Система автоматического управления процессом конвективной сушки материалов Советский патент 1988 года по МПК F26B25/22 

.1

Изобретение относится к области автоматинеского управления процесса- ми конвективной сушки материалов и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях про- мьшшенности для оптимального управле кия процессами конвективной сушки 1 :атериалов.

I Цель изобретения - повышение точ- юсти управления при наличии дрейфа значения критерия оптимальности.

На чертеже представлена структур- йая схема системы автоматического уп равления процессом конвективной суш- VH материалов.

Система автоматического управления включает сушильную камеру 1, калорифер 2 с вентилятором 3, датчик 4 тем- 1:ературы теплоносителя, датчик 5 его расхода и датчик 6 влажности отработавшего теплоносителя, задатчики 7 и 1 соответственно температуры тепло-

3

20 используя которые на основании математической модели процесса сушки с учетом выбранного критерия оптимальности и ограничений на параметры управления , диктуемые получением высушенного материала заданной влажности и качества, функциональньй блок 14 рассчитывает оптимальные значения параметров управления - температуры и расхода теплоносителя и значение

25

йосителя и его расхода, задатчик 9 продолжительности процесса сушки, регуляторы 10 и 11 соответственно тем- ературы теплоносителя и его расхода

исполнительными механизмами 12 и 3 соответственно, функциональный лок 14 определения выбранного крите- 30 выбранного критерия оптимальности. |)ия оптимальности и расчета управля- Полученные расчетные значения пара- taero воздействия, блок 15 сравнения метров температуры и расхода теплоносителя (оптимальные) используются для выработки блоком 14 воздействия на задатчики температуры 7 и расхода 8 теплоносителя с целью оптимизации задаваемых параметров.

значения критерия оптимальности с за- ломинающим устройством и блок 16 адаптации модели процесса сушки

температуры 4 и расхода 5 теплоносителя, а также задатчики температуры 7 и расхода 8 теплоносителя подключены к входам соответствующих регуляторов 10 и 11, а датчик 6 влаж- ости отработавшего теплоносителя и |задатчик 9 продолжительности процесса судаки 9 - к входам функционального блока 14, подключенного также к входам и выходам задатчнков температуры 7 и расхода 8 теплоносителя, при этом к выходу функционального блока 14 последовательно подключены блок 15 сравнения с запоминающим устройством и блок 16 адаптации модели процесса сушки, причем выходы блока 16 подключены к задатчикам температуры 7 и расхода 8 теплоносителя и к функциональному блоку 14, к которому также подключен второй выход блока 15 сравнения.

Система автоматического управления процессом конвективной сушки материалов работает следующим образом.

85932

С помощью задатчиков температуры 7 и расхода 8 теплоносителя регуляторы 10 и 11 устанавливают первона- чальные (рекомендуемые) значения температуры и расхода теплоносителя соответственно. На эти же регуляторы поступают сигналы с датчиков температуры 4 и расхода 5 теплоносителя,

10 где они сравниваются с заданными, вырабатываются сигнал рассогласования и управляющие воздействия, которые реализуются посредством исполнительных механизмов 12 и 13 соответ15 ственно. От датчика 6 влажности отработавшего теплоносителя и задатчи- ка 9 продолжительности процесса сушки на вход функционального блока 14 поступают соответствуюш;ие сигналы,

20 используя которые на основании математической модели процесса сушки с учетом выбранного критерия оптимальности и ограничений на параметры управления , диктуемые получением высушенного материала заданной влажности и качества, функциональньй блок 14 рассчитывает оптимальные значения параметров управления - температуры и расхода теплоносителя и значение

25

30 выбранного критерия оптимальности. Полученные расчетные значения пара- метров температуры и расхода тепловыбранного критерия оптимальности. Полученные расчетные значения пара- метров температуры и расхода тепло

носителя (оптимальные) используются для выработки блоком 14 воздействия на задатчики температуры 7 и расхода 8 теплоносителя с целью оптимизации задаваемых параметров.

Учет возможного дрейфа значения критерия оптимальности осуществляется следующим образом.

Сигнал, пропорциональный вычисленному значению критерия оптимальности, с выхода функционального блока 14. поступает на вход блока 15 сравнения с запоминающим устройством, где сравнивается с предыдущим значением критерия оптимальности (частота опроса задается). Если текущее значение критерия Оптимальности не превышает предыдущего значения, на выходе блока 15 сравнения, подключенного к вхоу функционального блока 14 посредством обратной связи, появится сигнал, равный 1 и разрешающий функ- циональному блоку передачу сигналов, ропорциональных вычисленным значениям температуры и расхода теплоносителя (оптимальным), на задатчики температуры 7, и расхода 8 теплоноси

1

теля. При этом на выходе блока 15 сравнения, подключенном к блоку 16 адаптации модели процесса сушки, проходит нулевой сигнал.

