Устройство для автоматического регулирования технологического параметра,преимущественно влажности бумажного полотна Советский патент 1988 года по МПК D21F5/00 

(21)4146234/29-12

(22)30.09.86

(46) 15.08.88. Бюл. № 30

(71)Ленинградское научно-производственное объединение Научфанпром

(72)В.В. Вознесенский, В.Н. Романов, В.Н. Леонтьев и В.П. Агапов

(53)676.1(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1139785. кл. D 21 F 5/00, 1985.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПАРАМЕТРА, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ВЛАЖНОСТИ БУМАЖНОГО ПОЛОТНА

(57)Изобретение относится к устройствам, осуществляющим автоматическое регулирование различных технологических процессов, и может найти применение в целлюлозно-бумажной промьщшен- ности при регулировании влажности

,бумажного полотна, вырабатьшаемого на бумагоделательной мащине, при регулировании температуры и давления теплоносителя в энергетических установках. Цель изобретения - повьшзение производительности бумагоделательной машины. Эта цель достигается за счет того, что устройство снабжено блоком изменения порогового коэффициента настройки, который обеспечивает оптимальные параметры настроек регулятора в условиях отсутствия значительных скоростей и амплитуд отклонений регулируемого параметра от заданного значения, а в условиях присутствия этих скоростей и амплитуд отклонений воздействует на подавление этих отклонений, нелинейно изменяет коэффициенты настройки в зависимости от амплитуды сигнала отклонения, поступающего с сумматора. з.п. ф-лы, 1 ил.

I

W

Изобретение относится к устройствам, осуществляющим автоматическое регулирование различных технологических процессов, и может найти применение в целлюлозно-бумажной промышленности при регулировании влажности бумажного полотна, вырабатьшаемого на бумагоделательной машине, при регулировании температуры и давления теплоносителя в энергетических установках.

Цель изобретения - повышение производительности бумагоделательной машины.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства для автоматического регулирования влажности бумажного полотна (технологического параметра).

Устройство автоматического регулирования содержит датчик 1 влажности полотна 2, которое, проходя через сушильные цилиндры 3 сушильной час- ти 4 бумагоделательной машины, поступает на накат 5. Датчик 1 соединен с одним из входов блока 6 сравнения и через блок 7 дифференцирования - с входом блока 8 выделения модуля и с входом логического блока 9. Выход блока 8 подключен через пороговый элемент 10 к блоку 11 переключения настроек. Второй вход сумматора 6 связан с задатчиком 12, а выход блока 6 сравнения соединен как с блоком 13 изменения порогового коэффициента настройки, так и с входом регулятора 14, снабженным усилительно-преобразовательным блоком 15 и блоком 16 настроек, вь1ход которого связан с исполнительным механизмом I7. Кроме того, выход сумматора подключен чере оптимизатор 1В зоны чувствительности с входом порогового элемента 10.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал оС, текущего значения величины влажности бумажного полотна 2 измеренный датчиком 1, поступает на . блок 6 сравнения, где сравнивается с сигналом задатчика 12. Разностный сигнал-величины А отклонения регулируемого параметра с сумматора 6 поступает на вход пи-регулятора 14. В регуляторе входной сигнал Л блоком 15 усиливается и преобразуется в сигнал

&dt,

где Z - выходной сигнал блока 15 регулятора 14;

Д - сигнал разности между величи- ной сигнала от задатчика 12

. и датчика 1; t - время, с.

На блоке 16 настроек устанавливается величина коэффициента К, перед пропорциональной составляющей и

величина коэффициента К перед интегральной составляющей сигнала, формируя на выходе регулятора 14 управляющий сигнал (при отсутствии сигнала с блока 11 переключения, т.е.о, 0).

|U , I Л dt+C,

о где ш - сигнал выхода регулятора 14;

K,Kj, - коэффициенты усиления, уста- навливаемые на блоке 16, выбираемые, например, исходя из квадратичной интегральной оценки качества переходного процес,са; С - постоянная интегрирования,

Выход сигнал lU регулятора 14 с помощью исполнительного механизма 17 изменяет расход пара, поступающего в сушильные цилиндры 3. I

Одновременно сигнал ьб, с датчика 1 поступает на вход блока 7 дифферен цирования, вырабатывающего сигнал eij , значение которого описано зависи-. мостью

т; , dt

где оС, - сигнал текущего значения регулируемого параметра; Т, - постоянная времени дифферен цирования блока 7, с К| - коэффициент усиления блока 7.

