CC BY
28
ь карка-
между ых кон-
.еляется
(4)
ала за |
выгру-■ объем- ' [жа ще-1 щелей 3 % =
/ле:
в фор-изводи-
чайной атор с и уст-I полу-шазоне ч и бо-точно-:>емного фежде-
гавляет '60 мм, оторым I коли-выгру--фуется ещения
роцесса ет кон-б обру-опоры узку с юдвиж-рхность бункере равен рабоче-ала по ижения три за-I сразу 'О слоя
ВЫВОДЫ
1. Гравитационный способ обрушения сводов с удалением их одной опоры имеет три основных отличительных признака: а) достижение устойчивого свода материала над щелью; б) перемещение щели в направлении, поперечном оси свода; в) необходимо, чтобы время падения частиц с высоты максимального свода было меньше или равнялось времени прохождения щелевым отверстием половины его ширины.
2. Ленточно-конвейерные выгружающие уст-
ройства бункеров, работающие на основе гравитационного способа обрушения сводов с удалением их одной опоры, обеспечивают непрерывную выгрузку трудносыпучего материала с определенной дозировкой. При этом выполнение системы ленточных конвейеров исключает трение скольжения между поверхностью лент конвейеров и сыпучим материалом.
Кафедра холодильной техники Поступила 24.01.89
66.028.002.237
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА РАБОТЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ДОЗАТОРОВ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ СЫПУЧИХ ПИЩЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ
Е. А. ПРОКОФЬЕВ, А.Б. НИКОЛЬСКИЙ
Московский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности Научно-производственное объединение «Измеритель»
Постоянно возрастающие требования, предъявляемые к весовым дозаторам непрерывного действия ДНД, заключаются в повышении надежности и точности работы, максимальной автоматизации процесса дозирования, обеспечении возможности включения ДНД в состав АСУ ТП. Современной тенденцией совершенствования весовых ДНД является переход на программные методы обработки информации и управления на базе микропроцессорной МП техники. Такой подход к созданию средств дозирования, помимо кардинального решения перечисленных актуальных задач, обеспечивает снижение объема системы управления, ее стоимости и энергопотребления, создает новые возможности для расширения функциональных возможностей и унификации аппаратуры.
Разработка и совершенствование новых алгоритмов, существенно повышающих метрологические характеристики автоматических систем дозирования, выдвигают на первый план задачи, связанные с поиском различного рода оптимальных решений в области динамических процессов, структуры и параметров системы регулирования расхода.
Возмущения Д<3, нарушающие ход технологического процесса дозирования, связанные в основном с непредвиденным изменением физико-механических характеристик пищевых сыпучих материалов, представляют собой тип медленно меняющихся воздействий, приложенных к входу А СР дозатора [1, 2, 3].
Решение задачи повышения качества регулирования возможно путем создания комбинированных АСР весовых ДНД при соблюдении двух условий: измерении возмущений Д<3 на входе дозатора и определении опти-
мальной структуры компенсирующего элемента ИРМ
В системах автоматического дозирования непосредственное измерение возмущений Д<3 аппаратурно затруднено, поэтому для достижения цели возможно применение методов косвенного измерения возмущений [4].
Из схемы косвенного измерения возмущений на входе АСР дозатора непрерывного действия (рис. 1) следует, что значение
Питатель 1 \0.
К(р)
Конвейер
-\—0—гН<(р)
_____________________________________________________________________________I
Рк(Р)
^л(р)
Мд(р)
к'к(р)
9
Рис. 1
изменяемого сигнала g численно повторяет искомый сигнал возмущающего воздействия АС? на входе АСР ДНД ^(р) = — Дф(р) при выполнении следующих условий:
№а(р) = ад; ЧГАр) ад ад = 1,
т. е. иг^р)
0)
^(Р) ад ’
где ЧУМ ад, ад, ад, ад - переда
точные функции соответственно питателя, конвейера, датчика усилия, измерительных звеньев а и б; g(p) — сигнал, пропорциональный возмущению.
