффективной адаптивной системы управления конвейерным непрерывно-поточным дозатором двух потоков сыпучих материалов.

Техническим результатом является обеспечение высокой точности соотношения дозируемых компонентов в условиях высокого уровня неконтролируемых возмущающих воздействий.

Этот технический результат достигается тем, что в адаптивной системе управления конвейерным непрерывно-поточным дозатором, содержащей регулятор, сумматоры, блок самонастройки, корректирующий фильтр и датчики, корректирующий фильтр заменен блоком модели питателя, блок самонастройки - блоком адаптации параметров модели питателя, а в качестве датчиков установлены датчик веса первого потока проходящего по конвейеру материала и датчик суммарного веса первого и второго - дозируемого материала, выход датчика первого потока соединен через блок фильтрации помех с блоком модели питателя а также с блоком чистого запаздывания и через сумматоры - с блоком адаптации параметров модели питателя, выход датчика суммарного веса соединен через блок фильтрации помех и сумматоры с блоком адаптации параметров модели питателя и через регулятор - с питателем дозируемого материала.

Обоснование технического результата. Высокая точность соотношения компонентов обеспечивается, прежде всего, введением блока модели питателя и блока адаптации параметров модели питателя, а также новым построением системы управления с использованием блока чистого запаздывания и блока фильтрации помех.

Адаптивная система управления конвейерным непрерывно-поточным дозатором (приведена на чертеже), включает разомкнутый и замкнутый контуры управления. Разомкнутый контур, предназначенный для стабилизации текущего соотношения двух потоков сыпучих материалов, включает в себя датчик 1 веса первого потока, проходящего по конвейеру материала, блок 2 фильтрации помех, блок 3 модели питателя вибрационного типа, сумматор 4, питатель 5 вибрационного типа. Замкнутый контур, предназначенный для стабилизации интегрального соотношения двух потоков сыпучих материалов, включает в себя датчик 6

суммарного веса первого и второго потока дозируемого материала, блок 7 фильтрации помех, сумматоры 8 и 9, регулятор 10. Также в состав адаптивной системы управления входят блок 11 адаптации параметров модели питателя 5 и блок 12 чистого запаздывания. Выход датчика 1 первого потока соединен через блок 2 фильтрации помех с блоком 3 модели питателя а также с блоком 12 чистого запаздывания и через сумматоры 8 и 9 - с блоком 11 адаптации параметров модели питателя 5, выход датчика 6 суммарного веса соединен через блок 7 фильтрации помех и сумматоры 8 и 9 с блоком 11 адаптации параметров модели питателя 5 и через регулятор 10 - с питателем 5 дозируемого материала.

Система работает следующим образом.

Значение веса с датчика 1 первого потока сыпучего материала проходит через блок 2 фильтрации помех и поступает в блок 3 модели питателя вибрационного типа, где вычисляется соответствующая данному весу производительность питателя 5. Далее сигнал проходит через сумматор 4 и поступает на питатель 5. Работа данного (разомкнутого) контура стабилизирует текущее соотношение потоков. Замкнутый контур работает следующим образом. Суммарный сигнал веса первого и второго потоков материалов с датчика 6 проходит через блок 7 фильтрации помех поступает на сумматор 8, где из него вычитается значение веса первого потока, измеренное некоторое время назад датчиком веса 1 (временной сдвиг обеспечивает блок 12 чистого запаздывания) и далее на сумматор 9, где сравнивается с заданием. Рассогласование подается на вход регулятора 10 и далее на сумматор 4, корректируя значение на выходе блока 3 модели питателя. Также это рассогласование подается на блок 11 адаптации параметров модели питателя 5, который корректирует параметры модели и передает их в блок 3.

В результате к первому потоку материала добавляется определенное количество второго материала в заданном соотношении.

Адаптивная система управления конвейерным непрерывно-поточным дозатором, содержащая регулятор, сумматоры, блок самонастройки, корректирующий фильтр, датчики, отличающаяся тем, что корректирующий фильтр выполнен в виде блока модели питателя, блок самонастройки - в виде блока адаптации параметров модели питателя, а в качестве датчиков установлены датчик веса первого потока проходящего по конвейеру материала и датчик суммарного веса первого и второго - дозируемого материала, выход датчика первого потока соединен через блок фильтрации помех с блоком модели питателя а также с блоком чистого запаздывания и через сумматоры - с блоком адаптации параметров модели питателя, выход датчика суммарного веса соединен через блок фильтрации помех и сумматоры с блоком адаптации параметров модели питателя и через регулятор - с питателем дозируемого материала.