Система автоматического управления химическим реактором периодического действия Советский патент 1985 года по МПК G05D11/00 

Изобретение относится к системе автоматического управления периодическими процессами и может.быть использовано в химической, электротехнической, фармацевтической и дру гих отраслях промышленности. Цель изобретения - расширение области . системы, путем об.есп,чен11й возможности получения нескольких продукт(|й на одном реактор,.:. .И чертеже изображена функционал ная,схема системы автоматического управления химическим реактором периодического действия. Система содержит датчик 1 уровня в реакторе, подключенньй выходом к входам компараторов 2(1), - 2(N+2) блок 3совпадения, соединенный входами с выходами соответствующих ком параторов 2(1) - 2(N), которые подключены выходами к входг1м соответст вующих элементов НЕ 4(1) - 4(N), а также (N+2) элемента И 5, триггер 6, (N+2) блоков 7 задержки, N исполнительных механизмов 8 на соот ветствующих трубопроводах подачи ко понентов, а (N+1)-A исполнительный механизм 8 на трубопроводе слив продукта из реактора, кнопки 9 и 10 управления и привод 11 мешалки. Пер вые входы элементов И 5(1) - 5(N) и 5(N+2) объединены и подключены . к второму выходу триггера 6. Элемент НЕ 4(1) подключен выходом к второму входу элемента И 5(1), а каждьй из элементов НЕ 4(2) - 4(N подключен выходом к третьему входу соответствующего элемента И 5(2). 5(N), вторые входы которых подключе ны к выходам предшествующих .компара торов 2(1) 2(N-1). Каждый элемент И 5(1) - 5(N) подключен выходом через соответствующий блок 7(1) 7(N) задержки к управляющему входу соответствующего исполнительного механизма 8(1) - 8(N) на соответствую щих трубопроводах подачи компонентой. Первьш вход триггера 6 соедине через кнопку 9 управления с ииной питания и подключен к , выходу блока 7(Ы-1-1) задержки, который подключен входом к выходу блока 3 совпадения, Второй вход триггера 6 соединен через кнопку 10 управления с шиной питания и подключен к выходу блока 7(NH-2) задержки, который подключен входом к выходу элемента И 5(N+1). Первый вход элемента И (N+i) соеди551нен с выходом, компаратора 2(N+1), а второй вход объединен с управляющим входом исполнительного механизма 8(N+1) на трубопроводе слива продукта из реактора и подключен к первому выходу триггера 6. Второй вход элемента И 5(N+2) -соединен с выходом компаратора 2(N+2), а выход подключен к входу привода 11 мешалки. Система работает следующим образом. Перед началом работы компараторы 2(1) - 2(Я), необходимые для формирования сигналов управления исполнительными механизмами 8(1) - 8(N), настраивают так, что в начальный момент их выходные сигналы соответствуют уровню логического О, а по мере заполнения реактора компонентами и достижении ими заданных уровней, зависящих от требуемого количества тог.о или иного компонента, выходной сигнал соответствукяцих компараторов 2(1) - 2(N) становится равным уровню логической 1. Компаратор 2(N+1), необходимьш для формирования, сигнала управления исполнительным механизмом 8(N+1), настраивается так, что в начальный момент его выходной сигнал соответствует уровню логической 1, а при равенстве или превышении заданного уровня - логическому О. Эта установка обусловлена установочными размерами датчика 1 уровня и пропорциональна объему продукта в реакторе от его нижнего края до нижнего края датчика 1 уровня. Компаратор 2(N+2), необходимьй для формирования сигнала управления приводом 11 мешалки, настраивается так, что в начальный момент его выходной сигнал соответствует уровню логического О, а при достижении и превышении уровня перемешивания - логической 1. В начальный момент на выходах компараторов 2(1) - 2(N) и 2(N+2) формируется логический О, на выходе компаратора 2(N+1) - логическая 1, а на выходе элементов НЕ 4(1) 4(N) - логическая 1. Для пуска системы кнопкой 10 управления устанавливают триггер 6 в состояние,- при котором на его выходе 1 формируется логический О, а на выходе - логическая 1. Элементы И 5(2) - 5(N) не срабатывают, так как на их вторых входах формируется логический О от предшествующих компараторов 2(2) - 2(N) а элемент И 5(1) не имеет такого входа, поэтому элемент И 5(1) сраба тывает, и через блок 7(1) задержки и исполнительный механизм 8(1) открывает соответствующий трубопровод для поступления в реактор первого компонента приготавливаемого продук та. При поступлении первого компонента срабатывает компаратсгр 2(N+1) и формирует логический О на перво входе элемента И 5(N-t-1), а при дост жении и превышении продуктом уровня перемешивания срабатывает компаратор 2(N+2) и через элемент И 5(N+2) включает привод 11 мешалки для пере мешивания продукта в реакторе. При достижении продуктом в реакторе уровня, заданного для первого компонента, срабатывает компаратор 2(1) и формирует на своем выходе логическую l%- которая через элемент НЕ 4(1), элемент И 5(1), блок 7(1) задержки и исполнительный механизм 8(1) закрьшает соответ ствующий трубопровод.для подачи пер вого компонента. Одновременно сраба тывает следующий элемент И 5, напри мер элемент И 5(j), формирующий на своем выходе логическую 1, котора через блок 7(j) задержки с задержкой, определяемой необходимым для перемешивания (j-l)-ro компонента временем, и через исполнительный механизм 8(j) открывает соответствующий трубопровод для поступления в реактор j-ro компонента. При достижении продуктом в реакторе уровн заданного для j-ro компонента, срабатывает компаратор 2(j) и формирует на своем выходе логическую 1, которая через элемент НЕ 4(j), элемент И 5(j), блок 7(j) задержки и исполнительный механизм 8(j) закрывает соответствующий трубопровод дл подачи в реактор j-ro компонента и через элемент НЕ 4(j+1), элемент И 5(j+1), блок 7(j+1) задержки и испо нительный механизм 8(j+1) открывает соответствующий трубопровод для поступления (j+1)-ro компонента. В момент времени, когда продукт Б реакторе заполняется до N-ro уров ня, срабатывает компаратор 2(N), все трубопроводы закрыты, а входные сигналы блока совпадения равны логической 1, Блок 3 совпадения пябатывает и через блок 7(N+1) 5 задержки с задержкой, необходимой для перемешивания продукта в реакторе, устанавливает триггер 6 по первому входу в состояние, при котором на его втором выходе формируется логический О, а на первом выходе логическая 1, которая через исполнительный механизм 8(N+1) открывает соответствующий трубопровод для слива готового продукта из реактора. При уменьшении количества Продукта в реакторе до уровня перемешивания компаратор 2(N+2) на своем выходе формирует логический О и через элемент И 5(N+2) отключает привод 11 мешалки. При дальнейшем уменьшении количества продукта до уровня сраба|Тывания компаратора 2(N+1) последний на своем выходе формирует логическую 1, которая через элемент И 5(N+1) и блок 7(N+2) задержки с задержкой, определяемой необходимым для слива остатков продукта временем, устанавливает триггер 6 по второму входу в состояние, при котором на его первом выходе формируется логический О, а на втором выходе логическая 1, что приводит к началу процесса последовательной подачи компонентов в реактор. Кнопки 9 и 10 управления необходимы для установки триггера 6 в соответствующие положения при переходе с автоматического режима управления на ручное управление. Изменение программы управления . производится изменением установок на компараторах 2(1) - 2(N). Для исключения какого-либо компонента или нескольких компонентов из состава продукта достаточно соответствующие компараторы настроить так, что при любом значении уровня продукта в реакторе вьосодной сигнал их соответствует уровню логической 1, т.е. установить значение уставок,равными нулевому уровню. Это приводит к появлению логического О на выходе соответствующего элемента НЕ 4(1) 4(N), что обеспечивает блокировку соответствующего исполнительного механизма 8(1) - 8(N) и запуск последующего, разрешенного для управления. Система реализована на пневматической элементной базе. Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает полу-. «ение нескольких продуктов на одном

