Способ автоматического управления процессом экстракции сахара из свекловичной стружки в диффузионном аппарате Советский патент 1987 года по МПК C13D1/08 

1i

Изобретение относится к автомати- saufiH свеклосахарного производства, а именно к автоматическому цифровому управлению процессом, экстракции сахара из свекловичной стружки в диффузионном аппарате, и может быть использовано для аналогичных процессов ,в других отраслях промышленности.

Цель изобретения - снижение потерь сахара в жоме за счет регулирй- вания соотношения твердой и жидкой фаз сокостружечной смеси в аппарате в зависимости от отклонения фактической потери сахара в жоме от заданного значения.

В диффузионном аппарате любого типа ведущим жидким компонентом явряет- ся компонент, поток которого регулируют в зависимости от потока свекловичной стружки, а зависимый жидкий компонент представляет собой тот ком- понент, поток которого регулируют в .зависимости от уровня жидкой фазы соко- стружечной смеси в аппарате. Потоки ведущего и зависимого жидких компонентов формируют жидкую фазу, а поток свекловичной стружки формирует твердую фазу сокостружечной смеси. . В диффузионном аппарате колонного типа ведущим жидким компонентом является диффузионный сок, откачиваемый из аппарата, а зависимым - питательная вода, поступающая в аппарат .

В диффузионных аппаратах наклонного шнекового и ротационного типов ведущим жидким компонентом является питательная вода, а зависимым - диффузионный сок, откачиваемый из аппарата.

Способ управления позволяет поддерживать соотношение твердой и жидкой фаз в аппарате на таком уровне, который необходим в сложившихся условиях для поддержания заданных потерь сахара в жоме с минимальными отклонениями, что обеспечивает снижение потерь сахара по сравнению с известными способами и обусловливает достижение положительного эффекта при осуществлении изобретения.

Расчетное значение амгтитуды расхода ведущего жидкого компонента сокостружечной смеси определяют с учетом зависимости между параметрами по формуле

.к. - К ( nf).M,V,(,.,,, (4

П1„

. ; т7,р, Ы

(5)

O

32212

гдесАц .„j 1 . i. - расчетное значение коэффициента соотношения расходов ведущего жидкого компонента в свекловичной стружке в (i-1)-M шаге управ- ления;

в.« « расчетное значение коэффициента соотношения расходов ведущего I жидкого компонента и свекловичной стрзокки в i-M шаге управления;

m,- расчетное значение амплир.JrC .К I

туды расхода ведущего жидкого компонента в i-M шаге управления;

.; фактическое значение расхода свекловичной сТружки в i-м шаге управления;

К - динамический коэффициент потерь сахара в жоме;

П. , П. - потери сахара в жоме в i-M шаге формирования управляющего воздействия, фактическое и заданное значения.

Значение динамического коэффициента потерь сахара в жоме определяют по формуле

5

5

к t (t+ зт)-к ,,.; (6)

где ut - период изменения управляю- щего воздействия;

) средние значения времени запаздывания, постоянной времени диффузионного аппарата по динамическому каналу фор1 шрования потерь сахара в .жоме;

- коэффициент передачи диффузионного аппарата по указанному выше каналу;

.W.K нормативное значение коэффициента соотношения расходов ведущего жидкого компонента и свекловичной стружки;;

На чертеже представлена блок-схема системы управления, реализующая предложенньй способ.

Система включает ленточный транспортер 1 свекловичной стружки, диффузионный аппарат 2, датчик 3 расхода свекловичной стружки ленточного транспортераj устройство 4 связи с

объектом; датчик 5 расхода потока ведущего жидкого компонента преобразователь 6 сигналаi датчик 7 содержания сахара в жоме автоматической линии для определения потерь сахара

в жоме; устройство 8 ввода данных в управляющую вычислительную машинуJ управляющая вычислительная машина 9, устройство 10 отображения информации, преобразователь 11 сигнала, регулятор 12, регулирующий клапан с исполнительным механизмом 13, датчик 14 уровня жидкой фазы сокостружечной смеси, регулятор 15, регулирующий клапан с исполнительным механиз- мом 16.

Система работает следующим образом.

По ленточному транспортеру 1 в диффузионный аппарат 2 поступает свекловичная стружка, расход которой измеряют с помощью датчика 3 ленточных весов, выходной сигнал которого поступает на вход устройства связи с объектом 4. Через устройство 4 осуществляют также ручной ввод необходимых данных и коэффициентов. С помощью датчика 5 индукционного расходомера измеряют расход ведущего жид- кого компонента. Выходной сигнал датчика 5 поступает на вход устройства связи с объектом 4 и на вход преобразователя 6. С помощью датчика 7 автоматической линии определяют со- держание сахара в жоме. Выходной сигнал датчика 7 поступает на вход устройства связи с объектом 4. При отсутствии автоматической линии вводят фактическое содержание сахара в жоме по- результатам лабораторных анализов с помощью устройства 8 ввода данных.

