Устройство для регулирования соотношения потоков по качеству выходного продукта для непрерывно-дискретных процессов Советский патент 1986 года по МПК G05D21/00 

Изобретение относится к технике автоматического контроля и регулирования технологических параметррв и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности для регулирования соотношения технологических потоков по качеству выходного продукта при непрерывно-дискретных процессах (T.e процессах с существенной для управле НИН длительностью непрерывного функционирования) .

Цель изобретения - повышение точности устройства.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства,

В технологический аппарат 1 поступают два потока - ведущий 2 и ведомьй 3 и выходит из него выходной по.ток 4. Расходы ведущего и ведомого потоков контролируются датчикаься 5 ,и 6 соответственно ведущего и ведомого потоков, причем на ведомом потоке установлен также регулирующий орган 7. Качественньй состав выходного потока 4 контролируется анализатором 8 качественного состава выходного продукта. Устройство содержит также вычислительный блок 9, блок 10 умножения, третий блок 11 памяти, задатчик 12 расхода ведомого потока, переключатель 13 режимов работы, четвертой блок 14 памяти, регулятор 15 расхода ведомого потока, первый сумматор 16, первый блок 17 вычитания, первьп блок 18 памяти, регулятор 19 качественного состава выходного продукта, задатчик 20 качественного состава выходного продукта, блок 21 ввода данных экспресс-анализа, второй сумматор 22, второй блок 23 памяти, второй блок 24 вычитания и блок 25 задержки.

Устройство работает следующим образом.

Вывод параметров на режимные значения после пуска установки осуществляется вручную дистанционно при помощ задатчика 12, причем переключатель 13 установлен в положение Ручной реясим, а вычислительный блок 9 рассчитывает текущий коэффициент соотношения расходов входных потоков по формуле

(1) 55

где Q.. текущее значение расхода ведомого потока;

Q - текущее значение расхода ведущего потока.

Дальнейшее ведение технологического процесса осуществляется в автоматическом режиме, переход на который производится при помощи переключателя 13, после чего расход ведомого потока изменяется регулирующим органом 7 по сигналу регулятора 15, сравнивающего сигнал от датчика 6 с сигналом задания,, который формируется сумматором 16. Последний выполняет сложение сигнала от задатчика 12, запомнившееся блоком 14 памяти в момент перехода на автоматический режим, с сигналами поправок, поступающими от блока 17 вычитания и регулятора 19 качественного состава.

Поправка по изменению расхода ведущего потока, вводимая в сумматор 16 формируется блоком 17 вычитания по формуле

РТ рц

Л. РЗ - Q .

(2)

,РТ

где Q : - текущее расчетное значение

р - расхода ведомого потока; Q 3 - расчетное значение расхода ведомого потока, запомнившееся блоком 18 в момент перехода при помощи переключателя 13 с ручного управления на автоматическое. Вычисление текущего расчетного значения расхода ведомого потока выполняет блок 10 умножения по формуле

Q: к.

о7

(3)

||

где Qj - измеренное датчиком 5 значе ние расхода ведущего потока; Kg - коэффициент соотношения расходов входных потоков, запомнившийся блоком 11 в момент перехода с ручного управления на автоматическое. Текущее расчетное значение расхода ведомого потока можно представить следующим образом:

Т.

W

3

.РТА

г I ц

Q, текущее расчетное значение расхода ведомого потока при измерении обоих расходов абсолютно чистыми датчиками; oj - погрешность расчетного

