Спосіб автоматичного керування змішувально-зарядною машиною і пристрій для його здійснення

1. Спосіб автоматичного керування змішувально-зарядною машиною, який включає операції введення сигналів від датчиків і опорних сигналів в базу даних, порівняння їх, формування керуючого сигналу і сигналу аварійного відключення на виконавчі механізми, який відрізняється тим, що заздалегідь задають умови робочого режиму технологічного процесу змішувально-зарядної машини: m = ( t )const , n ò де: m - маса суміші або компонентів для отримання емульсійної вибухової речовини (ЕВР), n - кількість оборотів нагнітача/дозатора в хвилину, t - час, і у момент відхилення робочого режиму від умови, формують керуючий сигнал на відповідний виконавчий механізм прямо пропорційно сигналу розузгодження опорного сигналу і сигналу датчика оборотів нагнітача/дозатора, потім подають його на відповідний виконавчий механізм із затримкою, а у момент досягнення рівності опорного сигналу і сигналу датчика формують сигнал аварійного відключення, який подають на механізм аварійного відключення електроживлення із затримкою, при цьому затримку сформованих керуючих і аварійних сигналів визначають за умовою: 2 3 Винахід належить до техніки автоматичного керування технологічними процесами в хімічній, хіміко-фармацевтичній, лакофарбній, вітамінній, харчовій і інших спеціалізованих галузях промисловості при виробництві цільових продуктів лікарських препаратів, пігментів, лаків, вітамінів та вибухових речовин, і може бути використаний, зокрема, в системах керування змішувальнозарядною машиною (ЗЗМ) для приготування емульсійної вибухової речовини. Відомий спосіб реалізований в пристрої автоматичного керування реактором напівбезперервної дії по патенту Росії на винахід №2239223, МПК, G05D27/00, В01J19/00, 2004p., що містить операції перетворення, введення і порівняння сигналів і формування управляючого сигналу на виконавчі механізми. Пристрій автоматичного керування реактором напівбезперервної дії за вище приведеним патентом Росії на винахід №2239223, МПК G05D27/00, В01J19/00, 2004p., містить n-датчиків, перетворювачі сигналів датчиків, блок формування керуючих сигналів на виконавчі механізми, блоки порівняння, виконавчі механізми, що складаються з електрозолотників, клапана скиду тиску і гідромоторів дозаторів/нагнітачів. На відміну від пристрою, що заявляється, в ньому використовується частотно-імпульсне дозування із змінною інтеграцією імпульсів, що забезпечувана використовуванням мікропроцесорного контролера з невеликим ступенем інтеграції, розташуванням електропневматичних дискретних і аналогового перетворювачів поряд з відсічними триходовими клапанами, конструктивним виконанням дозатора і огорожного патрубка у витратній місткості, установкою вібраційного спонукача витрати сипкого компоненту. Найближчим аналогом по сукупності ознак до заявленого способу автоматичного керування технологічним процесом змішувально-зарядної машини (ЗЗМ) і пристрою для його здійснення є система автоматичного керування робочим органом землерийнотранспортної машини за патентом РФ на винахід №2291254, МПК E02F9/20, 2006p., що містить операції перетворення і введення в базу даних сигналів датчиків і опорних сигналів, порівняння сигналів, формування управляючого сигналу і сигналу аварійного відключення на виконавчі механізми. Система для здійснення способу автоматичного керування робочим органом землерийнотранспортної машини за патентом РФ №2291254, МПК E02F9/20, 2006p., містить n-датчиків, перетворювачі сигналів датчиків, блок відображення параметрів (ЗЗМ) з дисплеєм і клавіатурою, задатчик опорних сигналів, підключений на вхід бази даних, блоки формування сигналу аварійного відключення і сигналізації, блок формування керуючих сигналів на виконавчі механізми, блоки порівняння, виконавчі механізми, що складаються з електрозолотників, клапана скиду тиску, гідромоторів дозаторів/нагнітачів, вентилятора і аварійного відключення електроживлення. 87003 4 Загальним недоліком приведених технічних рішень є те, що автоматичне керування забезпечується тільки для об'єктів технологічного процесу з однаковим режимом роботи і не призначене для об'єктів технологічного процесу працюючих в різних режимах, зміна яких, викликана зміною їх фізико-механічних властивостей. В зв'язку з цим приведені системи не можна використовувати для автоматичного керування технологічним процесом (ЗЗМ), де потрібне постійне його коректування у функції зміни параметрів фізико-механічних властивостей об'єкту технологічного процесу. Ці зміни виникають в результаті широкого асортименту кінцевого продукту, тобто емульсійної вибухової речовини (ЕВР) з різними властивостями, які задаються наперед. При цьому різні властивості (ЕВР) забезпечуються зміною фізико-механічних властивостей початкових компонентів і їх співвідношенням в суміші для отримання (ЕВР), що вимагає при автоматичному керуванні зміни загального режиму технологічного процесу, який містить сукупність n-об'єктів. В основу винаходу поставлена задача удосконалити спосіб автоматичного управління змішувально-зарядною машиною і пристрій для його здійснення, шляхом введення нових операцій і засобів для їх здійснення, забезпечити автоматичне керування режимом технологічного процесу у функції зміни фізико-механічних властивостей одного з об'єктів технологічного процесу, зокрема зміни співвідношення компонентів суміші і, за рахунок цього, одержати (ЕВР) в свердловині відповідне наперед заданим властивостям. Задача вирішена тим, що в способі автоматичного керування змішувально-зарядною машиною включаючому, операції введення в базу даних сигналів датчиків і опорних сигналів, порівняння сигналів, формування керуючого сигналу і сигналу аварійного відключення на виконавчі механізми, згідно винаходу, заздалегідь, задають n-умов робочих режимів технологічного процесу (ЗЗМ) і, у момент відхилення робочого режиму від умови: m = ( t )const n ò де: m - маса суміші або компонентів для отримання (EBB); n - кількість оборотів в хвилину нагнітача/дозатора; t - час, керуючий сигнал на відповідний виконавчий механізм формують прямо пропорційно сигналу розузгодження опорного сигналу і сигналу датчика оборотів нагнітача/дозатора, потім подають його на відповідний виконавчий механізм із затримкою, а у момент досягнення заданої умови: x1-х2=О де: x1 - опорний сигнал; х2 - сигнал датчика, формують сигнал аварійного відключення, який подають на механізм аварійного відключення електроживлення із затримкою, при цьому затрим 5 ку сформованих керуючих і аварійних сигналів визначають за умовою: l Dt = å × K n де: Dt - час затримки; å l = l1 + l2 + ln - сумарний шлях проходження суміші або компонентів для отримання (ЕВР); n - швидкість подачі суміші або компонентів для отримання (ЕВР); K - емпіричний коефіцієнт, що враховує інерційність пристрою. Задача вирішена тим, що пристрій для здійснення способу що містить, n-датчиків, перетворювачі сигналів датчиків, блок відображення параметрів (ЗЗМ) з дисплеєм і клавіатурою, задатчик опорних сигналів, підключений на вхід бази даних, блоки формування сигналу аварійного відключення і сигналізації, блок формування керуючих сигналів на виконавчі механізми, блоки порівняння, виконавчі механізми, що складаються з електрозолотників, клапана скиду тиску, гідромоторів дозаторів/нагнітачів, вентилятора і аварійного відключення електроживлення, згідно винаходу, воно забезпечене блоком затримки аварійного сигналу і блоком затримки керуючого сигналу, задатчиком опорних сигналів що складений з задатчика умов робочих режимів (ЗЗМ) і задатчика сигналу критичної температури масла, при цьому задатчик умов робочих режимів відповідно підключений через базу даних на вхід блоків формування сигналу регулювання температури і тиску масла, а також блоків формування керуючих сигналів на виконавчі механізми і формування сигналу аварійного відключення і сигналізації, виходи яких через відповідні блоки затримки аварійного і керуючого сигналів, пов'язані з відповідними виконавчими механізмами електрозолотників гідромоторів дозаторів/нагнітачів і аварійного відключення електроживлення, а задатчик сигналу критичної температури масла через базу даних підключений своїм першим входом на перший вхід блоку порівняння, другий вхід якого з'єднаний з виходом перетворювача сигналів датчиків через базу даних. Суть винаходу пояснюється кресленням, на якому приводиться блок-схема пристрою автоматичного керування технологічним процесом (ЗЗМ). Пристрій для здійснення способу автоматичного керування технологічним процесом змішувально-зарядної машини містить: змішувальнозарядну машину (ЗЗМ) 1, гідропривід 2, n-датчиків 3 робочих параметрів (ЗЗМ), сполучених своїм виходом через перетворювач 4 сигналів датчиків робочих параметрів (ЗЗМ), температури і тиску масла, базу даних 5 з одним входом блоку 6 порівняння опорних сигналів з сигналами датчиків робочих параметрів (ЗЗМ), другий вхід якого сполучений через базу даних 5 із задатчиком 7 опорних сигналів робочих параметрів (ЗЗМ), n-датчиків 8 оборотів дозаторів/нагнітачів, сполучених своїм виходом через перетворювач 9 сигналів датчиків оборотів дозаторів/нагнітачів, базу даних 5 з одним входом блоку 10 порівняння опорних сигналів оборотів з сигналами датчиків оборотів дозато 87003 6 рів/нагнітачів, другий вхід якого сполучений через базу даних 5 із задатчиком 11 опорних сигналів оборотів дозаторів/нагнітачів, датчик 12 тиску масла, з'єднаний своїм виходом через перетворювач 4, базу даних 5 з одним входом блоку 13 порівняння опорного сигналу тиску з сигналом датчика тиску масла, другий вхід якого з'єднаний через базу даних 5 із задатчиком 14 опорного сигналу тиску масла, датчик 15 температури масла, з'єднаний своїм виходом через перетворювач 4, базу даних 5 з одним входом блоку 16 порівняння опорного сигналу температури з сигналом датчика температури масла, другий вхід якого з'єднаний через базу даних 5 із задатчиком 17 опорного сигналу температури масла і відповідно з'єднаний з одним входом блоку 18 порівняння сигналу критичної температури з сигналом датчика температури масла, другий вхід якого з'єднаний через базу даних 5 із задатчиком 19 сигналу критичної температури масла, блок 20 відображення параметрів (ЗЗМ) з дисплеєм і клавіатурою, з'єднаний з базою даних 5, блок 21 формування сигналу аварійного відключення і сигналізації, з'єднаний своїм входом з виходами блоків порівняння 6, 18 і відповідно через базу даних 5 з блоком відображення 20 і задатчиком 22 умов робочих режимів (ЗЗМ), блок 23 формування управляючого сигналу на виконавчі механізми, з'єднаний своїм входом з виходом блоку порівняння 10 і відповідно через базу даних 5 із задатчиком умов 22, блок 24 формування сигналу регулювання тиску масла, з'єднаний своїм входом з виходом блоку порівняння 13 і відповідно через базу даних 5 із задатчиком умов 22, блок 25 формування сигналу регулювання температури масла, з'єднаний своїм входом з виходом блоку порівняння 16 і відповідно через базу даних 5 із задатчиком умов 22, виконавчі механізми 26, 27, 28, що складаються з електрозолотників 29, 30, 31, клапана скиду тиску 32, гідромоторів 33, дозаторів/нагнітачів 34, гідромотора 35, вентилятора 36 і механізму 37 аварійного відключення електроживлення, блок 38 затримки аварійного сигналу, блок 39 затримки управляючого сигналу, при цьому входи блоків 38, 39 відповідно з'єднані з виходами блоків 21, 23 і задатчиком 22 через базу даних 5, а виходи блоків 24, 25 з'єднані з електрозолотниками 29, 30 виконавчих механізмів 26, 27. Спосіб і пристрій автоматичного керування змішувально-зарядною машиною реалізується таким чином. Спочатку за допомогою задатчика 22 задаються умови робочих режимів ЗЗМ: m = ( t )const де: n ò m - маса суміші або компонентів для отримання (EBB); n - кількість оборотів в хвилину нагнітача/дозатора; t - час; x1-x2=О де: x1 - опорний сигнал; х2 - сигнал датчика, 7 Dt = å l ×K n де: Dt - час затримки; å l = l1 + l2 + ln - сумарний шлях проходження суміші або компонентів для отримання (ЕВР); n - швидкість подачі суміші або компонентів для отримання (ЕВР); K - емпіричний коефіцієнт, що враховує інерційність пристрою. Вищенаведені умови поступають в базу даних m 5. Потім умова = ( t )const поступає в блок 23 n ò формування керуючих сигналів на виконавчі механізми. Умова x1-x2=О , поступає відповідно в блок 21 формування сигналу аварійного відключення і сигналізації, блок 24 формування сигналу регулювання тиску масла, блок 25 формування сигналу регулювання температури масла. Умова l Dt å × K поступає відповідно в блок 38 затрим= n ки аварійного сигналу і блок 39 затримки керуючого сигналу. Задатчиком 7 задають опорні сигнали