Устройство для автоматического управления процессом нагрева сырья в трубчатой печи Советский патент 1985 года по МПК C10G9/20 G05D27/00 

ключей к третьему входу блока компаундиррвания и первому входу первого блока умножения , соединенному своим вторым входом с выходом второго блока деления , а выходом - с третьим входом второго сумматора.

2. Устройство по п,1, отличающееся тем, что блок формирования текущего времени содержит интегратор и компаратор,при этом выход интегратора подключен к управляющему входу компаратора,выход которого связан с управляющим входом интегратора .

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НАГРЕВА СЫРЬЯ В ТРУБЧАТОЙ ПЕЧИ, содержащее датчик расхода исходного продукта, соединенньй с первым потенциометром, выход которого параллельно подключен к первым входам блоков компаундирования и расчета конечного значения управляющего воздействия, вторые входы которых параллельно соединены с датчиком температуры продукта на входе печи, первый и второй сзгмматоры, выход которого подключен к первому входу третьего сумматора, выход блока компаундирования связан с вторым входом третьего сумматора, выход которого через функциональный преобразователь соединен с клапаном подачи топлива в печь, датчик температуры продукта на выходе печи, два потенциометра и блок умножения, отличающееся тем, что, с целью сокршцеиия выхода низкокачественного бензина путем уменьшения времени переходных режимов .печи, оно дополнительно содержитчетвертьй потенциометр, два блока умножения, три блока деле}шя, блоки формирования текущего времени, определения знака, отрицания и триггер, при этом выход первого потенциометра соединен через первый блок деления с входом второго потенциометра, выход которого параллельно подключен к входу блока формирования текущего времени и к первым входам второго и третьего блоков деления и первого сумматора, выход блока формирова(Л ния текущего времени параллельно свяс: зан с вторыми входами второго блока деления и первого сумматора, соединенного своим выходом с вторым входом третьего блока деления, выход которого параллельно подключен к первым входам второго и третьего блоков умножения, датчик температуры продукта на выходе через блок опресо деления знака параллельно подключен | к первому входу триггера и через o:i блок отрицания - к второму входу со триггера, первый выход триггера последовательно соединен с третьим потенциометром, вторым входом второго блока умножения и пе{)вым входом второго сумматора, второй выход триггера последовательно соединен с четвертым потенциометром, вторым входом третьего блока умножения и вторым входом второго сумматора, выход блока расчета конечного значения управляющего воздействия параллельно под

Изобретение относится к автоматическому нагреву сьфья в трубчатых печах, не допускающих измерение температуры продукта в промежуточных точках печи и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.

Известно устройство для автоматического управления трубчатой печью, содержащее датчики температуры продукта на входе, в средней точке п па выходе печи, датчик расхода исходного продукта и клапан подачи топлива в печь il

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для автоматического управления процессом нагрева сырья в трубчатой печи, содержащее датчик расхода исходного продукта, соедипенный с первым потенциометром, выход которого параллельно подключен к первым входам блоков компаундирования и расчета конечного значения уравляющего воздействия, вторые входы которых параллельно соединены с датчиком температуры продукта- на входе печи, первый и второй су1-1маторы, выход которого подключен к первом г входу третьего сумматора, выход блока компаундирования связан ,с вторымвходом третьего сумматора, выход ко торого через функциональный щэеобразователь соединен с клапаном подачи топлива в печь, датчик температур П1юдукта на выходе печи, два потенциометра и блок умножения 2j .

Недостатком известных устройств является то, что их использование дл управления печами,-в которых не является возможным измерять температуру движущего продукта в средней точке, увеличивает переходных

режимов печи, что приводит к увеличению выхода низкокачественного бензина.

Целью изобретения является сокращение выхода низкокачественного бензина путем уменьшения времени переходных режимов печи.

