Способ автоматического управления осадительными центрифугами,работающими параллельно Советский патент 1988 года по МПК B04B13/00 

Изобретение относится к области автоматического управления процессами разделения суспензий в осадитедь- ных центрифугах и может быть исполь- sojBaHo в целлюлозно-бумажной промышленности, промьппленности строительных материалов,, металлургической, химической, а также химико-фармацев- тической, микробиологическойS пище- вой и других отраслях промышленности

Цель изобретения - повышение точности регулирования концентраи га фу- гата на общем выходе центрифуг.

На фиг. 1 показана система авто- матического управления осадительными центрифугами для разделения суспензии сточных вод, работающими параллельно; на фиг, 2 - зависимости изменения во времени концентрации фугата на общем выходе центрифуг при щрав- лении по-известному (кривая 1) и . предлагаемому (кривая 2) способам; на фиг. 3 - зависимости изменения концентрации фугата на общем выходе центрифуг от расхода флокулянта на центрифугу (1 -центрифут-а с большим Mexai-шческим износом, 2 - центрифуга после капитального ремонта 3 - центрифуга с небольшим механическим изно сом)f на фиг. 4 зависимость изменения концентрации фугата на общем выходе центрифуг от суммарного расхода флокулянта на центрифуги (1 - при управлении по известному способу, 2 - при управлении по предлагаемому способу) .

На фиг. 3 приняты следующие обозначения: G д5д , - суммарный расход флкулянта при утцзавлеиии по известному способу, равный Сфд,, G срл.г фл.; Gftj,- суммарный расход флокулянта при управлении по предлагаемому способу.

Объект управления - группа из тре 1-3 осадительных шнековых центрифуг с приводами шнеков, работающих параллельно .

Автоматическая система управления

включает комплекты автоматических измерителей 4-9 расхода соответственно суспензии и флокулянта для кажд,ой центрифуги, измерительньш преобразователи 10-12 тока нагрузки приводов шнеков центрифуг соответственно 1,2 и 3 центрифуги 5 датчики 13 и 14 оптические концентрации соответственно суспензии на общем входе и фугата на

- Q

5 0 5 О

д

0

общем выходе, блоки 15-17 определения расхода сухого вещества с суспензией на каждой центрифуге, регуляторы 18-23 соответственно расхода сухого вещества с суспензией и флокулянта на каждой центрифуге, задатчики 24- 29 соответственно заданных значений расхода сухого вещества и флокулянта на каждой центрифуге, задатчик 30 заданного значения концентрации фугата на общем выходе центрифуг, блок 31 вычисления рассогласования между заданным и измеренным значениями концентрации фугата на общем выходе центрифуг, блок 32 вьщеления минимального сз-1гнапа по току из трек сигналов тока нагрузки приводов шнеков центрифуг и сигнализации выделенного канала, блоки 33-35 вычисления скорости изменения концентрации фугата на общем выходе центрифуг относительно изменения расхода флокулякта соответственно на каткдую центрифугу, блок 36 определения знака относительной скорости изменения концентрации фугата,, блок 37 вычисления модуля относительной скорости изменения концентрации фугата S зада1 чик 38 минимальной относительной скорости изменения концентрации фугата, блок 39 вычисления рассогласования между минимальным значением и модулем измеренного значения относительной скорости изменения концентрации фугата, блок 40 определения знака указанного рассогласования, блоки 41 и 42 формирования корректирующих воздействий на изменение заданных значений соответственно расхода флокулянта и расхода, сухого вещества с суспензией на управляемой центрифуге, релейные логические блоки 43-53, логические элементы И 54-59, конечные выключатели. 60-62 серводвигателей 63-65 управления производительностью насосов 66- 68 для подачи раствора флокулянта на центрифуги, комплекты органов 69-71 регулирующих с электрическими испол- н}-2тельными MexaHHBMaNM изменез-шя подачи суспензии на соответствующую центрифугу.

Способ осуществляют следую щим образом.

ia каждой центрифуге функ диан - руют две автоматические системы регу- лироваьшя - сухого вещества -с суспензией и расхода раствора олокулян- та.

Пример осуществления способа на центрифуге 1.

Сигналы с автоматического измерителя 4 и датчика 13 поступают на блок 15, в котором вычисляется расход сухого вещества поступающего с суспензией на центрифугу по нижеследующей формуле:

асЬ G - расход суспензии,

Cj. - концентрация суспензии.

Затем сигнал расхода сухого вещет ства поступает на регулятор 18 расхода сухого вещества, который формирует управляющий сигнал для управления комплектом 69 регулирующего органа, установленного на трубопроводе подачи суспензии. Заданное значение расхода сухого вещества вводится с помощью задатчика 24.

Сигнал с комплекта 5 автоматического измерителя расхода флокулянта поступает на регулятор 19 расхода . . флокулянта, который формирует управляющий сигнал для управления серводвигателем 63 насоса флокулянта, установленного на подаче флокулянта на центрифугу.

