Разработка системы автоматизации компрессорного цеха

дипломная работа

1.6 Алгоритмическое и математическое обеспечение

Разработка алгоритмического и математического обеспечения опирается на способ функционирования конвейерных весов и методики их настройки описанных выше в разделе 1.2.

Расчет веса на ленте осуществляется исходя из принципа действия весового стола ленточного конвейера (Рис. 12).

Взвешивающий мост ограничен опорными роликами 1 и 2, воспринимающими часть нагрузки. Действительное распределение нагрузки показано на рисунке 12 в виде трапеции. На средние ролики действует только часть силы. Для расчетов принято использовать понятие “эффективная длинна моста”. В данном случае она рассчитывается по формуле 2 и является индивидуальной характеристикой весов.

(2)

где: l- эффективная длинна моста ,м;

a, b, c- расстояние между роликами ,м.

Выходное напряжение тензометрического датчика пропорционально нагрузке на ленту.

Для проверки правильности сборки взвешивающего механизма и работоспособности весов разработаны функции статического тарирования и юстирования. При остановленном конвейере взвешивается пустая лента и запоминается как значение тары Gt в кодах АЦП. Затем взвешивается лента с юстировочным грузом близким по весу к номинальной нагрузке и запоминается как значение брутто Gb в кодах АЦП. Чистый вес на ленте определяется разностью между брутто и тарой, а затем запоминается как значение юстировочного веса Gv в кодах АЦП. После выполнения этих функций можно проверить линейность весов во всем диапазоне взвешивания, а также отсутствие затираний весовой платформы. Текущий вес на весовом столе рассчитывается по формуле 3.

(3)

где: Q- масса на весовом столе, кг;

Gb- текущее значение веса брутто, код АЦП;

Gt - вес тары полученный в процессе тарирования, код АЦП;

Gv- юстировочный вес полученный в процессе юстирования, код АЦП;

Qv- масса юстировочного груза, кг.

Для правильного функционирования весов разработаны функции динамического тарирования и юстирования, а также калибровки скорости.

Функция динамического тарирования реализует принцип тарирования изложенный в разделе 1.2. и изображенный на рисунке 4. Перед вызовом функции необходимо ввести данные о времени полного оборота конвейерной ленты T с точностью до сотых долей секунды. Время полного оборота ленты является индивидуальной характеристикой весов и используется также в других функциях и расчетах. Функция выполняет следующие действия:

Обнуляет значения динамической тары и количества измерений веса.

Организует циклическое накопление 100 значений веса брутто с интервалом времени равным одной сотой времени полного оборота ленты конвейера.

Рассчитывает среднее значение динамической тары Gtd.

Упрощенная схема алгоритма приведена на рисунке 13.

Функция динамического юстирования предназначена для настройки конвейерных весов под необходимый диапазон измерения. Перед вызовом функции на весовую платформу должен быть установлен юстировочный груз близкий по массе к номинальной нагрузке на ленту. Его значение вводится в параметр Qv с точностью до сотых долей килограмма. Функция использует также значение динамической тары Qtd рассчитанной в процессе динамического тарирования и время полного оборота ленты T. Функция выполняет следующие действия:

Обнуляет значения динамического юстировочного веса и количества измерений веса.

Организует циклическое накопление 100 значений веса брутто с интервалом времени равным одной сотой времени полного оборота ленты конвейера.

Рассчитывает среднее значение динамического юстировочного веса Gvd.

Упрощенная схема алгоритма приведена на рисунке 14.

Функция калибровки предназначена для настройки параметров измерения скорости конвейерной ленты. Перед вызовом функции необходимо ввести данные о длине конвейерной ленты L с точностью до сантиметра. Функция использует также значение времени полного оборота ленты T и выполняет следующие действия:

Обнуляет счетчик количества импульсов за один оборот ленты.

Производит циклическое накопление количества импульсов пришедших с тахогенератора за время полного оборота ленты I.

Упрощенная схема алгоритма приведена на рисунке 15.

Измеренные (Qv, l, L, T) и полученные в результате выполнения описанных выше функций (Gtd, Gvd, I) параметры позволяют произвести все необходимые расчеты.

Скорость ленты конвейера пропорциональна частоте импульсов тахогенератора. Для расчета скорости измеряется число импульсов i пришедших с тахогенератора в течении одной секунды и умножается на коэффициент пропорциональности равный отношению длинны ленты конвейера к числу импульсов пришедших с тахогенератора за её полный оборот (формула 4).

(4)

где: V- скорость ленты, м/с;

L- общая длинна конвейерной ленты, м;

I - количество импульсов пришедших с тахогенератора за время полного оборота ленты;

i - количество импульсов пришедших с тахогенератора за 1 секунду,1/с.

Масса материала на весовом столе пропорциональна выходному сигналу тензометрического датчика. Для расчета массы измеряется вес платформ с материалом и из него вычитается динамическая тара. Результатом разности является чистый вес материала на весовом столе. Масса материала равна произведению чистого веса этого материала на коэффициент пропорциональности, который представляет собой отношение юстировочного веса к массе юстировочного груза.

(5)

где: Q - масса материала на весовом столе, кг;

Gb - текущее значение веса брутто, код АЦП;

Gtd - динамическая тара, код АЦП;

Gvd - юстировочный вес, код АЦП;

Qv - масса юстировочного груза, кг.

Производительность конвейера рассчитывается как произведение скорости его движения на удельную нагрузку равную отношению массы материала на весовом столе к эффективной длине моста.

(6)

где: F- производительность, т/ч;

V- скорость ленты, м/с;

Q- масса на весовом столе, кг;

l - эффективная длинна моста, м;

3,6 - коэффициент пересчета, кг/c в т/ч.

Среднее значение производительности за секунду определяет количество материала прошедшего по конвейеру за этот интервал времени. Счетчик материала за час представляет собой сумматор средних значений производительности за секунду в течение часа. По истечении часа значение счетчика сохраняется как количество материала прошедшего по конвейеру за предыдущий час, а сам счетчик обнуляется.

(7)

где: Qh- количество материала отгруженного за час, кг

Vj- средняя скорость ленты, м/с;

Qj- среднее значение масса на весовом столе, кг;

l- эффективная длинна моста, м.

Счетчики материала за смену, сутки и месяц представляют собой сумматоры значений часового счетчика. Они наращивают свои значения каждый час, а по истечению отведенного для счета времени сохраняют свои значения как предыдущее количество материала за смену, сутки, месяц и обнуляются.

(8)

где: Qs - количество материала прошедшего по конвейеру за смену, т;

Qd - количество материала прошедшего по конвейеру за сутки, т;

Qm - количество материала прошедшего по конвейеру за месяц, т;

m - количество дней в месяце

В связи с тем, что граница интервалов смен соответствует 800 и 2000 часам, суток - 2000 часам, месяца - 2000 часам последних суток, запоминание и обнуление счетчиков происходит именно в это время. Упрощенная схема алгоритма функционирования учетных счетчиков приведена на рисунке 16.

Ручной и технологический счетчики аналогичны часовому. Технологический счетчик не имеет конечного интервала времени и обнуляется вручную оператором. Он предназначен для отсчета определенного количества материала. Например, отсчет количества не полностью восстановленного окатыша при запуске печи металлизации. Ручной счетчик имеет переменный интервал времени счета, задаваемый вручную оператором. Счетчик обнуляется и начинает подсчет материала сразу после ввода временного интервала оператором. Останов подсчета происходит по истечении заданного времени. Ручной счетчик предназначен для проверки точности настройки весов.

Упрощенная схема алгоритма функционирования счетчиков приведена на рисунке 17.

Для вывода информации о количестве отгруженного материала в АСУ «ЭНЕРГО» и АСУ «ЭСПЦ» на период пока система визуализации печи металлизации не подключена в глобальную сеть комбината, разработан алгоритм импульсного вывода. В алгоритме организован счетчик, значение которого увеличивается каждую секунду на величину, равную количеству отгруженного материала за этот промежуток времени. В интервале времени между этими увеличениями происходит циклическое уменьшение содержимого счетчика на 10 килограмм сопровождаемое выдачей импульса на дискретном выходе до тех пор, пока значение счетчика не станет меньше 10 килограмм. Упрощенная схема алгоритма приведена на рисунке 18.

Делись добром ;)