Поставленная Цель достигается тем что устройство для автоматического управления процессом нагрева сырья в трубчатой печи, содержащее датчик расхода исходного продукта, соединенный- с первьм потенциометром вьпсод которого параллельно подключен к первым входам блоков компаундирования и расчета конечного значения управляющего воздействия, вторые входы которых параллельно сс1единены с датчиком температуры продукта на входе печи, первый и второй сумматоры, выход которого подключен к первому входу третьего сум- ; матора, выход блока компаундирования связан с вторым входом третьего сумматора, выход которого через функциональньш преобразователь соединен с клапаном подачи топлива в печь, датчик температуры..продукта на выходе печи, два потенциометра и блок умножения, дополнительно содержит четвертью потенциометр, два блока умножения, три блока деления, блоки формирования текущего времени, определения знака, отрицания и триггер, при этом выход первого потенциометра соединен через первьй блок деления с входом второго потенциометра, выход которого параллельно подключен к входу блока формирования текущего времени и к первым входам второго и третьего блоков деления и первого сумматора,-выход блока формирования текущего времени параллельно связан с вторыми входами второго блока деления и пер вого сумматора, соединенного, своим выходом с вторым входом третьего блока деления, выход которого парал лельно подключен к первым входам второго и третьего блоков умножения датчик температуры продукта на выхо де через блок определения знака параллельно подключен к первому входу триггера и через блок отрицания к второму входу триггера, первьй вьпсод триггера последовательно соединен с третьим потенциометром, вто рым входом второго блока умножения и первым входом второго сумматора, второй выход триггера последовательно соединен с четвертым потенци метром, вторым входом третьего блока умножения и вторым входом второг сумматора, выход блока расчета конечного значения управляющего воздействия параллельно подключ н к тр тьему входу блока компаундирования и первому входу первого блока умножения, соединенному своим вторым входом с выходом второго блока деле ния, а выходом - с третьим входом второго сумматора. Кроме того, блок формирования те кущего времени содержит интегратор и компаратор, при этом выход интегратора подключен к управляющему вхо ду компаратора, выход которого связан с управляюпщм входом интегратора. На фиг.1 представлена блок-схема устройства для автоматического управления трубчатой печью; на . фиг.2 - схема блока формирования текущего времени. .х Устройство (фир.1) содержит датчик 1 расхода исходного продукта первый, второй, третий и четвертый потенциометры 2-5 соответственно первый, второй и третий блоки 6-8 де ления, первьй, второй и третий блоки 9-11 умножения, первьй, второй и третий сумматоры 12-14 соответственно, блок 15 формирования текущего времени, блок 16 определения знака, блок 17 отрицания, датчик 18 температуры продукта на выходе печи блок 19 расчета конечного значения управляющего воздействия, триггер 20 блок 21 компаундирования, датчик 22 температуры продукта на входе печи. функциональный преобразователь 23 и клапан 24 подачи топлива в печь. Блок формирования текущего времени (фиг.2) содержит компаратор 25 и интегратор 26. Устройство для автоматического управления работает cлeдyющ iм образом. Сигнал с датчика 1 расхода исходного продуктабррпоступает на первьй потенциометр 2, который реализует умножение поступающего сигнала на постоянный коэффициент 1/5 , где 5 - площадь поперечного сечения трубы входного коллектора. / С выхода потенциометра 2 сигнал, пропорциональный скорости движения продукта 0/5 , поступает на вход блока 21 компаундирования, на вход блока 19 расчета конечного значения; управляющего воздействия и на вход первого блока 6 деления. В блоке 6 деления происходит формирование сигнала -t), , равного времени пребывания продукта в печи (tx сс/V) , который затем умножается на коэф()Ициент К 0,6-0,7 с помощью второго потенциометра-3. Сигнал M Ki с выхода потенциометра 3 поступает на управляющий вход компаратора 25 (фиг.2) блока формирования текущего времени. Компаратор выполняет следующие логические функции: если i - М , то Р 0; если t АЛ , то Р CKi. Компаратор 23 может быть Texiniчески реализован на пятимембранном элементе сравнения П2ЭС.