Система регулирования температуры расплава в смесителе Советский патент 1989 года по МПК G05D23/19 

1

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано при наличии значительного запаздывания в контуре регулирования.

Цель изобретения - повышение точ - ности управления при наличии транспортного запаздывания в установившемся режиме с одновременным регулируемым перерегулированием на начальной стадии процесса.

На фиг.1 представлена функциональная схема системы автоматического регулирования температуры расплава

в смесителе; на фиг„2 - принципиальная схема блока управления; на фиг.З- пример переходного процесса в системе регулирования и временная диаграмма напряжений блока управления в процессе регулирования.

Система регулирования содержит двухпозиционные регуляторы 1 и 2 температуры, схему И 3, блок 4 управления, электромагнитные воздухораспределители 5-8 и редуктор 9 давления воздуха, отсечные клапаны 10-12, расположенные соответственно на трубопроводах хладоносителя 13, тепло4 J

4 ОЭ

05

носителя 14 и слива 15, а также датчики температуры расплава 16 и теплоносителя на выходе системы 17. Передача информации от датчика 16 производится через контактные кольца 18. Это используется для управления режимом обогрева смесителя 19, в котором находится продукт 20.

Блок 4 управления в представленном примере реализации содержит промежуточное реле 21 с контактами 22 и 23, реле 24 времени с импульсным контактом 25. Управление работой блока управления производится выходными контактами регуляторов 26-28, причем контакты 27 и 28 включены по схеме И.

В качестве реле 24 времени используется реле в исполнении, обеспечивающем при подаче напряжения на обмотку реле периодическое замыкание и размыкание контакта 25 с возможностью настройки как длительности импульса, так и длительности паузы.

Работа системы автоматического регулирования происходит следующим образом.

Двухпозиционный регулятор 1 имеет один контакт 28, замыкающийся в случае, когда температура теплоносителя на выходе смесителя больше, чем заданное значение t,, , определенное настройкой контакта 28. Двухпозиционный регулятор 2 имеет два выходных контакта - контакт 26 и контакт 27. Контакт 26 замкнут в случае, если температура состава меньше, чем значение , заданное настройкой контакта 26. Контакт 27 замкнут в случае если температура состава

0,01 КС

больше, чем значение t сдд , заданное настройкой контакта 27,

Перед началом работы контакт 26 настраивается на значение температуры, меньшее заданного значения, причем разница между требуемым значением температуры состава и температурой настройки контакта 26 определяется исходя из допустимой величины перерегулирования и точности регулирования расчетным или опытным путем. Контакт 27 настраивается на заданное значение температуры, контакт 28 - на значение температуры, равное, несколько меньшее или несколько большее значения регулируемой температуры. Настройка контакта 28 определяет величину отрицательного (инверсного)

5

0

5

0

5

0

5

0

гистерезиса системы и определяется опытным путем при настройке системы исходя из наилучшего качества процесса.

После загрузки смесителя 19 составом 20 производится включение регуляторов 1 и 2 и блока 4 управления системы регулирования. Поскольку в первоначальный момент значения температур теплоносителя на выходе смесителя и смеси существенно ниже значений, заданных настройкой контактов 26-28, то контакт 26 замкнут, а контакты 27 и 28 разомкнуты. Напряжение U( поступает на обмотку промежуточного реле 21. Замыкается контакт 22 и размыкается контакт 23. Напряжение поступает на обмотку электромагнита 29. Переключается воздухораспределитель 6 и на исполнительный орган - отсечной клапан 11 подается давление сжатого воздуха, обеспечивающее его полное открытие. Одновременно, сразу же с включением блока подается напряжение на электромагнитный воздухораспределитель 8, что приводит к открытию отсечного клапана 12 на трубопроводе 15 слива, Происходит нагрев состава.

При достижении температурой смеси

. мин значения tCM происходит замыкание

контакта 26 и включение промежуточного реле 21. Контакты 22 и 23 переключаются и происходит переключение воздухораспределителей 6 и 7. Воздухораспределитель 6 закрывается, а воздухораспределитель 7 открывается. При этом на отсечной клапан 16 поступает уменьшенное давление благодаря наличию редуктора 9 и клапан 11 несколько закрывается. Расход теплоносителя по трубопроводу 14 уменьшается, уменьшая интенсивность нагрева состава в смесителе. Необходимая величина давления на выходе редуктора 9 определяется расчетным или опытным путем исходя из требований к величине перерегулирования и точности в установившемся режиме.

