Устройство для автоматического управления процессом стерилизации консервов Советский патент 1985 года по МПК A23L3/02 

Изобретение относится к устройствам для производства консервов и может быть использовано для автоматического управления процессом стерилизации консервов в автоклаве.

Известно устройство автоматического регулирования давления в установке для стерилизации консервов, содержащее узел имитации давления. механопневматический преобразователЦ р 1чажную сие тему-и регулирующие кла паны, установленные на напорной и сливной магистралях. При этом узел .имитации давления в таре выполнен в виде сосуда с жидкостью внутри которого расположена .латунная трубка И инварный стержень, соединенный через пружину с рычажной системой . Недостатками известного устройства являются громоздкость узла имитации давления, сложность настройки на банки е различньмн. теплофизическими свойствами и низкая точность регули рования. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для автоматического управ ления процессом стерилизации консервов, включйющев.узел имитации давления в таре, информационный вход кото рого соединен с выходом измерительного преобразователя температуры, а выход соединен с задающим входом регулятора давления, и программирующий блок С 2 Т. Недостатком этого - устройства является низкая точность управления. Цель изобретения - повьшзение точности управления. Поставленная цель достигается тем ЧТО в устройстве для автоматического управления процессом стерилизации ко сервов, включающем узел имитации дав ления в таре, информационный вход которого соединен с выходом измерительного преобразователя температуры а выход соединен с задающим входом регулятора давления, и программирующий блок, узел имитации давления в таре содержит счетчик, регистр, диффёренциальный и суммирующий усилители, компаратор и два цифро-аналого вых преобразователя, выходы которых соединены с входами- дифференциального усилителя, выходы счетчика связаны с входами одного 1 Ифро-аналогового преобраэователя и с входами регис ра, выходи последнего-соединены с