З. Сигнал Рд с выхода компаратора поступает на управляющий вход интегратора 26, реализующего выражение Л + р -Г при С « Ь, при З ti при С t при -С :J i ,. . Интегратор можетнаходиться в трех оложениях: Сброс Р| ( , в этом положении выход fc равен входу to на клемме начального значения; Вычисление РГ PS О , нтегратор производит интегрирование;Прерывание Р et, интегратор запоминает значение на выходе, т.е оно остается в этом положении постоянным независимо от того, что п дается на вход. Во второй блок 7 деления поступает сигнал М от потенциометра и сигнал t из блока 15 формирования текущего времени. С выхода блока 7 деления сигнал, равный -t/M -, поступает в первый блок 9 умножения, на другой вход которого подается сигнал Т с вькода блока 19 расчета конечного значения управляющего воздействия. Блок 19 реализует математическо соотношение к . . Ч Гс -- константа 5 Cp{1/T)) с е/. , рг-общая длина трубызмеевиков печи; - плотность материала продукт -р - теплоемкость продукта; D,Dg- соответственно внутренний и внешний диаметры труб сырье змеевиковJ п,пЪ- коэффициенты теплопередачи, соответственно, от теплонос теля к материалу труб змеевиков и от материала труб к продукту; 3,14. С выхода первого блока 9 умноже ния сигнал,равный i/М-Т , поступает на вход второго сумматора 13. На вход третьего блока 8 деления п дается сигнал М и сигнал с выхода первого сумматора 12, равный разности сигналов ( М-t ), поступаю щих соответственно с потенциометра и блока 15 формирования текущего времени. С выхода третьего блока 8 деления сигнал t поступает на входы второго и третьего блоков 10 и 11 умножения. Сигналы с датчика 18 температуры продукта на выходе печи с задатчика температуры в этой точке Т,а подаются на входы блока 16 определения знака. Блок 16 реализует математическо соотношение P sig-n(T, )63 ;6 Переключение блока определения знака с О на 1 и с 1 на О происходит при минимальном рассогласовании между Твых . Выход блока определения знака Р связан со входами триггера 20, причем к входу Запись в О он подключен через блок 17 отрицания. Второй вход второго блока 10 умножения связай с прямым выходом триггера 20 через третий потенциометр 4, который умножает выходной сигнал - р-иггера на коэффициент нижнее граничное значение температуры теплоносителя . Если на прямом выходе триггера 20 имеется единица, то на выходе второго блока 10 умножения появляется сигнал, равный - Т . В противном случае (на прямом вьрсоде триггера нуль) на выходе блока 10 умножения сигнал отсутствует. Второй вход третьего блока 11 умножения связан с четвертым потенциометром 5, который умножает инверсный выход триггера 20 на коэффициент ., , где Т верхнее граничное значение темпера-, туры теплоносителя. Сигнал на выходе третьего блока 11 умножения равняется таи единица . на инверсном выходе триггера В противном случае выходной сигнал блока умножения равен нулю. Таким образом, в один и тот же момент времени отличный от нуля сигнал имеет место на выходе только одного из двух блоков 10 и 11 умножения и, следовательно, на выходе второго сумматора 13 появляется только один из двух сигналов копт. Чл М . « W т M-t т Т ° W ах fA т ; которьй поступаетт на вход третьеO сумматора, 14. Блок 21 компаундиров.ания реализует- математическое оотношение ,, , 1Тв,-т:)Сс-С5) 1 где iT(,v) сигнал коррекции по скорости движения продукта. Корректирующий сигнал М (V) поступает со знаком плюс на другой вход третьего сумматора 14, где суммируется с выходным сигналом второго сумматора 13, который посту пает на вход третьего сумматора 14. Суммарный сигнал Т с вых да третьего сумматора 14 подается на вход функционального преобразова теля 23,который преобразует квазиоп тимальный сигнал температуры в каме ..„Кон т ч теплоносителя (Т ) в квазиоптимальЕшгн сигнал расхода теплоносителя U -рсогласно выражению JXOHr . /,. ( 0 -dova.T +«aiT ,638Коэффициенты OQ,а,, о, а. определяются путем обработки экспериментально полученных последовательностей значений расходов горючего газа и соответствующих значений температур в камере теплоносителя методом наименьших квадратов. С выхода преобразователя 23 квазиоптимальный сигнал расхода теплоносителя подается на клапан 24 подачи топлива в печь. Использование предлагаемого устройства для автоматическо1:о нагрева сырья в трубчатой пёчк позволяет сократить время переходных процессов, имеющих место при переводе печи с одного температурного режима на другой, что сокращает выход низкокачественных бензинов с установки каталитического риформинга.

Bjfod

t,Haf G/fbHoe toO

f/

C(

за/71/сма Pr

..0

Фиг.2