В случае, если температура настройки контакта 27 незначительно емпературы настройки контакта 28, достижение темпе5

отличается от

.Макс

6ЫХ

MqKc

ратуры tBb(X на выходе устновки происходит раньше достижения температуАЛЯКС

рои состава значения tсм . Происходит замыкание контакта 28, но состояние схемы 3 не меняется, так как

контакт 27 разомкнут. В дальнейшем, после расплава продукта и повышения

макс

его температуры до значения t происходит замыкание контакта 27. При этом напряжение поступает на обмотку реле 24 времени. Начина.ет периодически замыкаться и размыкаться контакт 25 и периодически напряжение

поступает на обмотку электромагнитно- 10 онного регулятора, о го воздухораспределителя 9, что приводит к периодическому открыванию отсечного клапана 10 на линии подачи хладоносителя 13. Температура тепловходу блока управлен которого соединен с электродинамического 5 делителя, подключенн исполнительному устр подачи хладоносителя температуры расплава подключен к входу пе

кия точности управле транспортного запазды вившемся режиме с од

кия точности управления при наличии транспортного запаздывания в устано вившемся режиме с одновременным заносителя (средняя) на входе уставов- 15 даваемым перерегулированием на навходу блока управления, пррвый выход которого соединен с обмоткой первого электродинамического зоздухораспре- делителя, подключенного к первому исполнительному устройству на линии подачи хладоносителя, а также датчик температуры расплава, выход которого подключен к входу первого двухпозицил и ч а ю онного регулятора, о

кия точности управления при наличии транспортного запаздывания в установившемся режиме с одновременным задаваемым перерегулированием на на

Изобретение предназначено для регулирования температуры расплавов различных технологических продуктов в смесителях и ловителях с обогреваемыми рубашками при наличии транспортного запаздывания в контуре управления. Цель изобретения - повышение точности регулирования с одновременным регламентируемым перерегулированием в пусковом режиме инерционных объектов. Система содержит датчики температуры расплава и теплоносителя на выходе установки, подключенные к входам двухпозиционных регуляторов, первые выходы которых подключены по схеме И к первому и второму входам блока управления, передающему управляющие воздействия на исполнительные устройства на линиях подачи хладо- и теплоносителя. Блок управления содержит промежуточное реле и реле времени. При работе системы обеспечивается инверсный гистерезис релейного закона управления системы при включении охлаждения по температуре продукта и при включении нагрева по температуре теплоносителя на выходе установки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

ки уменьшается и начинается охлаждение продукта.

В связи с наличием в системе переходного и транспортного запаздывания

температура продукта продолжает повы- 20 двухпозиционного регулятора, второй

шаться некоторое время, а затем снижается. Одновременно происходит снижение температуры теплоносителя на «выходе установки, причем снижение

происходит быстрее, чем сниже- Происходит размыкание конBWX

ние t,

такта 28, отключение реле 24 времени и5 соответственно, отключение клапана 10 на линии хладоносителя 13. В дальнейшем процесс повторяется и в системе устанавливается устойчивый автоколебательный процесс. Таким образом, работа системы становится эквивалентной системе с инверсным гистерезисом, обеспечивая высокую точность регулирования в установившемся режиме при возможности обеспечения значительного начального перерегулирования. Это позволяет получить лучшее качество регулирования, особенно в условиях реальных промышленных систем при наличии возмущений, поскольку величина времени предварения и, соответственно, гистерезиса не является постоянной, а определяется динамическими характеристиками объекта.

Формула изобретения

чальнои стадии процесса, содержит также датчик температуры теплоносителя на выходе смесителя, выход которого подключен к входу второго

5

0

5

0

5

0

выход первого регулятора подключен к второму входу блока управления, второй выход которого соединен с обмоткой второго электромагнитного воздухораспределителя, подключенного к исполнительному устройству на линии слива, третий и четвертый выходы блока управления соединены с обмотками соответственно третьего и четвертого электромагнитных воздухораспределителей, соединенных с исполнительным устройством на линии подачи теплоносителя, причем первый, второй и третий воздухораспределители подключены к магистрали сжатого воздуха непосредственно, а четвертый - через регулятор давления.

tSm

-rr-r

сжатии i Smdyx

Фиг 7

Зопкнут при

JonKfft/m пои

/ «#зЈ

/Занкнут

„ ff i

Фиг г