Однако непосредственное использование выражения (1) для расчета затруднительно, так как приводит к физически нереализуемым структурам. Таким образом, для измерения АО представляет интерес задача нахождения физически реализуемых структур измерительных звеньев ]Х'а(р) и иУ6(р).
При решении задачи необходимо учитывать стохастический характер изменения возмущений, в основном обусловленный флуктуациями физико-механических характеристик дозируемых сыпучих пищевых материалов,.и располагать численными значениями их параметров.
В работе [2] при рассмотрении процесса дозирования как случайного в предположении об эргодичности и стационарности приводятся экспериментально определенные значения параметров автокорреляционных функций АКФ сигнала изменения нагрузки Рк({) на ленте конвейера для различных сыпучих пищевых материалов.
В большинстве случаев аппроксимирующее выражение для АКФ — (0) имеет вид:
аде)
Г) р-а|0|
иРке
(2)
где D
Р — значение дисперсии сигнала Р$), кг2;
© — время сдвига, с; а — параметр затухания АКФ, с~\
При этом показано, что на входе системы действует случайный сигнал со спектральной плотностью:
S(co) — SP (со) -f- S.,(со),
(3)
S^co)
где SP (со) — спектральная плотность сигнала
РЖ
спектральная плотность сигнала помехи, которая может быть представлена сигналом типа «белый шум» S,f(a)) = N2 = const;
Sp = О-
SP(со) —
aDn
а + и
(4)
Для определения оптимальной частотной характеристики измерительного звена реализующего оптимальные преобразования входного сигнала (со) и фильтрацию помехи 5Ф((о), с учетом физической реализуемости, воспользуемся уравнением:
1
Я|) ( — /со)
Т ■ (5)
где выражение, полученное в результате расщепления
I 'К — /“) J
имеет нули и полюсы в верхней полуплоскости 0) [5].
S(co) = Sp( со) + S4,(co) = і -ф(/со) Iе =
ф(/со)
W%j<o)
= -ф(/со) гр( — /со); (6)
- выражение для спектральной плотности измеряемого сигнала после операции факторизации; частотная характеристика (идеального) измерительного звена.
Подставляя в выражение (5) частотные характеристики Ш°б (/со), соответствующие основным четырем наиболее распространенным типам грузоприемных устройств-конвейеров ДНД, получим частотные характеристики измерительных цепей для измерения возмущений.
Так, в случае применения конвейера с плоскопараллельным перемещением й^р) =
= -(1 -
Р к __ 2 — рт
? рт) с учетом разложения е рт
2^рт в РЯД Падэ при удержании одного
члена ряда получим оптимальную частотную характеристику измерительной цепи
ИТг(/<о) =
са(2а + oj2t)/o)
где
2оГт(а + д/са + а‘
5фН=1; c = ^;r“(p) = [:
I (Vc
Іш)
(7)
2 + рт
Выражению (7) соответствует структура, приведенная на рис. 2. Полученные данные позволяют создать алгоритм комбинированной АСР ДНД, представленной структурной схемой на рис. 3. Сигнал, создаваемый измерительными связями, может быть использован для компенсации влияния возмущений АС} на регулируемую координату РК(Р).
Из условия инвариантности регулируемой координаты Р:Ц) от возмущения А<3
(№„ (р) ЧГк.с.{р) ГДр) \Гу{р) = 1)
получим передаточную функцию идеального компенсатора
1 (Тпр+\)р
WV, (Р) =
w„(p) W,{р) WJp) knkJSiP + Sо)
• (8)
Рис. 2
Рис. Wa С пенс ноет
с
из 1
мич алы торі часі и ре опаї
Р
дозг
1.
цеш
(рис
Зн
фун*
ЭКСП1
мого
Неї вые р в наї для и
ІГЇГІГУТГН
■0)
:.иіг.е
-е.іі.ПІ
іиг лі
І 0Г ІОЬ ІНК
■л:Х,\ь
®гЧіі ^ ІЧл) =
.ТґгТЧ1; і
Г :: -■ !
