Устройство для регулирования показателя качества продукта Советский патент 1983 года по МПК B01F3/08 G05D21/00 

Изобретение относится к устройствам для регулирования показателя качества проаукта, в частности цля регулирования процесса сернокислотного алкилирования изобутана бутиденами, а также к устройствам для приготовления смеси, направляемой в контакторы, и может быт использовано на установках алкипирова- HjiH прецЬриятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Оптимальными „. условиями протекания реакции алкилйрования являются стабилизация времени контактирования бути- ленов и изобутана, что эквивалентно стабилизации, расхода смеси бутан-бутиле новой и изобутановой фракции, проходяще через контактор, и стабилизация отйоше- ния концентраций изобутана и бутиленов в смеси. Известно устройство цля автоматичес- кого регулирования процесса полимеризации, содержащее датчик расхода полимер занионной шихты, соединенный через первый регулятор с исполнительным механиз мом на потоке полимеризационной Ц1ихты в реактор, датчик расхода катализатора, соеаиненный через второй регулятор с испопмительным механизмом на потоке катализатора в реактор,, датчик расхода хладагента, соединенный через третий регулятор с исполнительным механизмом на потоке хладагента в реактор, датчик вязкости по Муни, ij установленный на вы ходе из реактора, лервый блок сравнения блок определения модуля рассогласования, первый блок логического анализа,; второй блок сравнения, второй блок логического анализа, блок определения величины коррекции заданий, блок выработки регулирующих врздействий, блок определения режимов стабилизации Недостатком этого устройства являет ся большая затянутость процесса регулирования и, как следствие, низкая динам ческая тошость,; отрицательно влияющая на качество продукта во время переход-f ных процессов, так как регулирование происходит по обратной связи, т.е. регулирующее воздействие вырабатывается только после появления рассогласования между заданной вязкостью и текущей, которая измеряется, датчиком вязкости по Мунй на выхода полимера из реактора. Затянутость процесса.регулирования и низкая динамическая точность усугубляется тем, что реактор явкеет бол Шую постоянную времени прстесса полимеризации, т.е. большое запазйывание моментом времени появления возмушаюшего воздействия и моментом времени измерения рассогласования на ливни выхода полимера. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для регулирования показателя качества проаукта, содержащее блок умножения на постояннь1й коэффициент, регулятор расхода смешиваемого потока, программный блок, связанный с анализатором качества и взаимосвязанными первым блоком памяти, (Соединенным с анализатором качества и вторым бдоком памяти, при этом выход первого блока памяти связан с положительным входом первого и второго сумматора; а выход второго блока памяти соединен с отрицательным входом второго сумматора, соединенного выходом с отрицательным входом первого сумматора f 2 3 . По сравнению с известным точность и быстродействие регулирования улучшаются, .так как в прототипе введена кор рекция по производной от регулируемой величины. Коррекция осуществляется в результате использования в устройстве второго блока памяти, первого и второго сумматоров и блока умножения на постояаный коэффициент. Однако введение коррекции по производной не может значительно сократить время регулирования из-за сохранения принципа регулирования по обратной связи, в результате чего процесс регулирования достаточно длителен,что отрицательно CKaiзывается на качестве продукта во время . переходных процессов Цель изобретения - повышение качества продукта путем повышения точности и сокращения времени регулировашш. Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее первый блок умножения на постоянный коэффициент, регулятор расхода смешиваемого потока, программный блок, .