Система автоматического управления многокорпусной выпарной установки Советский патент 1987 года по МПК B01D1/30 G05D27/00 

Изобретение относится к ciurfLiMaM аптоматнческого управления вакуум- выпарными установками без промежуточного гЕароотбора, применяемыми; в tacTHocTH, в пищевой, химической про мьшшенности, еж охимических производствах и т.д.

Цель изобретения - снижение энер-- гозатрат на ведение npoi-,ecca выпаривания и повышение эффективности работы системы.

На чертеже представлена принципи-- альная схема предлаг аемой системы,

Система содержит регулятор 1 дав- Ленин греющего пара, вход которого связан с первичным преобразовате, давления на линии греющего пара5 а выход связан с исполнительным устройством на линии греющего пара5 ре-ГУЛЯТОРЫ 2 и 3 уровня ЖИДКОСТР по

корпусам, входы которых связаны с первичными преобразователями уровня в соответствующих корпусах, а выходы заведены на иcпoJП птeльнь e устройства, установленные на линиях подачи жидкости в соответствующий корпус; регулятор 4 концентрацией жидкости на выходе из вьтарной установки, вход которого связан с ггервичным преобразователем концентрации (плотчостя) , размещенным на линии упаренного раствора, а выход заведен на исполнитоль Ное устройство, размеш,еь:ное ; Я юй ж линии, и регулятор 5 давленгтн сокопз го пара на выходе из послед:{ег о кор-- пуса, вход которого связан с первичным преобразователем давления сокового (вторичного)пара на выходе из последнего корпуса, а вькод - с исполнительным устройством, располс жен ным на трубопроводе подачи охлат аю щей воды в конденсатор 6. Система содержит устройство 7 для определени сигнала, пропорционального значению переменной составляющей удельной фактической себестоимости, входы которого через функциональные устройства 8, 9 и 10 согласования значений параметров, измеряемых во времени, связаны соответственно с перзнчными преобразователями расходов греющего пара на линии греющего пара, упарен- Hoi o раствора на выходе выпарной тановкир размещенного на ликгхи упа- 1зенного раствора, охлажддгощей воды на конденсатор, установленного на трубопроводе подачи охлаждг:|ащей вол;л в конденсатор, а также непосредствен

0

5

ij

0

0

0

IT,) с нг.гхсдом первичного преобразова- тел я i 1 рлсхода растхэора на входе в |;ервый корпус выпарной установки.

Выходы устройств 7, 8 и 10 заведены па вход устройства 12 пересчета ко:)ффициентов математической мод ел и, пыход которого связан с входом устройства 13 для определегП1я по модели сигнала, пропорциопа.льного значению неременной составляюп;ёй удельной себестоимости процесса.

Выход устройства 13 связан с вхо- д,ами зкстремадпзног о регулятора 14 и устройства 15 сравнения, на второй вход которого заведен устройства 7, Выходы устройства 15 сравнения связаны с ВХОДО1Ч экстремального j-егулятора 14 и устройства 16 памяти; БЕлход которого заведен на зход уст- ройства 12 ВьП . од экстремального ре 1 у,;;ятора 14 связан с устройством 13 и ;; нходаии сглаживающих фиу;ьров 17 и 18. Ъыхоц, сглаживающего фильтра 17 связан с заданием регулятора 1, а- фи.Чх,тра 16 связан с заданием регулятора 5,

Система работает следующим образом.

Стабилизирующие контуры давления ррюодего пара в первом корпусе, уров-- г-гей жидкости по корпусам, концентрации жидкости Hci выходе из выпарной установкиJ давления сокового (вторичного) пара на выходе из последнего корпуса с поморгью соответственно регуляторов 1-5 поддерживают соот- неч ствующие переменные на уровнях, санных заданным,

Б устройство 7 поступают сигналы от первичаого преобразователя расхо- ;i.a раствора пг1 входе в первый корпус н через функциональные устройства 8-ЧО соответственно от первичных иресбра-зователей расходов греющего -ара иа входе в первый корпус, упаренного раствора, на выходе выпарной . :c :aHOBKJ-: и охлаждающей воды на кон- ;- л:и-а гср.

- сгройства служат для пере- гтзмеряемых параметров к времени )Е;иия расхода на входе ь первый кортгус.На выходе данных устройств pop Iи jyeлcя сигнал согласно функий-юна- льной заинсимости для аналогоБого устройства

X j X g(t)dt,(О

6

1333355

измеренная переменная;

переменная, пересчитанная с учетом динамического сдвига; весовая функция по каналу

X - 5(3 , определенная заранее, где S - расход раствора на входе в первый кор пус выпарной установки; для дискретного устройства

At- L g(i-m).x/m),

где ut - интервал замера данных; х/т - i-e значение замеренной переменной 1

п - количество замеренных значений для расчета.

На выходе устройства 7 формируется сигнал, пропорциональньм значению переменной составляющей удельной фактической себестоимости. Выходной сигнал формируется согласно функциональной зависимости

11.1) о

So rizGjS.

где Сф - переменная технологическая составляющая удельной фактической себестоимости;

бд - расход греющего пара на

входе в первый корпус, пере считанньш согласно формуле (1) или (2);

Cjj - расход охлаждающей воды на конденсатор, пересчитанный согласно формуле (1) и (2);

Sjj - расход раствора на входе в первьш корпус;

Sj - расход упаренного раствора на выходе выпарной установки, пересчитанньй согласно формуле (1) или (2);

П - стоимость греющего пара;

Urj - стоимость охлаждающей воды.

Gигнaл, формируемый согласно формуле (3) с выхода устройства 7, и сигналы, формируемые согласно формул (1) или (2) с выходов устройств 8 и 10, поступают на вход устройства 12, на выходе которого формируются сигналы согласно зависимостям:

Р, Р. + J

ло,

ЛС,

(6)

Р, Р, + лП. G

, где Р,

1

7)

,j , Pj , Р - коэффициенты уравнения для определения по модели переменной составляю- 10 щей удельной себестоимости;

л л А д

Р, Р , PJ, Р - значения коэффициентов уравнения для определения по модели переменной составляющей удельной себестоимости, рассчитанных на предыдущем шаге адаптационной процедуры, поступающих на вход устройства 12 с выхода устройства 16 памяти; л - величина, с учетом которой происходит корреляция коэффициентом математической модели, рассчитываемая в устройстве 12 по следующей зависимости:

15

20

25

(Pi+PiD,+P3Go+P46oGc)

- --L-eee - -.- -- -. - -. -«-1--e - - - . -

f л - О Л 1Ч . t)

y+D +G +Di-G,

(8;

30

где г - параметр оптимизации адаптационной процедуры. Сигналы, формируемые согласно формулам (А)-(8), с выхода устройства 12 поступают на вход устройства 13. Этот блок предназначен для формирования по модели сигнала, пропорционального переменной технологической составляющей удельной себестоимости ведения процесса выпаривания.

Выходной сигнал устройства .13 определяется согласно алгоритму

45 ,,+P3G,+P4D,G,

(9}

50

где С - переменная технологическая составляющая удельной себестоимости задания процесса, рассчитанная по модели. Сигнал с выхода устройства 3 поступает на вход устройства 15 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал с выхода устройства 7. 55 Устройство сравнения реализует проверку следующего неравенства:

г - - «

.

UO)

s13

где - величина, характеризующая

необходимую точность математической -модели процесса вы- паривання получаемой путем адаптации,

В случае невыполнения неравенства (10) сигнал с выхода устройства 15 поступает на вход устройства 16 памяти, реализующего, фактически переприсвоение значений коэффициентов Р. коэффициентам Р-, т.е.

Р,-

,4.

(11)

Сигналы с выхода устройства 16 поступают на вход устройства 12 и уточнение коэффициентов математической модели с помощью адаптационной процедуры, осуществляются по формулам (}-(9) вплоть до проверки условия (10). Если неравенство (10) выполняется, сигнал с выхода устройства 15 поступает на вход экстремального регулятора 14, запуская его. На второй вход регулятора 14 посту- пает сигнал с устройства 13. Регулятор 14 предназначен для оптимизации режима работы выпарной установки поисковым методом.

Поиск оптимальных значений управляющих воздействий осуществляется на модели. С этой целью выходные сигналы экстремального регулятора заводятся на устройство 13,, где они слу- jkaT в качестве переменных расхода греющего пара на входе в первьш корпус и расхода охлаждающей воды на конденсатор. Эти же сигналы передаются на фильтры 17 и 18, предназначенные для сглаживания высокочастотных составляющих сигналов, поступающих на их входы. Сигнал с фильтра 17 заводится на задание регулятора 1 давления греющего пара. Путем изменения величины задания изменяется значение расхода греющего пара на входной линии в первьй корпус.

Сигнал с фильтра 18 заводится на задание регулятора давления сокового (вторичного) пара в последнем корпусе 5. Путем изменения величины задания изменяется расход охлаждающей воды на конденсатор.

Предлагаемая система позволяет вести оптимальное управление выпарно установки по математической модели, адекватной процессу выпаривания.

55 °

)ти 1(ЗЯ1ю:;яст снизи .ь затраты на процесс tia 25%.

Формула изобретения

Система автоматического управления

многокорпусной выпарной установки, содержащая регуляторы давления грею- а(е.го пара в первом и сокового пара в

последнем корпусах, регулятор концентрации упар енного раствора на выходе выпарной установки и контуры стабилизации уровней раствора по корпусам, первичный преобразователь для

измерения расхода греющего пара в первый корпус, выход которого соединен с входом первого функционального устройства согласования значений параметров, измеряемых во времени,

устройство для определения по модели сигнала, пропорционального значению переменной составляющей удельной себестоимости процесса, экстремальный регулятор, вход которого соединей с выходом устройства для определения сигнала, пропорционального значению переменной составляющей удельной себестоимости, а выход соединен с входом этого же устройства

и одновременно через сглаживающие фильтры подключен к задатчикам регуляторов давления греющего пара в первом и сокового пара в последнем корпусах выпарной установки, о тли чающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат на процесс и повьшения эффективности работы системы, она дополнительно содержит первичные преобразователи для

измерения расхода раствора на входе в шрвьм корпус, расходов охлаждающей воды на конденсатор и упаренного раствора на вькоде выпарной установки, второй и третий функциональные

устройства согласования значений параметров, измеряемых во времени, входы которых подключены к первичным преобразователям для измерения расходов охлаждающей воды на конденсатор и упаренного раствора на выходе выпарной установки, устройство для определения сигнала, пропорционального значению переменной составляющей удельной фактической себестоимости.

вход которого соединен с выходами функцйональньк устройств согласования значений параметров, измеряемых во времени, и выходом первичного преобразователя для измерения расхода

раствора на входе в первьш корпус, устройство пересчета коэффициентов математической модели, входы котори- го соединены с устройством для определения сигнала, пропорционального значению переменной составляющей удельной фактической себестоимости, а также с выходами первого и второг о функциональньк устройств, устройство памяти, устройство сравнения, входы которого соединены с выходом устройства для определения сигнала, проРедактор Э. Слиган Заказ 3863/6

Составитель Т. Бляншина

Техред И.Попович, Корректор А. Ильин

Тираж 656Подписное

ВНИИ11И 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

порциона- гьного переменной составляющей удельной фактической себестоимости, и с выходом устройства для определения сигнала, пропорционального значению переменной составляющей удельной себестоимости, а выход подключен к входам экстремального регулятора и устройства памяти, вход которого соединен с выходом устройства сравнения, а выход подключен к входу устройства пересчета коэффициентов математической модели.

Изобретение относится к системе автоматического, управления многокорпусной выпарной установки, может быть использовано в пищевой и химической промьпиленностях и позволяет повысить эффективность работы системы. Система содержит регулятор 1 давления греющего пара, связанньй с клапаном на лиий ме рыть й ть ема щеиГ нии подачи пара, регуляторы 2 и 3 уровня жидкости в аппаратах установки, связанные с соответствующими первичными измерителями уровня и клапанами, на линии подачи раствора в аппараты. Система содержит также регулятор 4 концентрации жидкости на выходе из установки, регулятор 5 давления сокового пара на выходе установки, связанный с клапаном подачи охлаждающей воды в когзденсатор 6. Выходы устройства 7, удельной себестоимости функциональных устройств 8 и 10 согласования подключены на вход устройства 12 пересчета коэффициентов математической модели. Устройство 12 последовательно связано с устройством 13 для определения математической модели, устройством 15 сравнения, экстремальным регулятором 14 и сглаживающим фильтром 17, подключенным к регулятору 1. Выход регулятора 14 подключен через фильтр 18 к регулятору 5 давления, а выход устройства 15 сравнения через блок 16 памяти - к входу устройства 12. 1 ил. х (Л 00 со 00 00 ел ел