Способ автоматического управления многокорпусной выпарной установкой Советский патент 1988 года по МПК B01D1/30 G05D27/00 

он

(Л

со

00 00 00

ел

ки и контуры 2, 3 стабилизации уровней раствора по корпусам, первичные преобразователи для измерения расхода греющего пара в первый корпус, расходов охлаждающей воды на конденсатор и упаренного раствора, выходы которых соединены с входами первого, второго и третьего функциональных устройств 8, 9, 10 согласования значений параметров, измеряемых во времени, первичный преобразователь для измерения расхода раствора в первый корпус, устройство 7 для определения значения переменной составляющей удельной фактической себестоимости. Вход последнего соединен с выходами функциональных устройств 8, 9, 10 и выходом первичного преобразователя для измерения расхода раствора на входе в первый корпус. Входы устройства 11 пересчета коэффициентов математической модели соединены с устройством 7 для определения значения переменной составляющей удельной фактической себестоимости, а также с выходами первого и второго функциональных устройств 8, 10. Вход устройства 12 для определения по модели значения переменной составляющей удельной себестоимости процесса соединен с выходом устройства 11 пересчета коэффициентов математической модели. Входы блока сравнения 14 соединены с выходами устройства 12 для определения значения переменной составляющей удельной фактической себестоимости и устройства 7 для определения значения переменной составляющей удельной себестоимости. Вход блока памяти соединен с выходом блока сравнения, а выход подключен к входу устройства 11 пересчета коэффициентов математической модели. Выходы сглаживающих фильтров подключены к за- датчикам регуляторов 1, 5 давления греющего пара в первом и сокового пара в последнем корпусах, ( истема дополнительно содержит множительно-делительное устройство 13 расчета оптимальных значений расходов греющего пара на входе в первый корпус и охлаждающей воды на конденсатор, входы которого соединены с выходом устройства 11 пересчета коэффициентов математической модели и с выходом блока сравнения 14, а выходы соединены с входами С1 лаживаюп|их фильтров 16 17 1 ил.

Изобретение относится к системам автоматического управления вакуум-выпарными установками, применяемыми в пищевой, химической промышленности, биохимических производствах, и позволяет снизить энергозатраты на процесс и повысить эффективность работы системы. Система содержит регуляторы 1, 5 давления греющего пара в первом и сокового пара в последнем корпусах, регулятор 4 концентрации упаренного раствора на выходе выпарной установ

1

Изобретение относится к системам автоматического управления вакуум-выпарными установками без промежуточного пароотбо- ра, применяемыми, в частности, в пищевой, химической промыщленности, биохимических производствах и т.д.

Цель изобретения - снижение энергетических затрат на ведение процесса выпаривания, повышение эффективности работы системы.

На чертеже представлена схема системы управления.

Система содержит регулятор 1 дав.-ie- ния греющего пара, вход которого связан с первичным преобразователем давления на линии греющего пара, а выход связан с исполнительным устройством на линии греющего пара, регуляторы 2 и 3 уровня жидкости по корпусам, входы которых связаны с первичными преобразователями уровня в соответствующих корпусах, а выходы заведены на исполнительные устройства, установленные на линиях подачи жидкости в соответствующий корпус, регулятор 4 концентрации жидкости на выходе из выпарной установки, вход которого связан с первичным преобразователем концентрации (плотности), размещенным на линии упаренного раствора, а выход заведен на исполнительное устройство, размещенное на той же

линии, и регулятор b давления сокового пара на выходе из пос. 1еднего корпуса, вход которого связан с первичным преобразователем давления сокового (вторично- го) пара на выходе из последнего корпуса, а выход - с исполнительным устройством, расположенным на трубопроводе подачи охлаждающей воды в конденсатор 6.

Система содержит устройство 7 для определения значения переменной составляю0 щей удельной фактической себестоимости, входы которого через функциональные устройства 8 10 согласования значений параметров, из.меряемых во времени, связаны соответственно с первичными преобразовате. лями расходов греющего пара на линии греющего пара, упаренного раствора на выходе выпарной установки, размещенного на линии упаренного раствора, охлаждающей воды на конденсатор, установленного на трубопроводе подачи охлаждающей воды

0 в конденсатор, а также непосредственно с выходом первичного преобразователя расхода раствора на входе R первый корпус выпарной установки.

Выходы устройств 7, 8 и 10 заведены на вход устройства 11 пересчета коэффициентов математической модели, выход которого связан с входом устройства 12 для определения значения переменной составляющей удельной себестоимости процесса.

Кроме того, выход устройства 1I связан с входом устройства 13 расчета оптимальных значений расходов греющего пара на входе в первый корпус и охлаждающей воды на конденсатор.

Выход устройства 12 связан с входом блока 14 сравнения, на второй вход которого заведен выход устройства 7.

Выходы блока 14 сравнения связаны с входами устройства 13 и блока 15 памяти, выход последнего заведен на вход устройства 11.

Выход устройства 13 заведен на входы сглаживающих фильтров 16 и 17. Выход сглаживающего фильтра 16 связан с заданием регулятора 1, а выход фильтра 17 - с заданием регулятора 5.

Система работает следующим образом.

Стаблизирующие контуры давления греющего пара в первом корпусе, уровней жидкости по корпусам, концентрации жидкости на выходе из выпарной установки, давление сокового (вторичного) пара на выходе из последнего корпуса с помощью соответственно регуляторов 1-5 поддерживают соответствующие параметры на уровнях, равных заданным.

В устройство 7 поступают сигналы от первичного преобразователя расхода раствора на входе в первый корпус и через функциональные устройства 8-10 соответственно от первичных преобразователей расходов греющего пара на входе в первый корпус, упаренного раствора на выходе выпарной установки и охлаждающей воды на конденсатор.

Устройства 8-10 служат для пересчета измеряемых параметров во времени измерения расхода на входе в первый корпус. На выходе данных устройств формируется сигнал согласно следующей функциональной зависимости.

Для аналогового устройства

.g(t)dt,о;

где X - замеряемая переменная;

х - переменная, пересчитанная с учетом

динамического сдвига; g(t) -- весовая функция по каналу х- Sn,

определенная заранее, где So- расход раствора на входе в первый

корпус выпарной установки. Для дискретного устройства

х At 2 g.(i -m)-x(m).

(2)

где At - интервал замера данных; х(т) - т-е значение замеряемой переменной;п - количество замеряемых значений

для расчета.

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

Сф П|Ро+ П2Он

So- 52

(3)

0

5

0

где Сф - переменная технологическая составляющая удельной фактической себестоимости;

DO - расход греющего пара на входе в первый корпус, пересчитанный согласно формуле (I) или (2);

GO - расход охлаждающей воды на конденсатор, пересчитанный согласно формуле (I) и (2);

So - расход раствора на входе в первый

корпус;

S2 - расход упаренного раствора на выходе выпарной установки, пересчитанный согласно формуле (1) или (2);

П| - стоимость греющего пара;

П2 - стоимость охлаждающей воды.

Сигнал, формируемый согласно формуле (3) с выхода устройства 7, и сигналы, формируемые согласно формуле (1) или (2) с выходов устройств 8-10 поступают на вход устройства 11, на выходе которого фор- .мируются сигналы согласно зависимостям

р, Р,+ (4)

Рг Р2-(-Д DO;(5)

Р, РЗ+Д§О; (6)

P4 B4+A6oGo(7)

Р5 Р5+ А Рй(8)

Рб Рб+ДСо ;(9)

0

5

0

5

где Р, , Рг , PJ ,

Р4,Р5,Рб- коэффициентыуравнения

для определения по модели переменной составляюп;ей удельной себестоимости;

е..р2,рз,

Р4, Р.5, Рб - значения коэффициентов уравнения для определения по модели переменной составляющей удельной себестоимости, рассчитанных на предыдущем щаге адаптационной процедуры, поступающих на вход устройства 1 I с выхода блока 15 памяти;

Д - величина, с учетом которой происходит коррекция коэффициентов .математической модели, рассчитываемая в устройстве 11 по следующей зависимости:

А

Pi-rP;;D(i + P. Gn+P

-Dl+Gf,+T)f, адаптацион

где Y параметр оптими ации (К)й процедуры.

Сигна.чы, фо 1мируемые согласно формулам (4) (10), с выхода блока II поступают на вход устройства 12 и вход устройства 13, выход устройства 12 предназначен для формирования по модели сигнала, про норпиона.и.ного переменной технологической составляк)Н1ей удельной себестоимости имения iponccca ЕП ишривании.

Выходной СИ нал устройства 12 оп)еделя- етсн coiMacHo зависимости

См-- Р,Ч. Р.-0„ + + Р,0„О„ +

+ P-,DO+ PhGb(111

гдеСм переменная технологическая сос- гав.1якмиая удельной себестоимости ведения процесса, рассчитанная по моде;1и.

