Повышение точности взвешивания сыпучих материалов на поточном расходомере-дозаторе с двумя тензометрическими датчиками

Денис [Denis] Викторович [V.] Шилин [Shilin]; Дмитрий [Dmitriy] Александрович [A.] Шестов [Shestov]; Павел [Павел] Евгеньевич [E.] Ганин [Ganin]

doi:10.24160/1993-6982-2019-3-116-123

Денис [Denis] Викторович [V.] Шилин [Shilin]
Дмитрий [Dmitriy] Александрович [A.] Шестов [Shestov]
Павел [Павел] Евгеньевич [E.] Ганин [Ganin]

DOI: https://doi.org/10.24160/1993-6982-2019-3-116-123

Ключевые слова: тензометрический датчик, фаззи-регулятор, адаптивный фильтр, дозирование, расход, сыпучий материал

Аннотация

Разработан и исследован алгоритм взвешивания для поточного расходомера-дозатора на базе двух тензометрических датчиков. Основные задачи — повышение точности дозирования сыпучих материалов и предотвращение влияния неравномерного распределения материала вдоль оси взвешивания.

Основой повышения точности дозирования является установка тензометрических датчиков со стороны подачи материала и использование интеллектуальной системы управления скоростью конвейерной ленты, являющейся основным элементом в разработанном алгоритме взвешивания. Скорость конвейерной ленты корректируется с помощью регулятора на базе нечеткой логики (фаззи-регулятора), так как объект регулирования представляет собой сложную систему и регуляторы из классической теории ТАУ не удовлетворяют требованиям по быстродействию. Результаты испытания выбранной кинематической конструкции наглядно показывают адекватную работу фаззи-регулятора, а именно, при изменении подачи сыпучего материала в меньшую сторону снижается скорость движения конвейерной ленты, при увеличении — увеличивается, что позволяет добиться относительной погрешности измерения менее 0,5%.

Область применения разрабатываемого устройства относится к пищевому, аграрно-промышленному комплексам, строительной, химической промышленностям и другим отраслям народного хозяйства, а именно, процессам дозирования и измерения расхода сыпучего материала в непрерывно протекающих поточных технологических процессах. В комплекте с питающим устройством поточные расходомеры служат для весового дозирования с высокой точностью различных сыпучих материалов. Подача продукта осуществляется шлюзовым или шнековым питателем, дополнительно оснащенным шнеком меньшего диаметра для работы в режимах грубо/точно.

Сведения об авторах

Денис [Denis] Викторович [V.] Шилин [Shilin]

кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры управления и информатики НИУ «МЭИ», e-mail: deninfo@mail.ru

Дмитрий [Dmitriy] Александрович [A.] Шестов [Shestov]

ведущий инженер кафедры управления и информатики НИУ «МЭИ», e-mail: shestov .d.a@gmail.com

Павел [Павел] Евгеньевич [E.] Ганин [Ganin]

аспирант, ведущий инженер кафедры управления и информатики НИУ «МЭИ», e-mail: skaz04nik@bk.ru

Литература

1. Першина С.В., Каталымов А.В., Однолько В.Г., Першин В.Ф. Весовое дозирование зернистых материалов. М.: Машиностроение, 2009.
2. Шестов Д.А. Анализ процессов дозирования и взвешивания сыпучих материалов // Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве: Труды Междунар. науч.-техн. конф. 2012. Т. 3. С. 109—115.
3. Шестов Д.А. Учетно-дозирующая система управления электрифицированным технологическим процессом приготовления кормосмесей // Там же. Т. 5. С. 110—115.
4. Siemens. Weighing and Feeding Guide. Operation Manual [Офиц сайт] www.siemens.com (дата обращения 14.07.2018).
5. Agg-net. Load-Out And Dosing Control Systems. Operation manual [Офиц сайт] www.agg-net.com (дата обращения 14.07.2018).
6. In-Jae Kang, Joon Ho Kwon, Sung-Min Moon, Daehie Hong. A Control System Using Butterworth Filter for Loss-in-Weight Feeders // J. Korean Soc. Precision Eng. 2014. V. 31. No. 10. Pp. 905—911.
7. Siva Vardhan D.S.V., Yeole Sh. Development of an Automatic Monitoring and Control System for the Objects on the Conveyor Belt // Proc. Intern. Conf. Man and Machine Interfacing. 2015. V. 12. Pp. 1—10.
8. Aleksandrović S., Damnjanović V. Volume Flow Measurement of Bulk Solids on Conveyor Belts // Intern. J. Transport and Logistics. 2013. Iss. 27. Pp. 1—4.
9. SICK Bulkscan. Volume Flow Measurement of Bulk Material on Conveyor Belts. Operation Manual. Bristol, 2001.
10. Hauβecker H., Geiβler P. Handbook of Computer Vision and Applications. San Diego: Academic press, 1999.
---
Для цитирования: Шилин Д.В., Шестов Д.А., Ганин П.Е. Повышение точности взвешивания сыпучих материалов на поточном расходомере-дозаторе с двумя тензометрическими датчиками // Вестник МЭИ. 2019. № 3. С. 116—123. DOI: 10.24160/1993-6982-2019-3-116-123.
#
1. Pershina S.V., Katalymov A.V., Odnol'ko V.G., Pershin V.F. Vesovoe Dozirovanie Zernistykh Materialov. M.: Mashinostroenie, 2009. (in Russian).
2. Shestov D.A. Analiz Protsessov Dozirovaniya i Vzveshivaniya Sypuchikh Materialov. Energoobespechenie i Energosberezhenie v Sel'skom Khozyaystve: Trudy Mezhdunar. Nauch.-tekhn. Konf. 2012;3:109—115.(in Russian).
3. Shestov D.A. Uchetno-doziruyushchaya Sistema Upravleniya Elektrifitsirovannym Tekhnologicheskim Protsessom Prigotovleniya Kormosmesey. Tam zhe;5: 110—115. (in Russian).
4. Siemens. Weighing and Feeding Guide. Operation Manual [Ofits Sayt] www.siemens.com (Data Obrashcheniya 14.07.2018).
5. Agg-net. Load-Out And Dosing Control Systems. Operation manual [Ofits Sayt] www.agg-net.com (Data Obrashcheniya 14.07.2018).
6. In-Jae Kang, Joon Ho Kwon, Sung-Min Moon, Daehie Hong. A Control System Using Butterworth Filter for Loss-in-Weight Feeders. J. Korean Soc. Precision Eng. 2014;31;10:905—911.
7. Siva Vardhan D.S.V., Yeole Sh. Development of an Automatic Monitoring and Control System for the Objects on the Conveyor Belt. Proc. Intern. Conf. Man and Machine Interfacing. 2015;12:1—10.
8. Aleksandrović S., Damnjanović V. Volume Flow Measurement of Bulk Solids on Conveyor Belts. Intern. J. Transport and Logistics. 2013;27:1—4.
9. SICK Bulkscan. Volume Flow Measurement of Bulk Material on Conveyor Belts. Operation Manual. Bristol, 2001.
10. Hauβecker H., Geiβler P. Handbook of Computer Vision and Applications. San Diego: Academic press, 1999.
---
For citation: Shilin D.V., Shestov D.A., Ganin P.E. Improving the Accuracy of Weighing Bulk Materials in a Dispenser On-Stream Flow Meter with Two Strain Gauges. Bulletin of MPEI. 2019;3:116—123. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2019-3-116-123.