входами другого цифро-аналогового.пре образователя, выход которого через второй вход суммирующего усилителя соединен с выходом дифференциального усилителя, а выход суммирующего усилителя подключен к входам компаратора, второй вход которого служит информационным входом узла имитации давления и выход компаратора соединен с управляющим входом счетчика, причем счетный вход последнего, входы установки счетчика и регистра в яуль и .управляющий вход регистра связаны с выходами -программирующего блока, при этом выход второго цифро-аналогового преобразователя и выходы регистра с.лужат выходами узла имитации давления. На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - то же, узЛа имита- ции давления в таре; на фиг, 3 - то же, вторичного преобразователя. Устройство для автоматического управления установкой для стерилизаций консервов включает программирующий блок 1, узел 2 имитации давления в таре, регулятор 3 температуры в автоклаве 4 с измеритель гым преобразователем температуры, регулятор 5 давления, датчик 6 давления, в автоклаве 4 и исполнительные механизмы 7-10, установленные соответ-i ственно на магистралях подачи пара, воды, воздуха и на магистрали слива. Программирующий блок 1 определяет программу работы, узла 2 имитации давления в таре и регулятора 3 температуры в автоклаве 4. Измерительный преобразователь температуры состоит из термопары 11 и вторичного преобразователя 12, выход которого соединен с информационным входом узла 2 имитации давления в таре. Информационный вход регулятора 5 давления соединен с датчиком 6.давления в автоклаве 4. Узел 2 имитации давления в таре содержит счетчик 13, регистр 14, два цифро-аналоговых преобразователя 15 и 16, дифференциальный 17 и суммирующий 18 усилители, компаратор 19, один из входов которого соединен с выходом суммирующего усилителя 18, а второй его вход является информационным входом узла 2 имитации, давления и соединен . с выходом вторичного преобразователя 12. Счетчик 13 имеет вход установки в нуль (Р-вход), счетный вход (метка +1) и управляющий вход (V-вход). Выходы.счетчика 13 предназначены для вывода информации в параллельном двоичном коде. Регистр 14 имеет управляющий вход (С-вход) записи информации, поступающей на входы 3):, DJ, DJ, ...,)„, вход установки в нуль (R-вход) и выходы для вывода,информации в параллельном.двоичном код Управляющие входы удла 2 имита- . дни. давления в таре соединены с выхо . дами программирующего блока 1, предназначенными для подачи тактовых импульсов частоты f на счетный вход (+1) счетчика 13, периодических (с периодом af- 7) импульсов на р-вход счетчика. 13 и на С-вход регистр, 14 и выходом для подачи импульса в нача ле цикла стерилизации на (-вход регистра 14 Дифференциальный усилитель 17 име ет коэффициент усиления, равный т , где т г , в результате чего величина сигнала на входе усилителя равна (Р2-Р), где Р . и Р величины,сигналов на инвертирующем и неинвертирующем входах усилителя соответственно. Коэффициент усиления суммирующего усилителя 18 равен единице в ре зультате чего величина сигнала на его выходе равна ТдР+Р., . Вторичный преобразователь 12 содержит дифферециальный усилитель 20 коэффициент усиления которого равен -р . . - ... -, , где Р.- - давление в. устаноCi -t(, , ст ,вившемся,режиме стерилизации при ус тановившейся температуре стерилизации .t ет а i о температура в начале цикла стерилизации,. и соединенный с инверсным входом усилителя источник 21 опорного напряжения. Выход усили теля 20 является выходом вторичного преобразователя 12. Опорное напряже ние установлено такой величины, что при поступлении на прямой вход усилителя 20 с выхода измерительного преобразователя сигнала, соответствующего температуре Ч, величи сигнала на выходе вторичного преобр зователя 12 равна K(-i--tg). Компаратор 19 настроен так что сигнал на его входе появляется при K(i-te) л TiP+P. Устройство работает; следующим образом. Регулятор 3 посредством регулировки подачи воды и пара регулирует температуру в автоклаве 4 по программе, вырабатьшаемой программирующим блоком 1. Регулятор 5 посредством регулировки, подачи воздуха и слива воды регулирует давление в автоклаве 4 в соответствии с задающим сигналом, поступающим на информационный входрегулятора 5 с выхода узла 2 имитации давления в таре. Узел 2 имитации давления в таре вырабатывает задающий сигнал следующим образом. В начале цикла стерилизации импуль сы, поступающие на R -входы, устанавливают счетчик 13 и регистр 14 в состояние нуль, в результате чего сигналы на входах цифро-аналоговых преобразователей 15 и 16, дифференциального 17 и суммирующего 18 усилителей и компаратора 19 равны нулю. С ростом температуры в установке и соответственно сигнала K(t-t|,) с выхода компаратора 19 на V-вход счетчика 13 поступает разрешающий сигнал, и счетчик 13 начинает считать тактовые импульсы. По мере заполнения счетчика 13 возрастают сигналы на выходах цифро-аналогового преобразователя 15 и дифференциального 17 и суммирующего 18 усилителей. При достижении равенства сигналов тлР+Р K(i-t) на входах компаратора 19 сигнал на V--вxoдe счетчика 13 исче-эает, и счет импульсов прекращается.Дальнейшая работа устройства происходит в следующем порядке. С приходом очередного импульса на R-вход счетчик 13 устанавливается в состояние нуль, затем происходит счет импульсов до достижения равенства сигналов на входах компаратора 19, и при поступлении импульса на С-вход число сосчитаннвгх импульсов записывается в регистр 14. Величина сигнала Р в момент записи равна величине Р,- и сохраняет это значение до прихода следующего импульса на С-вход регистра 14. Таким образом, ДР изменению величины Р соответственно величины Р в течение периода времени df. Сигнал Р в виде дискретного аналогового сигнала с периодом квантования uf поступает на задающий вход регулятора 5 давления.

Современные средства электроники позволяют выбрать величину достаточно малой для обеспечения практически любой необходимой точности, что даже при сравнительно большой величине & 1 с погрешность в имитации давления посредством сигнала Р не превьппает долей процента относительно значений Р при постоянной времени Т, равной нескольким минутам.

УСТРОЙСТВО ДОЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СТЕРИЛИЗАЦИИ КОНСЕРВОВ, включающее узел имитации давления в таре, информационный вход которого соединен с выходом измерительного преобразователя температуры, а выход соединен с задающим входом регулятора давления, и программирующий блок, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности управления, узелимитации давления в таре содержит счетчик, регистр, дифференциальный и суммирующий усилители, компаратор и два цифро-аналогЬвых преобразователя, выходы которых соединены с входами дифференциального усилителя, выходы счетчика связаны с входами одного цифроаналогового преобразователя и с входами регистра, выходы последнего соединены с входами другого цифро-аналогового преобразователя, выход которого через второй вход суммирующего усилителя соединен с выходом дифференциального усилителя, а выход суммирующего усилителя подключен к входам компаратора, второй вход которого служит информационным входом узла имитации давления и выход компаратора соединен с управляющим вхо(Л дом счетчика, причем счетный вход последнего, входы установки счетчика и регистра в нуль и управляющий вход регистра связаны с выходами программирующего блока, при этом выход второго цифро-аналогового преобразователя и выходы регистра служат 4 4:;ib выходами узла имитации давления. О5 00