Если текущее значение критерия Оптимальности превьшает предьщущее его значение, на выходе блока 15 сравнения, подключенном к входу функционального блока 14, появляется нулевой сигнал, запрещающий передачу вычисленных оптимальных значений температуры и расхода теплоносителя на соответствующие задатчики 7 и 8, так как требуется адаптационная подстройка значений температуры и расхода теплоносителя с учетом дрейфа оптимума. На блок 16 адаптации модели процесса сушки с другого выхода блока 15 сравнения поступает информация, необходимая для коррекции вычисленных значений температуры и расхода воздуха и их оптимизации с учетом дрейфа оптимума, которая осуществляется в блоке 16 адаптации модели процесса сушки в соответствии с кривой согласования, характеризующей дрейф оптимума и определяемой известными методами, например с помощью симплекс-алгоритма адаптационной оптимизации.

Система автоматического управления процессом конвективной сушки материалов, содержащая датчики температуры и расхода теплоносителя, за- датчики и регуляторы температуры и расхода теплоносителя с соответствующими исполнительными механизмами датчик влажности отработавшего теплоносителя, задатчик продолжительности процесса сушки и функциональный 20 блок определения выбранного критерия оптимальности и расчета управляющего воздействия, причем датчики и задат- чики температуры и расхода теплоносителя подключены к входам соответствующих регуляторов, а датчик влажности отработавшего теплоносителя и задатчик продолжительности процесса сушки подключены к входам функционального блока, подключенного также к входам и выходам задатчиков температуры и расхода теплоносителя, о личающаяся тем, что, с целью повышения точности управления при наличии дрейфа значения критеПри этом полученные скорректированные оптимальные значения температуры и расхода теплоносителя не долж- 35 Р оптимальности, она дополнительны выходить за допустимые пределы, но содержит подключенные к выходу

процесса сушки, осуществляется расчет скорректированного критерия оптимальности и передачи этого значения на блок 15 сравнения для запоминания и последующего сравнения.

Формула изобретения

0

5

Система автоматического управления процессом конвективной сушки материалов, содержащая датчики температуры и расхода теплоносителя, за- датчики и регуляторы температуры и расхода теплоносителя с соответствующими исполнительными механизмами, датчик влажности отработавшего теплоносителя, задатчик продолжительности процесса сушки и функциональный 0 блок определения выбранного критерия оптимальности и расчета управляющего воздействия, причем датчики и задат- чики температуры и расхода теплоносителя подключены к входам соответствующих регуляторов, а датчик влажности отработавшего теплоносителя и задатчик продолжительности процесса сушки подключены к входам функционального блока, подключенного также к входам и выходам задатчиков температуры и расхода теплоносителя, о т- личающаяся тем, что, с целью повышения точности управления при наличии дрейфа значения крите25

0

35 Р оптимальности, она дополнительно содержит подключенные к выходу

Изобретение позволяет повысить точность управления при наличии дрейфа значения критерия оптимальности. Система включает сушильную камеру 1, калорифер 2 с вентилятором 3, датчики 4-6 т-ры, расхода теплоносителя и влажности отработавшего теплоносителя, задатчики 7 и 8 т-ры и расхода теплоносителя, задатчик 9 продолжительности процесса сушки, регуляторы 10 и 11 т-ры и расхода с исполнительными механизмами 12 и 13, Siiijf функциональньш блок 14, блок 15 сравнения значения критерия оптимальности, блок 16 адаптации модели процесса сушки. Сигнал, пропорциональный вычисленному значению критерия оптимальности, с выхода блока 14 поступает на вход блока 15, где сравнивается с предыдушим значением критерия. Если текущее значение критерия опти мальности не превьш1ает предыдущего значения, то на выходе блока 15 появляется сигнал, разрешающий блоку 14 передачу сигналов, пропорциональных вычисленным значениям т-ры и расхода теплоносителя, на задатчики 7 и 8. При этом на выход блока 15 проходит нулевой сигнал. Если значение критерия оптимальности превышает предьщу- щее его значение, то на перво выходе блока 15 появляется нулевой сип нал, а со второго выхода на блок 16 поступает информация, необходимая для коррекции вычисленных значений т-ры и расхода воздуха и их оптими- мизации с учетом дрейфа оптимума. 1 ил. Материал OmpaSoinaSuiuu i (Л С 00 О5 00 сд со СдЭ

продиктованные необходимостью получения высушенного материала заданного качества. Эти значения с блока 16 адаптации модели процесса сущки передаются на задатчики температуры 7 и расхода 8 теплоносителя. Кроме того, эти же значения поступают и на вход функционального блока 14, где по модели, связывающей выбранный критерий оптимальности и параметры

функционального блока последовательно соединенные блок сравнения значений критерия оптимальности с запоми-

нающим устройством и блок адаптации модели процесса сушки, причем выходы последнего блока подключены к задат- чикам температуры и расхода воздуха и к функциональному блоку, к которому также подключен второй выход блока сравнения.