связанный с анализатором качеств а и взаимосвязанными первым бяоком памяти, соединенным с анализат 5ром качества и вторым блоком памяти, снабжено множительно-делительаыт блоком., третьим и четвертым блоками дамяти, третьим и четвертым сумматора-/ ми и вторым блоком умножения на постоянный коэффициент, при этом третий блок памяти соединен через второй блок умножения на постоянный коэффициент с отрицательным входом третьего сумматора четвертый блок памяти связан с положительным входом четвертого сучЫатора ц с оцним из вхоцов множительно-аелительного блока, ава цругих входа которого соединены соответственно с выходам первого и третьего сумматоров, выход множительно аелительного блока соединен |с регулятором расхода и с выходом чет вертого сумматора,, а вход первого блока памяти соединен с Ьходом третьего блока памяти, а выход второго сумматора соединен с положительным входом третьег сумматора. На чертеже представлена схема устройства для управления процессом сернокислотаого алкилирования иэобутана бутилевами. Устройство содержит первый блок 1 умножения на постоянный коэффициент, ; регулятор 2 расхода смешиваемого пото; ка, соединенный с клапаном 3, програм мный блок 4, связанный с анализатором 5 качества, первым блоком 6 памяти и вторым блоком 7 памяти. Выход первого блока 6 памяти с вязан через блок 1 умножения на постоянный коэффициент с положительным входом первого сумматора 8 и непосредственно с отрицательным входом второго сумматора 9 Выход второго блока 7 памяти соединен с отрицательным входом второго сумматора 9, соединенного выходом с отрицательным входом первого сумматора 8« Устройство содержит также третий блок 10 памяти, соединенный через второй блок 11 умножения на постоянный коэффициент с отрицательным входом третьего сумматора 12 и четвертый блок 13 памяти,, связанный с положитель . ным входом четвертого .сумматора 14 и с одним из входов мно}к;ительно-{1елительного блока 15, два других входа котороГО соединены соответственно с выходами первого сумматора 8 и третьего суммат 1ра 12, а выход множительно-делигельного блока 15 соединен с регулятором 2 растсода и с выходом четвертого суммато ра 14. Вход первого блока 6 памяти соединен с входом третьего блока ГО па мяти, а выход второго сумматора 9 соединен с положительным входом третьего сумматора 12, Устройство содержит так же регулятор 16 расхода продукта, соединенный с клапаном 17, и пневматические реле 18 и 19. Устройство работает следующим о&разомДопустим : имеется установившийся режим, характеризующийся расходом 6 , который поддерживает регулятор 2 расхода смешиваемого потока, а также коН 1 864 иен грешией 2 иэобутана и концентрацией с бу иленов в смеси. 1Лф) отношение концентраций изобутана и бутилена в смеси г/ неоптгимальна, а (рвр чигтор 16 расхода продукта подце|окйвае т оптимальный раеход смесим. Шри на выходе анализатора 5 JcaHecTBa непрерывно имеются или периогшчееки паявляадтся значения первого 2 и второго « показателей. Включается программный . блок 4. В ближайший после включения момент времени, когда на выходе анализатора 5 качества появляется значение первого ; показателя, программный ж 4 подает команду запоминания на второй блок 7 памяти, который запоминает имеющийся сигнал на выходе первого блсжа 6 памя-ти, причем поелецний певгает команду за-помнить значение &того сигнала 2. Затем появляется значение второго показа теля качества cj, и по сдеаутошему сигналу программного бя&ка 4 третий блок iO запоминает еро. В это же время по сигналу программного блока 4 четвертый блок 13 намяаж запоминает расход смешиваемзро потока В. Вслед за этим программний ок 4 подает сигнал на пе ре{акэюжнпие реле 18 и 19, которые соёашшют «звожветственно выход четвертого сумматора 14 с камерой задания регулятора 2 расхода смешиваемого потока . и выход четвертого блока 13 памяти с входом первого блока 1 умножения на постоянный коэффициент, на выходе которого формируется сигнал NB, подаваемый на отрицательный вход четвертого сумма гора 14, где алгебраически суммируется с сигналом В., запомненным четвертым блоком 13 памяти. В результате в камеру задания регулятора 2 расхода смешиваемого потока поступает сигнал, равный (Б-- N В), и с выхода регулятора 2 расхода поступает сигнал на клапан 3, изменявший расход из емешиваемьБс позчэков. Посколь- . ку работаег регулятор 16 расхода продукта, поддерживающий с помошьдо клапана 17 постоянным {эасход продукта, то расход второго смешиваемого потока автома- тически увеличивается на величину NB. В результате пробного изменения расхода смешиваемого потока концентрации 2 и q, в смеси изменяются. После того, как регулятор 2 расхода смешивве мого потока отработает новое задание (после окончания переходного процесса), анализатор 5 качества начинает выдавать новые сигналы текущих значений 2 и q,. В момент появления нового текушего значения пертвого показателя 2. программный блок 4 поцает сигнал запоминания на второй бло 7 памяти, .который запоминает значение прецьщушего имеющегося сигнала на выхоае первого блока 6 памяти. В этот же момент времени по двум послепова тельным сигналам программного блока 4 первый блок 6 памяти и третий блок 10 памяти запоминают поспецовательно новью текущие значения первого н второго показателей качес гва смеси 2-,Запомненное текущее значение первого показателя качества 2, с выхоаа первого блока 6 памяти поступает на положительный вход второго сумматора 9, а запомненное предыдущее значение первого показателя качества 2. п(х:. с выхода второго блока 7 памяти на отрицательный вхоа второго сумматора 9; где образуется их разность. Этот разностный сцгнал поступает на отрицательный вхоа первого сумматора 8 и положительный вхоц третьего сумматора 12, На положительный вход первого сумматора 8 поступает сигнал, соответйтву э« ший запомненному расходу смешиваемого потока В , умноженному на постоянный коэффициент М В{ , а на отрицательный вход третьего сумматора 12 поступает сигнал, соответствующий запомненному текущему значению второго показателя качества, умноженному на постоянный коэффициент . Сишалы, сфор мированные на выходах третьего сумматора 12 и первого сумматора 8поступают со ответственно на первый (1) и второй (У) входы множительно-делительного блока 15, на третий вхс (ф) которого поступает запомненный в четвертом блоке 13 памяти расход смешиваемого потока В , Затем переключающие реле 18 и 19 по сигналу программного блока 4 соедин соответственно выход множительно-целительного блока 15 с камерой задания регулятора 2 смешиваемого потока и вы ход первого блока 6 памяти с входом первого блока 1 умножения на постоянны коэффициент. В результате такого соединения на второй (П вхоц множитепьноделительного блока 15 поступает сигнал, характеризующийся разностью между выходным сигналом с второго сумматора 9 и сигналом, соотвеч-ствующим запомнен ному текутиему значению первого показателя качества, умноженному на постоянный коэффициент NZ-,. На выходе множительнр-делительного блока 15 формируе-гся сигнал, пропорциональный оптимальному расходу смешиваемого потока В, по формуле yzg-t i ОПТ Z,-22-N%. Через определенное время, которое зависит от частоты поступающих в систему : возмущений, программный блок 4 выдает сигнал на переключающие реле 18 и 19, которые соединяют соответственно выход четвертого сумматора 14 с камерой задания регулятора 2 расхода смешиваемого потока и выход четвертого блока 13 памяти с входом первого блока 1 умножения на постоянный коэффициент и весь цикл повторится. Таким образом, несмотря на сохранение принципа регулирования по обратной связи, повышается точность и сокращается время регулирования, следствием чегО является улучшение качества продукта. Повышение точности и сокращение времени регулирования по сравнению с прототипом происходит за счет того, что в предлагаемом устройстве дополнительно используется информация о возмущении на входе (запоминание расхода смешиваемого потока В)« Эта информация наряду с информацией о составе смеси используется для вычисления оптимального расхода смешиваемого потока В, что позволяет вывести систему на оптимальный режим за один шаг. Технико-экономическая эффективность от улучшения показателей качества смеси в стадии приготовления сырья на одной установке алкилирования изобутана бутиленами составляет 24750 руб.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРО)ВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ КАЧЕСТВА ПРОДУКТА, содержащее первый блок умножения на постоянный коэффициент, регулятор расхода смешиваемого потока, программный блок, связанный с анализа-тором качества и взаимосвязанными первым блоком памяти, соединенным с анализатором качества и вторым .-блоком памяти, при этом выход первого блока памяти связан с положительным входом первого и второго сумматоров, а выход второго блока памяти соединен с отрицательным входом второго сумматора, соединенного выходом с отрицательным входом первого сумматора, отличаю. Ш е е с я -тем, что, с целью повышения качества продукта путем увеличения точности и сокрашения времени регулиро.вания, оно дополнительно содержит мно- жи-тельно-делительный блок, третий и четвертый покк памяти, третий и чет вертый сумматоры и второй блок умножения на постоянный коэффициент, при этом третий блок памяти соединен через второй блок умножения на постоянный коэффициент с отрицательным входом третьего сумматора, четвертый блок памяти связан с положительным входом четвертого сумма- с тора и с одним из входов множительно- . (Л делительного блока, два других входа которого соединены соотве-гственно с выходами первого и третьего сумматоров, выход множительно-делительного блока соединен с регулятором расхода и с выходом четвертого сумматора, а вход первого блока памяти соединен с входом третьего блока памяти, а выход второго сумматора ел М соединен с положительным вхоарм тре тьего сумматора.