Устройство 13 п)едназначено для форми- 1овапия оптимальпых заданий для регулятора дав,тения греющего пара в первом ко)пусе 1 и регулятора давления соко- lioiо па)а н п()с,теднем корпусе 5. Эти сиг- па,ты передаются на )егуляторы 1 и 5 соот- ветстнепно че)е( с}|ильтры 16 и 17, предназначенные Д.1Я С1 ,таживания высокочастот- Hiiix состав;1як)пи1.х сигналов.

Bijixo. Uiijie СИ налы устройства 13 формируют, исходя из необходи.мого условия минимума ф нкции двух переменных Cv согласно (})ор.му.те (Г), т.е. условия равенства ну..н) ее двух первых частных п)оизвод- ., и имеют с.)1ии11 вид:

2Р Р8

Pt

2Р-Р.-.

4Р.-,Р„ .,

12)

Р iP.-.P,,

де 1)Г;

G

оптима.чьное значение расхода греющего пара на входе в нервый корпус;

(irrriiMa.Tbiioc значе1)ие расхода ох.таждающей воды на конденсатор;

с вьгхода СтройстБН 12 поступает на вход блокг 14 сравнения, на вто- |)ой вход которого посгупает .T с выхода устройства 7

Уст р(.1Йст в;) сравпения )еа,тизуе ку с.тедую цег не)аиенс гва; С

.те г

С.; I : Р ,(14)

; U личина, а|)актеризук)1пая необхо- шмую точносМ) математнчсской мо- .цми ирощч са выпаривания, по, аемой адаптации. Исполнения нс равенства (14) ,. В,.т: устройства 14 поступает на

вход СТрОИ1

К: 11 екая ei o.

В

10)

G3

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

невыполнения неравенства 14 сигнал с выхода элемента сравнения ноступает на вход блока 15 памяти, реализующего фактически операцию переприсвоения значений коэффициентов Pi коэффициентам Р; , т. е.

Р, F при i Гб.(15)

Сигналы с выхода вход устройства 1I,

блока 15 иостунают

на вход устройства И, и уточнение коэффициентов математической модели с помощью адаптаиион}{ой процедуры осуп1ествляют по формулам (4)- (II) вплоть до проверки условия (14) с помощью устройств 11 и 12 и б ло- ков 14 и 15.

Формула изобретения

Система автоматического управления многокорпусной выпарной установкой, со- де15жа1иая регуляторы давления греющего пара в первом и сокового пара в последнем корпусах, регулятор кониентрании упа- репного раствора на выходе вынарной установки и контуры стабилизации уровней раст- во)а по ко|)Г1усам, первичные преобразователи для измерения расхода греющего пара в первый корпус, расходов охлаждающей воды на конденсатор и упаренного раствора, выходы KOTOpiiix соединены с входами nei)BOi o, второго и третьего функциональных устройств сог,пасования значений параметров, из.меряемых в(. вре.мени, первичный преобразователь для измерения расхода раствора в перв1 1й корпус, устройство д, 1Я определения значения пере.менной составляющей удельной фактической себестоимости, вход которого соединен с выходами функиио)1альных устройств и выходом первичного преобразователя для измерения расхода раствора на входе в первый корпус, устройство пересчета коэффи- niu птов .математической модели, входы кото- )ого соединены с устройством для опреде- лс нпя .значения перемен)1ой составляющей у,те,)й фактической себесгоимости. а также с выходами пе 1вого и второго функ- ииона.тьных уст|)ойств, устрг)йство для опре- дс .теиия по мод,е.ти :uia4eiHin перемешюй сос- таи.тяющей уде,тьной себестоимости пропес- са, вход которого соединп с выходом устройства ие)есчета коэф4)ипиентов математической модели, блок сравнения, входы которого соединены с вых(;дами устройства д.тя оп)еделения значения переменной сос- тав.тяющей удельной фактической себестоимости и устройства для определения значения переменной составляюнгей удельной себестоимости, блок памяти, вход которого соединен с выходом блока сравнения, а выход подключен к входу устройства пересчета коэ(})фиииеитов математической модели

137888Г)

78

стаживающие фильтры, выходы которыхта оптимальных значений расходов греюподключены к задатчикам регуляторов дав-щего пара на входе в первый корпус и о

ления греющего пара в первом и соковоголаждающей воды на конденсатор, входы копара в последнем корпусах, отличающаясяторого соединены с выходом устройства

тем, что, с целью снижения энергозатрат на5 Г1ересчета коэффициентов математической

процесс и повыц ения эффективности рабо-модели и с выходом б. юка сравнения, а

ты системы, она дополнительно содержитвыходы соединены с входами сглаживаюишх

множительио-делительное уст)ойство расче-фильтров.