Далее, сигнал с блока дифференциро- вания поступает как на вход блока 8 выделения модуля, выходной сигнал которого Ыз /uiz/ так и на вход логического блока 9.

Поступая на пороговый элемент 10, сигнал oij сравнивается с опорным сигналом g от задатчика, который определяет зону нечувствительности элемента 10 и выбирается исходя из конкретных для данного технологического парамет- ра величин частот и амплитуд, присут- ствуюпшх в сигнале &., . В результате сравнения на выходе порогового элемента вырабатьшается релейный сигнал

.

1 npHoJ.,g

ot.

о npHotj g, который является управляющим для блока 1 1 .

Одновременно разностный сигнал с сумматора 6 поступает на блок 13, вы- рабатьшающий сигнал

,

где Kj. коэффицие.нт настройки блока 13.

Логический блок 9, получая сигнал oi и 065, вырабатьшает управляющее воздействие oig в соответствии со следующей зависимостью

ftisnpHcxLs O ио(. oi5npHois 0 Hoij.0 О при oij5 о О при oi-s О . Этим обеспечивается на выходе логического блока сигнал «Ig К2 л только в моменты времени, когда величина Л отклонения регулируемого параметра увеличивается по абсолютной величине относительно заданного датчиком 12 задания. В остальных случаях сигнал с блока 9 равен нулю.

Сигналы oL и otg поступают на входы блока переключения .настроек, который вырабатьшает сигнал

oijnpHoi l HOigi O

О прио 1 О при t) , тем самым обеспечивая на выходе вели-чину сигнала oi-, od, когда л превьша- ет опорный сигнал g, устанавливаемый на пороговом элементе 10.

Сигнал с блока 1 1 поступает на блок 16 настроек регулятора 14, который в случае oi об g устанавливает одни параметры настройки регулятора, а при о1,0 изменяет их.

При этом управляющий сигнал с регулятора 14 на исполнительный механизм 17 равен

Г()Д+К,|лай+С при eL

0

Ч

К„й +Kj, Udt+C при ot 0.

Таким образом, исполнительный ме- ханизм 17 находится под интенсивнЕлм воздействием регулятора 14 в моменты времени, когда регулируемый параметр имеет направление отклонения от заданного значения в сторону увеличения этого отклонения и когда интенсивность отклонения превышает устанавливаемый на элементе ГО опорньй сигнал.

,

6582

При отсутствии этих ограничивающих условий на регуляторе устанавливаются настройки, не обеспечивающие форсированное воздействие на механизм 17.

Учитьшая, что параметры объекта регулирования, в частности условия удаления конденсата из сушильных цилиндров 3 бумагоделательной машины,

10 со временем могут изменятся для обеспечения изменяемого в этих условиях оптимального значения опорного сигнала g элемента 10, появляется необходимость в корректировке этого опор15 нрго сигнала. Медленное изменение во времени свойств объекта регулирования вызывает и аналогичное изменение оптимального значения величины g. В условиях, когда есть техническая

20 возможность реализации контура корректировки величины g, целесообразно устройство регулирования дополнить оптимизатором 18, который в зависимости от текущей величины откло25 нения д регулируемого параметра из- меняет значение опорного сигнала g до тех пор, пока отклонение и не примет минимального значения.

В качестве оптимизатора 18 целе30 сообразно использовать оптимизатор шагового (импульсного) типа, принцип работы которого состоит, в следующем: оптимизатор в дискретные моменты времени , где ,2,3, .. . u t 2g дискретность опроса,осуществляет измерение приращения величины Si лСп . В оптимизаторе хранится информация о значении на предыдущем шаге, т.е. значение г п-П . С

40 этим значением сравнивается значе- ние i , полученное на последующем шаге (значение U п) . Если же в последующем шаге значение & становится меньше предыдущего, то оптимизатор

4g 18 изменяет выходной сигнал (приращение Уй ) в том же направлении, что и на предьщущем. При достижении минимального значения Л запоминается. После этого оптимизатор начинает оценивать приращение 5й Д макс . Как только выполняется условие (где - зона чув- стБител ности), оптимизатор вновь начинает осуществлять приращение величины 6д до момента установки нового

55

оптимального д.

Таким образом, экстремальный регулятор вне зависимости от возмущений.