(7)
■Н+рт « :і-
1:.и\М
^иіп.ск
ф.ІІ'Л’.іі
к її д:\>:
І \1 _■ ч!
А\УХ'. У. С К
ш:ыгл
дМ.
литературы [1, 2]. Так, для муки высшего сорта а составляет 0,02—0,04 с- (при влаж-.
Рис. 3. Передаточное функции: \¥д(р) — датчика;
1У'а(р), '^'д(р) — измерительных ЗВеНЬвВ, №кс(р)- 1*1 VI
пенсатора; №р(р)- регулятора; (р) — усилителя мощности
Структуру реального компенсатора выбирали из числа наиболее легко реализуемых динамических звеньев (апериодического и реального дифференцирующего), параметры которых рассчитывали из условия близости 'частотных характеристик идеального (/со) и реального Ш7рс (/со) компенсаторов в наиболее опасном диапазоне частот со8 и сон [6].
У “.с. (/“) « Щ.с. (/“); со„ < ш < со,г
Расчет параметров комбинированной АСР дозатора включает следующие основные этапы: 1. Определяются параметры измерительной цепи к и Т для выделения возмущения А(^ (рис. 2).
, с а Т
,______ Т - ,. . .(9)
2т/са -)- а2 -+ ^ -уссс + а
Значения параметров автокорреляционной функции сигнала РК(I) могут быть определены экспериментально для конкретного дозируемого материала при отключенной АСР или из
0,7—0,9.
2. Определяется оптимальная частотная характеристика измерительной цепи для выделения сигнала АС} (7).
3. Определяется структура компенсирующей связи АСР ДНД из выражения (8),
Результаты моделирования комбинированной АСР ДНД свидетельствуют о существенном улучшении качества регулирования по сравнению с одноконтурной. Отмечается снижение значений прямых показателей качества регулирования — Ag/Pmax более чем на 50%; 1р/х более чем на 40% (где Ад, — динамическая погрешность и время регулирования; т, Ртах — время пребывания материала и максимальное значение расчетной нагрузки на ленте конвейера). Несмотря на то, что подобные АСР имеют существенно более сложную структуру, чем одноконтурные, однако алгоритм их работы довольно просто может быть реализован с помощью программируемых микропроцессоров.
ЛИТЕРАТУРА
1. Автоматизация технологических процессов пищевых производств/Под ред. Карпина Е. Б.— М.: Агропром-издат, 1985.—535 с.
2. П р о к о ф ь е в Е. А., Карпин Е. Б., Никольский А. Б. Статистический анализ грузоприемных устройств автоматических дозаторов непрерывного действия//Механизация и автоматизация производства.— 1979.— № 9.— С. 25.
3. П р о к о ф ь е в Е. А., Карпин Е. Б., Никольский А. Б. Выбор основных параметров дозаторов для муки при непрерывном тестоприготовлении// Изв. вузов, Пищевая технология.— 1983.— №-1>.— С. 64.
4. М е н с к и й Б. Н. Принцип инвариантности в автоматическом регулировании и управлении.— М.: Машиностроение, 1972.— 247 с.
5. Ц ы п к и н Я. 3. Основы теории автоматических систем.— М.: Наука, 1977.—559 с.
6. Автоматическое управление химической промышлен-ности/Под ред. Дудникова Е. Г.— М.: Химия, 1987.— 368 с.
Кафедра автоматизации технологических процессов От^ел средств динамического взвешивания
Поступила 31.07.Ї1.
643.342.001.24
ОБОСНОВАНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НОЖЕВЫХ РЕШЕТОК В УСТРОЙСТВАХ ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ПРОДУКТОВ
В. я. ГРУДАНОВ, Т. к. ПЕЛЕВИНА, Т. С. ПАНТЕЛЕЕВА
Могилевский технологический институт
Неподвижные приемная и выходная ножевые решетки являются основными элементами в наборе режущих инструментов устройств для измельчения пищевых продуктов, например,
мясорубок для предприятий общественного питания. Они представляют собой, как правило, перфорированные диски с круглыми отверстиями одинакового наружного диаметра,