Заданное значение расхода флокулянта вводится с помощью задатчика 25. Сигнал с датчика 14 концентрации фугата на общем выходе центрифуг поступает на блок 31 вычисления рассоглсования между заданньм и измеренным значениями концентрации фугата. Заданное значение концентрации фугата вводится задатчиком 30.

i .

Далее сигнал рассогласования поступает на блоки 41 и 42, где формируются корректирующие воздействия на изменение заданных значений расхода флокулянта и расхода с ухого вещества с суспензией, поступающих на центрифугу по следующим выражениям:

К

кфд- лСф 5

;

К , Кд, - коэффициенты пропорциональности, определяемые экспериментально; йСж - сигнал рассогласования между измеренным Cm и заданным С. значения

20

ми концентрации фугата на общем выходе центрифуг, равный С;р-С. Сигналы с измерительных преобразователей 10-12 тока нагрузки приводов шнеков центрифуг поступают на блок 32 селектирования и сигнализации (вьще- ленкя минимального сигнала по току ) .

1Q С помощью этого блока вьщеляется центрифуга, имеющая минимальный ток нагрузки привода шнека, т.е. наименее эффективная по обезвоживанию суспен-. зии (фиг. 4).

15Си гнал с одного из трех выходов

этого блока поступает на один из трех логических элементов И 54 и 55 или 56. На каждый элемент И этой группы поступает также сигнал конечного выгспючателя 60-62 серводвигателя 63- 65 насоса 66-68 флокулянта каждой центриф ти 1-3. Выходной сигнал логического элемента И 54-56 появляется в том случае, если на входе есть сиг25 нал с выхода блока 32 и сигнал конечного выключателя серводвигателя насоса, показывающий возможность изменения производительности насоса флокулянта. Выходной сигнал логического

2Q элемента И этой группы элементов поступает на соответствующий логический элемент И следующей группы элементов, куда поступает также разрешающий сигнал от группы блоков и устройств, оперируюших с относительной скоростью изменения концентрации фугата.

На каждый из блоков 33-35 вычисления относительной скорости изменения ко-нцентрации фугата поступает сигнал

дд концентрации с датчика 14. Сигнал расхода флокулянта на соответствующей центрифуге с комплектов 5, 7 и 9 измерителей расхода поступает чет рез релейные логические блоки 44, 43

g и 53 на блок 33, 34 или 35. Релейный логический блок срабатывает и пропускает сигнал расхода на блок вычисления относительной скорости в том случае, если на него поступает сигнал с блока 32 селектирования, выбравшего соответствующую центрифугу по минимальному току нагрузки привода шнека.

С выхода одного из трех блоков 33-35 сигнал поступает на релейный логический блок 52 и блок 36, определяющий знак относительной скорости изменения концентрации фугата. Реле 52 пропускает сигнал относительной

50

55

скорости изменения концентрации фуга та в случае отрицательного знака на блок 37 определения модуля относительной скорости. С выхода последнего сигнал поступает на блок 39 вычисления рассогласования между заданной

допустимой скоростью Б-гаИ МОДУЛВМ ИЗмеренной велкчннЫ , Заданное значение задается задатчиком 38, Скот рость изменения концентрации фугата относительно изменения расхода флоку- лянта вычисляется по следующей формуле;

где С.

п-1

концентрация фугата и расход флокулянта и момент времени п ;

те же величины, но в момент времени п-1,

С выхода блока 39 сигнал поступает на блок 40 определения знака рассогласования и на релейньш логический элемент 51 9пропускаюп(ий сигнал рас- согласова -1Ия на соответствующей элемент И 57j 58 или 59, если знак рассогласования i положительный или в крайнем случае ч «

При поступлении сигнала на соот- ветствую1ций элемент И группы 57, 58 или 59 он срабатывает и открывает соответствующие релейные логические элементы 45, 46 или 47 для пропуска корректирующего воздействия ДС

рл

с блока 41 на один из трех регуляторов 19 21 или 23 расхода флокулянта.

Таким же образом при наличии рассогласования дСт вводятся последовательно корректирующие воздействия на изменения заданного значения расхода флокулянта на все центрифуги. Если после такого последовательного корректирующего управления остается рассогласование и С, то вводится в действие дополнительное корректирующее воздействие дСд. на изменение заданного значения расхода сухого вещества с суспензией, поступающей на центрифугу.

Релейные логические элементы 48- 50 пропускают сигнал корректирующего воздействия с выхода блока 42 при

0

5

0

5

0

35

0

45

0

55

наличии на входе репейного элемента сигнала о выборе центрифуги по минимальному току нагрузки привода шнека с блока 32.

Корректирующее воздействие G поступает на соответствующий регулятор 18, 20 или 22 сухого вещества с суспензией для коррекции заданного значения расхода сухого вещества.