. .5 1200255 6

Реакторе, при этом повышается опера- так как она состоит из типовых блотивность перенастройки системы и -ков, 4.-j существенно расширяет об.имеется возможность наращивать ее, ласть применения системы.

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКИМ РЕАКТОРОМ ПЕ- . РИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ, .содержащая датчик уровня в реакторе, N компараторов по числу компонентов и (Н+1)--й компаратор, причем компараторы подключены входами к выходу датчика уровня, N исполнительных механизмов на соответствующих трубопроводах подачи компонентов и (Н+1)-й исполнительный механизм на трубопроводе слива продукта из реактора, N блоков задержки, каждый из которых подключен выходом к управляющему входу соответствующего исполнительного механи ма на трубопроводах подачи компонентов, N элементов И, каяздый из которых подключен выходом к входу соответствующего блока задержки, (К+1)й элемент И, подключенный первым входом к выходу (N+1)rro компаратора, (Ы+2)-й элемент И, привод , шалки, подключенный входом к выходу (N+2)-ro элемента И, триггер, две кнопки управления, через которые первый и второй входы триггера соединены с шиной питания, первьй выход триггера соединен с вторым входом (N+1)-ro элемента И и с управляющим входом (N+1)-ro исполнительного механизма на трубопроводе слива, а второй выход триггера - с первым входом (N+2)-ro элемента И и с первыми входами всех N элементов И, каждый из которых, начиная с .второго, подключен вторым входбм к выходу предшествующего компаратора, отличаюS щаяся тем, что, с целью расширения области применения системы, сл в нее введены (Ы+2)-й компаратор, подключенный входом к выходу датчика уровня, а выходом - к второму входу . (N+2)-ro элемента И, N элементов НЕ, каждый из которых подключен входом к выходу соответствующего компаратора, а выходом, начиная со второго элемента НЕ, - к третьему входу соответствующего элемента И, выход первого элемента НЕ соединен с вторым входом первого элемента И, а также введены (Ы+1)-й блок задержки и (М+2)-й блок задержки, подключенный входом к вьпсоду (N+1)ro элемента И, а выходом - к второму входу триггера, и блок совпадения, входы которого соединены с выходами соответствующих N компараторов, а выход - с входом (N+1)-ro блока задержки, подключенного выходом к первому входу тригг%ра.