Устройство связи с объектом 4 осуществляет операции обработки входных сигнашов и подготовки исходной информации, которые по программе поступаю в управляющую вычислительную машину 9, которая выполняет расчеты коэффициента соотношения расходов и ампли- туды расхода ведущего жидкого компонента по формуле (4) и производят сглаживание текущих значений расходов ведущего жидкого компонента и свекловичной стружки, пересчет содер жания сахара в жоме в потери сахара по известным формулам. Результаты расчетов индицируются с помощью уст- .ройства отображения информации 10,

связанного с вычислительной машиной

9. Выходной сигнал, пропорциональный расчетному, значению расхода ведущего жидкого компонента, вычисленного машиной 9, через устройство связи с объектом 4 и электропневмопреобразо- вателем 11 поступает на вход регулятора 12, получающего также сигнал от преобразователя 6, пропорциональный фактическому расходу ведущего жидкого

5

JQ |5 20 25 ЗО

Q

0

компонента. Регулятор 12 регулирует расход ведущего жидкого компонента посредством регулирующего клапана с исполнительным механизмом 13.

С помощью датчика 14 измеряют уровень жидкой фазы в аппарате 2. Выходной сигнал датчика 14 поступает на вход регулятора 15, регулирующего расход зависимого жидкого компонента посредством регулирующего клапана с исполнительным механизмом 16.

Управление гсроцессом экстракции сахара из свекловичной стружки по предлагаемому способу выполняют сле- дуюпщм о.бразом.

Исходя из нормативных значений коэффициента соотношения расходов диффузионного сока и свекловичной стружки оС , и выхода жома определяют нормативное значение коэффициента соотношения расходов ведущего жидкого компонента и свекловичной стружки использования в формуле (5).

Принимают значение периода изменения управляющего воздействия &t, составляющее величину, обратно пропорциональную частоте f изменения управляющих воздействий

At f .

По экспериментальным данным принимают значения ,Т,К . По (6) рассчитывают значение К. Полу- ченное значение вводят в память ЭВМ 9 с помощью устройства 8.

Б память ЭВМ 9 с помощью устройства 8 вводят значение заданных потерь сахара П . На первом щаге управления of (i. о принимают раным среднему фактическому значению коэффициента соотношения ctg. за предшествовавший час работы диффузионного аппарата. Дальнейпше операции управления выполняются автоматически по программе, заложенной в ЭВМ.

С помощью известных формул ЭВМ Производят сглаживание текущих значений расходов свекловичной стружки сгр i ведущего материального потока ev-c-Ki содержания сахара в жоме, отнесенного К массе свеклы с целью устранения высокочастотных помех. По формулам (4) и (5) ЭВМ выполняют расчет т. и выдают полученное

значение через устройство 4, преобразователь 11 на регулятор 12 и регулирующий клапан с исполнительным механизмом 13.

В каждом последующем шаге управления 3Ha4eHHeoig ., j принимается равным ,. и цикл расчета и управления повторяется.

Предложенный способ позволяет значительно снизить потери сахара в жоме. Отклонения потерь сахара в жоме не превьшают 0,6% от заданного значения потерь по сравнению с 43% при существующих способах управления .

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом экстракции сахара из свекловичной стружки в диффузионном аппарате, включающий измерение расхода свекловичной стружки, потока ведущего жидкого компонента сокостружеч- ной смеси, уровня жидкой фазы соко- стружечной смеси в аппарате и содержания сахара в жоме, регулирование расхода свекловичной стружки и соот

5

0

ношения расходов ведущего жидкого компонента и свекловичной стружки, регулирование потока зависимого жидкого компонента по уровню жидкой фазы в аппарате, отличающий- с я тем, что, с целью снижения потерь сахара в жоме, регулирование соотношения свекловичной стружки и ведущего 71сидкого компонента в аппарате осуществляют путем пошагового импульсного регулирования потока ведущего жидкого компонента с частотой изменения воздействия от 0,0008 до 0,0167 с и амплитудой, пропорциональной значению фактического расхода свекловичной стружки, значению отклонения от заданной величины фактических потерь сахара в жоме, значению динамического коэффициента потерь сахара в жоме и расчетному значению коэффициента соотношения потоков ведущего жидкого компонента и свекловичной стружки в предыдущем шаге регулирования.

ттяв/Ч

Изобретение относится к автоматизации свеклосахарного производства, а именно к автоматическому управлению процессом экстракции сахара из свекловичной стружки в диффузионном аппарате. Целью изобретения является снижение потерь сахара в массе за счет регулирования соотношения твердой и жидкой фаз сокостружечной смеси в аппарате в зависимости от отклонения фактической потери сахара в жоме. Регулируется соотношение твердой и жидкой фазы сокостружечной смеси в аппарате пошаговым регулированием с частотой 0,0008-0,0167 с и амплитудой, пропорциональной значению фактического расхода свекловичной стружки, значению отклонения от заданной величины фактических потерь сахара в жоме, значению динамического коэффици- а ента потерь сахара в жоме и расчетному значению коэффициента соотношения потоков ведущего жидкого компонента и свекловичной стружки в предыдущем шаге регулирования. 1 ил. в (Л

Составитель А.Сорокин Редактор А.Долинич Техред М.Ходан1-гч Корректор В.Бутяга

Заказ 349/28 Тираж 331Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4