Таким же образом последовательно с учетом возрастания тока нагрузки привода шнека как и в случае корректирующего воздействия по изменению заданного значения расхода флокулянта вводится корректирующее воздействие по изменению заданного значения расг хода сухого вещества с суспензией на каждую центрифугу.

Данный способ испытан в лабораторных условиях, Для сравнения в тех же условиях при параллельной работе центрифуг испытан известный способ. По результатам экспериментов построены зависимости, приведенные на фиг.2,

Как видно из приведенных графических зависимостей, предлагаемый способ автоматического управления позволяет значительно повысить точность стабилизации концентрации фугата на общем выходе центрифуг. OTKnoHefrae . концентрации фугата от заданной составило в среднем i1,50%. При управлении по известному способу точность стабилизации концентрации фугата на общем выходе центрифуг косвенным путем была значительно ниже. Отклонение концентрации фугата от заданной составило в среднем 15,5%.

При испытаниях бьии проведены измерения расхода флокулянта в течение 20 ч. Сравнительный анализ двух способов управления показал, что снижение расхода флокулянта при управлении по данному способу в среднем 1 57

I ь -/ /о о

Таким образом, способ автоматического управления по сравнению с известным способом позволяет повысить качество управления за счет повьппе- ния точности стабилизации концентра- nj-ш фугата на общем выходе центрифуг, а также снизить общий расход флокулянта,

Формула изобретен и. я

1 о Способ автоматического управления ос;1дительными центрифугами, ра.,142

ботающими параллельно,предусматривающий измерение расходов суспензии и флокулянта, концентрации суспензии, определение расхода сухого вещества с суспензией, регулирование расхода сухого вещества с суспензией путем изменения расхода суспензии и регулирование расхода флокулянта путем изменения его расхода, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повьш1е- ния точности регулирования концентрации фугата на общем выходе центрифуг, измеряют ток нагрузки каждой центрифуги и концентрацию фугата на общем выходе центрифуг, определяют рассогласование между измеренным и заданным ее значениями, корректируют величину заданного значения расхода флокулянта, начиная с той центрифуги, ток нагрузки которой минимальный, определяют величину и знак скорости изменения концентрации фугата относительно изменения расхода флокулянта и сравнивают по модулю с заданным ее

8

значением, и если зта разница будет положительна или равна нулю, или же в случае положительного знака самой скорости, осуществляют корректирование величины заданного значения расхода флокулянта следующей центрифуги с большим током нагрузки по сравнению с предьдущей.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при наличии рас- согласования между измеренным и заданным значениями концентрации фугата на общем выходе центрифуг после коррекции заданных значений расхода флокулянта на центрифугах допол ни- тельно корректируют заданное значени расхода сухого вещества с суспензией начиная с той центрифуги, ток нагрузки которой минимальный, причем при неполной ликвидации указанного рассогласования осуществляют корректирование заданного значения расхода вещества с суспензией следующей центрифуги.

Изобретение может быть использовано в области автоматического управления процессом разделения суспензий в осадительных центрифугах и направлено на повышение точности регулирования концентрации фугата. Способ предусматривает измерение расходов суспензии и флокулянта, концентрации суспензии, определение расхода сухого вещества с суспензией, регулирование расхода сухого веществг с суспензией из менением расхода суспензии, регулирование расхода флокулянта путем из ме- нения расхода флокулянта, измерение тока Haiрузки каждой центрифуги и кон- центрации фугата на общем выходе центрифуг, использование рассогласования между измеренным и заданным значениями концентрации фугата для фор,мирования корректирующего воздействия на увеличение заданного значения расхода флокулянта, начиная с той центрифуги, ток нагрузки которой ni- нимальный, определение величины и знака скорости изменения концентрации фугата относительно изменения расхода флокулянта и сравнение по модулю с заданным ее значением. Причем, если эта разница положительна или равна нулю, или же в случае положительного знака самой скорости осуществляется передача корректирующего воздействия на следующую центрифугу, характеризуемую больщим током нагрузки по сравнению с предьщущей, форьшрование корректирующего воздействия на уменьшение заданного значения расхода сухого вещества с суспензией при наличии рассогласования между измеренным и заданным значениями концентрации фугата на общем выходе центрифуг после коррекции заданных значений расхода .флокулянта, начиная с той центрифуги, ток нагрузки которой минимальный. При неполной ликвидации указанного . рассогласования осуществляется передача корректирующего воздействия на следующую центрифугу, характеризуемую большим током нагрузки по сравнению с предьщущей. 1 з.п.ф-лы, 4 ил. |Г (/)

Pac/nSof) (локу/1ямгг)оCvcnpffyifg

Фи:.1

6

20

г t, ч

f uc.2

i Та,д,/7 /

Составитель Г.Богачева Редактор А.Ворович Техред М.ДидьжКорректор Л.Пилипенко

Заказ 4363/8 .

Тираж 323

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное