Система автоматического регулирования выпарного аппарата Советский патент 1988 года по МПК G05D27/00 

Изобретение относится к системам автоматического регулирования выпарного аппарата, предназначенным для управления процессом концентрирова- ния раствора в выпарном аппарате преимущественно непрерывного действия, и может быть применено в химической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повьшение точности регулирования концентрации.

На чертеже показана структурная схема системы,

Система автоматического регулиро- вания содержит регулятор 1 концентрации, блок 2 сравнения, блок 3 запре та, двухпозиционньй регулятор 4 уровня, датчик 5 концентрации раствора в вьшарном аппарате, регулирующие органы 6 и 7, датчик 8 уровня раствора в вьшарном аппарате, выпарной аппарат 9, задатчик 10 верхнего граничного уровня, задатчик 11 концентраци сливаемого раствора и задатчик 12 уровня слива.

Система работает следующим образом.

Перед началом работы задают значения верхнего граничного уровне L и зоны нечувствительности, величина которой определяет значение нижнего граничного уровня L , а также объем напиваемого за один цикл слабого раствора v, значение которого ос- тается неизменным в течение процесса регулирования. Затем при заданном значении концентрации сливаемого

раствора о и значении концентра , ни

ции наливаемого раствора Q опреде

ляют из условия материального баланса значение начального регулирующего воздействия на выходе регулятора 1, соответствующего значению уровня слива L, из последующего со- отношения

I

НЛ

L O-L Qo T+W«/WH« Q

VHft с

где LO - значение уровня слива| L,L - значения нижнего и верхнего

граничных уровней; Wg - номинальная производительность аппарата по упариваемому растворителю;

WCA ,

WK, - скорости слива и налива при полностью открытых регули рующих органах на линиях

о

40 , .СИ

слива и налива соответственно;

QO - концентрации наливаемого и сливаемого растворов.

В этом случае в конце цикла и при условии, что реальная концентрация наливаемого раствора равна расчетной, в выпарном аппарате имеет место материальный баланс, т.е.

vr.Qr ,

где у усл объемы налива.емого и

сливного растворов соответственно; . „НЛ си QO QO ИХ концентрации.

Пусть в начальньй момент времени концентрация раствора в аппарате равна заданной. При сливе раствора уровень в аппарате быстро уменьшается и становится меньше нижнего граничного значения. Регулятор 4 срабатывает, открывает регулирующий орган 7 и блокирует блок 3. Поэтому регулирующий орган 7 открыт, а регулирующий орган 6 закрыт. Начинается налив, уровень в аппарате 9 быстро повышается, а концентрация падает вследствие разбавления раствора.

Когда уровень раствора достигает значения верхнего граничного уровня, регулятор 4 закрывает регулирующий орган 7 и снимает блокировки с .блока 3, однако регулирующий орган 6 остается закрытым, так как в этом время на выходе блока 2 нулевой сигнал, начинается режим упарки. Уровень медленно падает, а концентрация расгтет.

Когда уровень раствора уменьшается до уровня слива, регулятор 1 через блоки 2 и 3 открьшает регулирующий орган 6. Начинается слив. Уровень быстро падает, а концентрация медленно повышается. При уровне меньше значения нижнего граничного значения срабатывает регулятор 4, закрывает регулирующий орган 6 и открывает регулирующий орган 7. Начинается налив, аналогичный первому циклу.

Если во время работы концентрация наливаемого раствора Q Q , то в конце цикла имеет место материальный баланс V , и, следова- тельно, в конце цикла концентрация сливаемой дозы раствора равна заданной, а по входам Q и Q регулятора 1 рассогласования не возникнет и

регулирующее воздействие остается прежним и пропорциональным L .

Для работы с необходимой точ- ностью нужно, чтобы длительность цикла была достаточно мала, тогда уменьшение концентрации при наливе не вызовет срабатывания регулятора 1, т.е. время цикла должно быть согласовано с постоянной времени цепи формирования сигнала L . Это накладывает ограничение на величину дозы наливаемого

,, нл

раствора V за один цикл или на величину разности L -L .

Таким образом работает система при постоянном значении нагрузки, т.е. .

Если в системе возникают возмуще- ния в результате изменения нагрузки Q , изменения производительности аппарата W/W или по другим причинам, то в конце цикла материальньм баланс нарушает ся и фактическая концентрация не равна заданной. Разность этих концентраций через несколько циклов вызывает изменения выхсЗдного сигнала регулятора 1 и L Lg, а регулирующий орган 6 открывается при другом значении уровня в аппарате, т.е. при другом объеме сливаемого за цикл раствора. При соответствующей величине этого изменения нарушенньк баланс восстанавливается и система вновь

приходит в состояние равновесия, когда концентрация раствора равна заданной.

с

S

0 5 о

5

Формула изобретения

Систем автоматического регулирования вьтарного аппарата, содержащая регулятор концентрации, двухпозици- онный регулятор уровня, блок сравнения, блок запрета, датчик концентрации раствора в выпарном аппарате, соединенный выходом с первым входом регулятора концентрации, подключенного вторым входом к выходу датчика концентрации, первый регулирующий орган, установленньй на линии слива выпарного аппарата и подключенный управЛякнцим входом к выходу блока запрета, информационньй вход которого соединен с выходом блока сравнения, второй регулирующий орган, ус.тановленньй на линии налива выпарного аппарата, и датчик уровня раствора в выпарном аппарате, подключенньш выходом к первым входам блока сравнения и двухпозиционного регулятора уровня, соединенного вторым входом с выходом задатчика верхнего граничного уровня, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности регулирования концентрации, система дополнительно содержит задатчик уровня слива, подключенный выходом к второму входу блока сравнения, подключенного третьим входом к выходу регулятора концентрации, а выход двухпозиционного регулятора уровня соединен с управляющим входом второ.го регулирующего органа и управляющим входом блока запрета.

Изобретение относится к системам автоматического регулирования выпарного аппарата, предназначенным для управления процессом концентрирования раствора в выпарном аппарате, преимущественно непрерывного действия, и может быть применено в химической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение точности регули рования концентрации. Для этого система автоматического регулирования выпарного аппарата содержит регулятор 1 концентрации и двухпозиционньй регулятор 4 уровня, которые совмест-. но с блоком 2 сравнения, блоком 3 запрета, датчиком 5 концентрации, регулирующими органами 6 и 7, датчиком 8 уровня и задатчиками 10 - 12 верхнего граничного уровня, концентрации и уровня сливаемого раствора осуществляют регулирование концентрации раствора в вьтарном аппарате 9 как при постоянной нагрузке выпарного аппарата, так при изменении нагрузки, производительности или по другим причинам. 1 ил. € С/ с Сл: ос о: vj к;