робочих параметрів (ЗЗМ), які через базу даних 5 поступають в блок порівняння 6. Задатчиком 14 задають опорний сигнал тиску масла, який через базу даних 5 поступають в блок порівняння 13. Задатчиком 17 задають опорний сигнал температури масла, який через базу даних 5 поступає в блок порівняння 16. Задатчиком 19 задають сигнал критичної температури масла, який через базу даних 5 поступає в блок порівняння 18. Задатчиком 11 задають опорні сигнали оборотів дозаторів/нагнітачів, які через базу даних 5 поступають в блок порівняння 10. При цьому інформацію про умови і опорні сигнали можна побачити на екрані дисплея блоку 20 за допомогою клавіатури. Потім включають гідропривід 2, включають дозатори/нагнітачі 34. (ЗЗМ) 1 починає працювати. При цьому блок 23 формує керуючий сигнал m щодо умови = ( t )const , який через механізм n ò аварійного відключення 37 поступає на виконавчий механізм 28. Електрозолотник 31 спрацьовує, гідромотор 33 починає обертати дозатор/нагнітач 34. Датчик 8, пов'язаний з дозатором/нагнітачем 34, виробляє сигнал оборотів, який через перетворювач 4, базу даних 5 поступає на вхід блоку порівняння 10, де порівнюється з опорним сигналом оборотів, одержаним через базу даних 5 із задатчика 11 і, у момент відхилення робочого режиму m від умови: = ( t )const блок 23 формує керуючий n ò сигнал прямопропорційний розузгодженню сигналу датчика оборотів 8 і опорного сигналу оборотів від задатчика 11 із затримкою, яку формує блок 39 за l умовою Dt = å × K . З метою запобігання виникn 87003 8 ненню нестандартних аварійних ситуацій, передбачений механізм аварійного відключення електроживлення 37, одержує сигнал від блоку 21 через блок затримки 38. Сигнал аварійного відключення формується таким чином. Блок порівняння 18 порівнює сигнал критичної температури масла, одержаний через базу даних 5 від задатчика 19 з сигналом, одержаним через базу даних 5, перетворювач 4 від датчика 15. Блок порівняння 6 порівнює опорні сигнали параметрів (ЗЗМ), одержані через базу даних 5 від задатчика 7 з сигналами, одержаними через базу даних 5, перетворювач 4 від n-датчиків 3. Сигнали з блоків 18, 6 поступають в блок 21, який формує сигнал аварійного відключення щодо умови x1-x2=О , з затримкою, сформованої блоком l 38, щодо умови: Dt = å × K . n Одночасно з сигналом аварійного відключення, блок 21 формує сигнал, що сигналізує про виникнення нестандартної або аварійної ситуації, який поступає через базу даних 5 на дисплей блоку 9 відображення параметрів (ЗЗМ). У пристрої автоматичного керування технологічним процесом (ЗЗМ) передбачено автоматичне керування гідроприводом 2, яке включає автоматичне регулювання тиску і температури масла. Автоматичне регулювання тиску масла працює таким чином. Блок порівняння 13 порівнює опорний сигнал тиску масла, одержаний через базу даних 5 від задатчика 14 з сигналом, одержаним через базу даних 5, перетворювач 4 від датчика 12. Сигнал з блоку 13 поступає на блок 24, який формує сигнал регулювання тиску масла щодо умови: x1-x2=О. Сигнал з блоку 24 поступає на виконавчий механізм 26. Електрозолотник 29 спрацьовує і відкриває клапан скиду тиску 32, забезпечуючий скид тиску, який впливає на датчик 12. Автоматичне регулювання температурою масла працює таким чином. Блок порівняння 16 порівнює опорний сигнал температури масла, одержаний через базу даних 5 від задатчика 17 з сигналом, одержаним через базу даних 5, перетворювач 4 від датчика 15. Сигнал з блоку 16 поступає на блок 25, який формує сигнал регулювання температури масла щодо умови: x1-x2=О. Сигнал з блоку 25 поступає на виконавчий механізм 27. Електрозолотник 30 спрацьовує і гідромотор 35 приводить в обертання вентилятор 36, забезпечуючий підтримку заданої температури, яка впливає на датчик 15. Даний спосіб дозволяє пристрою автоматичного керування (ЗЗМ) для отримання сумішей компонентів вибухових речовин, формування емульсійної вибухової речовини в свердловині одержувати суміші в широкому діапазоні співвідношень компонентів вибухової речовини і формувати емульсійну вибухову речовину в свердловині з наперед заданими властивостями. 9 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 87003 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601