значения расхода ведомого потока, вызванная смещен ем нуля датчиков ввиду зарастания их чувствител ных элементов. Аналогично можно представить и запомнившееся блоком 18 расчетное значение расхода ведомого потока съ ,Рэл Q Q где Q- - расчетное значение расхо да ведомого потока в момент перехода с дистанци онного управления на автоматическое при измереНИИ абсолютно чистыми датчиками. Так как для непрерывно-дискретны процессов изменение значения Sj, на протяжении непрерывной части процес са незначительно (т.е. практически 8j const), то подставляя формулы (4) и (5) в выражение (2), получают значение поправки по изменению расхода ведущего потока, вводимой в сумматор 16 Q7-Q7 QT-5,-(,) ,-QT-S,Q7-Q7. Таким образом, формирование поправки по изменению ведущего расхода к установленному вручную заданию расхода ведомого потока, осуществля емое введенными в устройство блокам и связями, позволяет исключить из расчетов управляющих воздействий ве личину смещения нуля датчиков, вызванного зарастанием их чувствительных элементов, что повышает точност регулирования. Поправка по изменению качественного состава продукта, вводимая в сумматор 16, формируется регулятором 19 по формуле й К,(т; -т ), где К - коэффициент передачи регулятора 19; т - задание регулятору 19, фор мируемое задатчиком 20; оХ ш - входной сигнал регулятора 19. Входной сигнал регулятора 19 оп ределяется сумматором 22 по формуле 97 т 4 ч где m - текущее значение качественного состава выходного продукта, измеренное анализатором 8; UJ - поправка по результатам экспресс-анализа качест- венного состава выходного продукта. Поправка й формируется блоком 24 вычитания, который при вводе данных экспресс-анализа выполняет Действия по формуле Д,- т - т , где m - данные экспресс-анализа качественного состава выходного продукта; т - измеренное анализатором 8 значение качественного состава выходного продукта, вводимое через блок 25 задержки. Блок 25 задержки, на котором выставляется время, равное продолжительности выполнения экспресс-анализа, позволяет совместить момент измерения качественного состава анализатором с моментом ввода данных экспресс-анализатора той же пробы выходного продукта . Выходной сигнал блока 24 вычита:- НИН запоминается блоком 23 по команде, получаемой последним от,блока 21 непосредственно после ввода анных экспресс-анализа, и подается на вход сумматора 22 до момента ввоа данных новой пробы выходного проукта. Измеренные анализатором значения качественного состава выходного проукта (текущее и запоминающееся) можно представить соответственно как шГ -Г 4 . . Д - текущее и запомнившееся значения качественного состава выходного продукта, измеренные абсолютно чистым анализатором;8ц - погрешность измерения качественного состава выходного продукта, вызванная смещением нуля анализатора. Учитывая, что момент замера т., от момента ввода га отделяет время равное продолжительности выполнения экспресс-анализа, можно принять, что в течение этого времени В const. Подставляя формулы (9-11) в выражение (8), получают значение выходного сигнала регулятора 19, . т«; тГ U,V; -нБ, + m/-(InrЛ) -S, -ьш ИЧА р. ЭА , ИТАИ1Д ,/п ™4 ) (12 В котором отсутствует погрешность 8 Подстановка полученного выражения в формулу (7) дает полное значение поправки по изменению качественного состава выходного продукта, вводимой в сумматор 16 . ,, Г JA г э . / tT иэА л1 ( +(т -m .ijj . Таким образом, поправка по изменению качественного состава вьпсодного продукта, вводимая в сумматор с учетом ее коррекции по результатам экспресс-анализа, повышает точность регулирования. Формула изобретения Устройство для регулирования соотношения потоков по качеству выходного продукта для непрерывно-дискрет ных процессов, содержащее датчики расходов ведущего и ведомого потоков выходы которых подключены к соответствующим входам вычислительного бло.ка, а также последовательно соединен ные регулятор расхода ведомого потока и регулирующий орган, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно содержит последовательно соединенные блок умножения, переключатель режимов работы, первый блок памяти, первый блок вычитания и первый сумматор, последовательно соединенные анализатор качественного состава выходного продукта, блок задержки, второй блок вычитания, второй блок памяти, второй сумматор и регулятор качественного состава выходного продукта, а также третий и четвертый блоки памяти, задатчик расхода ведомого потока, блок ввода данных экспресс-анализа и задатчик качественного состава выходного продукта, связанный выходом с вторым входом регулятора качественного состава выходного продукта, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, выходы блока ввода данных экспресс-анализа подключены к второму входу второго блока вычитания и второму входу второго блока памяти соответственно, второй вход второго сумматора соединен с выходом анализатора качественного состава выходного продукта, выход первого сумматора связан с первым входом регулятора расхода ведомого потока, второй вход которого подключен к выходу датчика расхода ведомого потока, второй вход переключателя режимов работы соединен с выходом вычислительного блока, третий вход - с выходом задатчика расхода ведомого потока, первый выход - с входом третьего блока памяти, второй выход - с вторым входом первого блока вычитания, третий выход - с третьим входом первого сумматора и с выходом четвертого блока памяти, а четвертый выход с входом четвертого блока памяти, первый вход блока умножения подключен к выходу датчика расхода ведущего потока, а второй вход - к выходу третьего блока памяти.

Система регулирования соотношения потоков по качеству выходного продукта для непрерывно-дискретных процессов относится к технике автоматического контроля и регулирования технологических параметров и может быть использована в химической, нефтехимической, пищевой промьппленности, промышленности по производству минеральных удобрений, в частности при производстве синтетических моющих средств (CMC) и экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК), а также в других технологических процессах, содержащих потоки вязких и склонных к налипанию сред. Цель изобретения - повышение точности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчики расходов ведущего и ведомого потоков, вычислительный блок, регулятор расхода ведомого потока и регулирующий .орган, введены блок умножения, переключатель режимов работы, первый блок с памяти, первый блок вычитания, пер вый сумматор, анализатор качественел ного состава выходного продукта, блок задержки, второй блок вычитания, второй блок памяти, второй сумматор, регулятор качественного состава выходного продукта, третий и четвертый блоки памяти, задатчик расхода ведомого потока, блок ввода данных экспресс-анализа и задатчик качественного состава выходного продукта. 1 ил.