5 4165826

действующих на бумагоделительную ма-оптимизатор 18 -на шаговом электрон- шину все в.ремя ведет поиск оптималь-ном регуляторе РО 101 В. В качестве кого значения опорного сигнала перо- :исполнительного механизма использу- говому элементу 10, добиваясь мини-ется электрический механизм типа МЭО, мального значения отклонения величи-в качестве датчика 1 -влагомер Роны д.са-3.

Предлагаемое устройство модели-Таким образом, использование предровалось на аналоговой вычислитель-. лагаемого устройства позволяет сокраной машине типа МН-7М. В качествеIQ тить длительность переходного процесЬбъекта регулирования бьша рассмотре-са и уменьшить величину динамическона сушильная часть бумагоделательнойго отклонения регулируемого параметмашины. Устройство и объект регули-ра, что позволяет повысить техникорования описывались следующими зави-экономические показатели вырабатьтаесимостями: . ео °15 мой продукции, а именно снизить неодно, ч -0,05е и i )- ,родность бумажного полотна, вырабаты 2.30р+ 2. , ваемого бумагоделательной машиной.

rO,175u4.0,05Udt+C прис,0Экономический эффект от использования

.,/. J предлагаемого устройства на бумаго-.

1(0,175+0,07A),05fudt C прис., 020 Делательной машине обеспечивается

L J . за счет того, что оно позволяет под: . .держивать постоянную влажность выра; W (р) у .,батьгоаемого полотна.

где W,(p) передаточная функция суль.. . .. 11 2Ь i о

. Устройство для автоматического

„ . 1, 2й Форму л а изобретения НОИ части по каналу Степень открытия механизма 17. - влажность полот..„ регулирования технологического пара- на 2 перед накатом 5 ,

, -метра, преимущественно влажности бу/о / M/i

, .. эд мажного полотна, содержащее задатчик

W (р) - передаточная функция дат- 2 , . о,и датчик регулируемого текнолргичесчика 1, мА, %;

. , , кого параметра, подключенные к блоку

VJ,(75) - передаточная функция бло- . / ,сравнения, выход которого соединен

ка 7, мА/мА;;,

„с усилительно-преобразовательным блор - опеоатор Лапласа. ,,

- „.- ком, блок дифференцирования, вход Устройство может быть реализовано оЬ . ,

которого подключен к датчику регули- как на функциональных блоках управляю руемого параметра, а выход че рез nor . щей вычислительной техники, например .

., ,,„ . „ , г,„, следовательно соединенные блок выде- на блоках микро-ЭВМ Ремиконт Р-100 ,

лениямодуля, пороговый элемент и. так и на локальных средствах электро лп первый вход блока переключения наг

автоматики.чи

строек подключен к первому входу бло- Так, реализация предлагаемого уст - IV м у настроек, второй, вход которого - ройства может быть осуществлена на

. .соединен с выходом усилительно-преЬазе приборов управления системы ,,

.. ., ,. „„образовательного блока, а выход - с

Контур-2 и АКЭСОР. В качестве -

, .,,sr исполнительным механизмом, причем

регулятора 4 может быть использован о „

- второй вход блока переключения наэлектронный пи-регулятор РП-4, в ка- соединен с выходом логическо- честве блока 6 сравнения- прибор А04, р подключен- выполпяшщий функцию суммирования стан- дифДеренцирова- дартных (0-5 1.) входных сигналов, отличающееся тем, в качестве задатчика. 12, - задающий 50 повышения производитель- блок ВР-2,, а в качестве блока 13 - . изменения функциональный прибор К16Л,2. Блок

, . порогового коэффициента настройки,

7 дифференцирования вьшолняется на . f 9

,. п вход которого подключен к выходу блоприборе Д02, а логический блок 9, м ь мMJ, .„ 1А 1-1- ка сравнения, а выход - к второму

блок 11 и пороговый элемент 10 - на 55

г- тгог. 1 г -л и входу логического блока, электронных приборах K/o.i. Ьлок о , - .. ,

выполнения модуля выполняется на , 2. Устройство по п. 1, о т л и - двухпериодном выпрямителе КЦ 402А, чающееся тем, что оно-допол7 1416582.8

нительно содержит оптимизатор зоны ключей к выходу сумматора, а выход - чувствительности, вход которого под- к второму входу порогового элемента.

V