Система автоматического управления температурным режимом наклонной диффузионной установки Советский патент 1986 года по МПК C13D3/10 

Изобретение относится к автоматизации экстрагирования сахара из свеклы в наклонных диффузионных ап- па{)атах.

Цель изобретения - повьппение точ- ности управления температурного режима в диффузионной установке путем уменьшения величины отклонения регулируемой температуры от задания за счет сокращения времени регули- рования и перерегулирования.

На чертеже изображена блок-схема систе№ 1 автоматического управления температурным режимом наклонной диффузионной установки.

Система состоит из датчиков 1 - 4 температуры, установленных в зонах I - IV аппарата, стабилизирующих регуляторов 5-8 и исполнительных механизмов 9-12, При этом выходы датчиков 1-4 являются входами регуляторов 5-8 соответственно. Выходы регуляторов 6-8 связаны входами исполнительных механизмов 10-12, установленных на линии подачи греющего пара в И , 1П и IV зоны аппарата соответственно. Система содержит датчик 13 расхода стружки, расходомер 14 диффузионного сокл, расходомер 15 экстрагента, датчик 16 температуры экстрагента. Кроме того, для достижения инвариантности регулируемой температуры от изменения расходов стружки, сока, экстрагента, температуры экстрагента система снабжена контуром компенсации этих основных возмущаюгд1Х воздействий (ККОВ), состоящим из элемента 17 компенсации, вход которого связан с расходомером 14 диффузионного сока, элемента 18 компенсации, вход которого связан с датчиком 13 расхода стружки, элемента 19 компенсации, вход которого связан с расходомером 15 экстрагента элемента 20 компенсации, вход кото- рого связан с датчиком 16 температур экстрагента. Выходы элементов 17 и 18 компенсации соединены с входом сумматора 21, выход которого связан с вторым входом регулятора 5 температуры в зоне I аппарата, а выходы элементов 19-20 компенсации соединены с входом сумматора 22, выход которого связан с вторым входом регулятора 8 температуры в зо- не IV аппарата,

Для достижения независимости системы от изменения динамических характеристик диффузионного аппарата при изменений его производительности система снабжена контуром самонастройки (КСН), содержащим блок 23 эталонной модели, вход которого соединен с выходом регулятора 5, а выход - с элементом 24 сравнения, второй вход которого соединен через исполнительный элемент 25 самонастройки с блоком 26 умножения, второй вход которого связан с выходом регулятора 5, Выход блока 26 умножения соединен с исполнительным механизмом 9, Выходной сигнал элементов 17-20 компенсации связан с входным зависимостью:

X

X ,

3%

(О

вых В где х - выходной сигнал компенDoIX

сатора;

X в, - сигнал, пропорциональный значениям расходов стружки, сока, экстрагента, температуры экстрагента; Тд - время предварения, параметр настройки.

В качестве эталонной модели применяют динамическое звено первого порядка.

Система работает следующим образом.

Температура по зонам аппарата контролируется датчиками 1-4,выходные сигналы которых поступают на регуляторы 5-8, вырабатывающие после сравнения текущих и заданных значений темпаратур сигнал управляющего воздействия, поступакяций на исполнительные механизмы 9-12 подачи греющего пара по зонам аппарата.

Температура по зонам аппарата зависит не только от управляющих воздействий, но и от основных контролируемых возмущений: расходов стружки, сока, экстрагента, температуры экстрагента. При изменении расходов стружки и сока регулятор 5 получает дополнительный сигнал от сумматора 21, на вход которого поступают преобразованные по зависимости (1) в элементах 17 и 18 компенсации воздействия по возмущениям от датчиков 13 расхода стружки и расходомера 14 диффузионного сока соответственно Этим достигается инвариантность (независимость) теьтературы сокостру жечной смеси в зоне 1 аппарата от расходов стружки и сока.

При изменении расхода и температуры экстрагента регулятор 8 получа ет дополнительный сигнал от сумматора 22, на вход которого поступают преобразованные сигналы в элементах 19 и 20 компенсации воздействия по возмущениям от расходомера 15 экстрагента, датчика 16 температуры экстр агеита. Этим достигается инвариантность температуры сокостружечНой смеси в зоне tV аппарата пт расхода экстрагента и его температуры. Динамические характеристики диффузионного аппарата изменяются при изменении производительности аппарата по свек- ле. Коэффициент передачи основного контура изменяется таким образом, что коэффициент передачи системы остается прежним, С этой целью выходной сигнал от регулятора 5 посту- пает одновременно на вход блока 23 эталонной модели и через блок 26 умножения на вход исполнительного механизма 9,

Результаты воздействия на объект и эталонную модель сравниваются элементом 24. Полученный сигнал рассогласования поступает на исполнительный элемент 23 самонастройки, который воздействует на блок 26 умно жения, изменяет коэффициент передачи

основного контура, при этом температура в зоне I аппарата стремится к величине выходной координаты эталонной модели. При равенсте выходной координаты объекта и эталонной модели выходной сигнал блока 24 равен нулю.

Таким образом, применение контура самонастройки обеспечивает независимость процесса регулирования температуры в зоне Т аппарата от изменения динамических характеристик диффузионного аппарата. В результате применения контура компенсации основных возмущающих воздействий и контура самонастройки температура по зонам аппарата практически изменяется только при изменении задания регуляторам 5-8. Это позволяет регулировать независимо от температур в зонах I и IV температуры в зонах П и ИГ аппарата.

В результате реализации предлагаемой системы достигается повышение точности регулирования по сравнению с известным устройством за счет уменьшения времени регулирования на 70%, уменьшения перерегулирования на 95% и уменьшения отклонения температуры сокостружечной смеси от задания на 45%.

Дисрч узмнмый аппарат

ВЮРШИ Заказ 4588/27 Тираж 328

Произв.-полигр. лр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное