Устройство для программного управления расходом газа из сосуда Советский патент 1987 года по МПК G05B19/02 

13

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию, в частности к программному управлению

расходом газа из сосуда под давлением.

Целью изобретения является повьше- ние точности отслеживания .расхода газа из .сосуда.

На фиг.1 приведена блок-схема уст- ройства; на фиг.2 - график программного изменения расхода и давления газа.

Устройство содержит датчики давления 1 и температуры 2, сосуд 3, ре- гулирующий орган 4, .блоки преобразования 5, вычисления массы газа 6, вычисления расхода газа 7, сравнения 8, управления 9, программы 10, регистрации 11, таймер 12.

. Устройство работает следующим образом..

При включении устройства для осуществления выпуска сжатого газа из сосуда (или секции сосудов) запуска- ется таймер 12 на отсчет времени и осуществляется фиксирование в блоке 10 программы (через блок 5 преобразования) начальных условий .вьшуска газа-по давлению.

В последующий момент (после включения устройства) подается команда о блока 9 управления на вьшуск сжатого газа из сосуда 3 (или секции сосудов и регулирующий орган 4 открьшается до среднего положения, идет вьшуск газа. В процессе выпуска газа информация с датчиков давления 1 и температуры 2 поступает в блок 5 преобразования.

Данные по падению давления в сосуде по мере расхождения сжатого, газа и изменению температуры относительно начальных значений величин этих пара йетров от блока 5 поступает в блок. 6 Вычисление массы газа блоком 6 осуществляется с использованием фактических результатов замеров по уравнению

Г ---12 . f-Si - Р; - . Тн С;-Т,

G; - выпущенная к данному моменту времени из сосуда масса сжатого газа, кг; Рц - величина давления сжатого

газа в сосуде в начале процесса выпуска, кгс/см ;

5 0

5 0

5

р, - величина давления сжатого

в сосуде в данный момент

/ 2 времени, кгс/см ;

Т., - величина температуры сжатоН

го газа, в сосуде, замеренная в начале процесса вьтус- ка. К;

Т| - величина температуры сжатого газа в сосуде, замеренная в данный момент времени, К;

V - внутренний объем сосуда

(или внутренний объем секции сосудов),

R - универсальная газовая постоянная конкретного вида газа (кгм/кг град);

С„ - козффициент сжимаемости конкретного вида газа при начальных условиях выпуска,

С - коэффициент сжимаемости 1 конкр.етного вида газа при

i-x условиях выпуска (в текущий момент времени, мо- мент измерения). Вычисленная величина выпущенной из.сосуда к данному моменту времени массы газа поступает из блока 6- в блок 7.

В блок 7 также поступает от таймера 12 фактически истекшее время выпуска сжатого газа до настоящего момента - сГ .

В блоке 7 вычисление расхода газа ведется по уравнению

G;

Q. - (п

45

40

где Q;

- расход массы сжатого газа на рассматриваемый момент, кг/сек.

Таймер 12 одновременно ведет отсчет времени для блока IО программы, который вьщает в блок 8 сравнения заданнзто величину расхода газа за ис-- текшее время (относительно скорректированного начала). из графика программы.

В

случае, если эти величины не равны, информация о разности величин с соответствующим знаком

плюс (боль55

ще нормы) и минус (меньше нормы), а так же вместе со звуковьм сигналом и отметкой времени обнаружения (на какой минуте и секунде) выдается оператору на регулирующее устройство 1I. Блок 9 вырабатьшает 1ттравляющее воздействие на регулирующий орган.

.3,

Воздействие формируется с учетом знака разности величин.расходов (плюс означает, что необходимо про ходное сечение регулятора уменьшить, а минус - увеличить) и соотношения разности к заданной величине на данный момент времени. При этом необходимо иметь ввиду, что причина, вызванная отклонением величины расхода газа реального процесса, устройством не устраняется, и эта операция возла гается на самого оператора. Воздействие блока управления на регулирующий орган 4 обеспечивает временное исправление процесса. В общем случае возникшая разность между расходами реальным и эталонным может увеличиваться до тех пор пока оператор не устранит причину, вызвавшую отклонение от нормального хода процесса. Как правило, при возникновении отклонения от но{)мального хода процесса (по расходу газа) реальный расход превьш1ает эталонный. Основными причинами являются различного рода негерметичности пневмоарматуры (пары клапан-седло), разъемных соединений трубопроводов, коммуникаций потребителей. Поэтому, в основном, причины, вызвавшие отклонение от нормального хода процесса, способны наращивать по величине разность между реальным и эталонными расходами. Основное назначение воздействия - принятие мер для создания резерва времени оператору, необходимого для принятия рационального решения. Особенно важно это для непрерывных технологических процессов, пока оператор анализирует ситуацию, ведет поиск причины и метода устранения неисправности системы газоснабжения, т.е. принимает решение, само устройство для косвенного измерения расхода поддерживает непрерьюность выпуска сжатого газа с требуемой величиной расхода.

По завершению работы устройства (прекращения вьшуска газа) при нормальном ходе процесса, соответствующем эталонному, в сосуде достигается минимальное допустимое давление. По достижению этой величины таймер вы- ключается, регулятор перекрывает проходное сечение сосуда и выпуск газа прекращается. Если устройство прово-

615054

дило коррекцию реального расхода газа в сторону его уменьшения, то прекращение вьшуска осуществляется по сиг- налу потребителя. В этом случае процесс выпуска газа прекращается до достижения минимально допустимого давления в сосуде. Если же коррекция реального расхода газа была в сторо-

10 ну его увеличения, то имел место перерасход, при котором процесс вьшуска газа завершается, либо от резервного сосуда (секции), либо с подпиткой от компрессора, т.е. только по

J5 сигналу потребителя. В последнем случае работа устройства измерения прекращается несколько раньше завершения вьшуска газа. Сигнал на выключение устройства измерения формирует20 ся по завершению вьщачи информации из программного блока, т.е. когда график программы использован до конца.

25 Формула изобретения

«

Устройство для программного управления расходом газа из сосуда, содержащее датчики давх1ения и температуры 30 газа, соответственно соединенные с первым и вторым входами блока преобразования, первый и второй выходы которого соответственно соединены с первьм и вторым входами блока иычис35

ления массы газа, связанного выходом

с входом блока вычисления расхода газа, к выходу которого подключен один из входов блока сравнения, соединенного выходом к входу блока уп4Q равления, выходом соединенного с регулирующим органом, а также , соединенный первым выходом с вторым входом блока вычисления расхода газа, а вторым выходом - с входом блока

jg программы, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения, а также блок регистрации, входом соединенный с вторьм выходом блока сравнения, отличающееся тем, go что, с целью повышения точности отслеживания расхода газа из сосуда, первый выход блока преобразования, выдающий информацию об уровне давления газа в сосуде, соединен с входом gg задания начальных условий блока про- о граммы, а третий выход таймера соединен С запускающим входом блока преобразования.

Из SJIQKO преобразования параметров

г,сек

Допускпо бремени

(Рие. Z

Изобретение относится к области автоматического управления и регулиК потребителю еоза рования технологическими процессами и может быть использовано при прог- рамьшом расходовании газа из сосуда под давлением. Целью изобретения является повьшение точности отслеживания расхода газа из сосуда. Устройство содержит датчики давления I и температуры 2, блоки преобразования 5, вычисления массы газа 6, вычисления расхода газа 7, программы 10,сравнения 8, управления 9, регистрации II, регулирующий орган 4, таймер 12. 2 ил. САЭ 05 сл о 01