Способ автоматического управления процессом ферментации табака в поточных линиях Советский патент 1990 года по МПК A24B3/12 

Изобретение относится к табачной промышленности, а именно к табачно-фермен- тационному производству.

Цель изобретения - повышение производительности и уменьшение энергетических затрат.

Сущность изобретения заключается в том, что согласно способу автоматического управления процессом ферментации табака в поточных линиях, предусматривающему осуществление программного регулирования температуры по экспоненциальному закону и влажности воздуха, измерение температуры воздуха по сухому и мокрому термометру, дополнительно измеряют разность между температурой в слое воздуха, непосредственно прилагающем к поверхности табачной кипы, и температурой мокрого термометра

на внешней границе пограничного слоя и по ней корректируют задаваемый темп нагрева, а при охлаждении дополнительно измеряют температуру в слое воздуха, непосредственно прилегающем к поверхности табачной кипы, по ней вычисляют значение- температуры мокрого термометра в том же слое при равновесной влажности, соответствующей заданной влажности табака, измеряют температуру мокрого термометра на внешней границе пограничного слоя, определяют разность значений измеренной и вычисленной температур мокрого термометра и по ней корректируют задаваемый темп охлаждения, причем темп нагрева и охлаждения корректируют путем изменения показателя экспоненты.

На фиг. 1 приведена схема устройства для реализации предлагаемого способа автоСД СЛ

о

2

магического управления процессом ферментации табака в поточных линиях; на фиг. 2 - зависимость разности температур между температурой мокрого термометра и температурой точки росы на внешней границе пограничного слоя в рабочем диапазоне температур и относительной влажности 60%; на фиг. 3 - задаваемые и реальные программы изменения температуры воздуха при нагреве; на фиг. 4 - то же, при охлаждении; на фиг. 5 - /-d диаграмма для пояснения реализации способа при нагреве; на фиг. 6 - то же, при охлаждении.

Устройство состоит из четырех одинаковых схем и содержит программный задат- чик 1, подключенный к сумматору 2 регулятора температуры, выход которого подключен к исполнительному механизму 3 (соединенному с клапаном на трубопроводе подачи пара в зонах поточной линии и с заслонками подачи наружного и рециркуляционного воздуха в зоне охлаждения 4); датчик 4 температуры воздуха tb, установленный в зоне 5 (с установленными на ней вагонетками, нагруженными табачными кипами), подключенный к входу сумматора 2 регулятора температуры и контуру 6 регулирования температуры мокрого термометра по заданной программе относительной влажности; первый блок 7 сравнения температур в пограничном слое воздуха, подключенный к датчику 8 температуры воздуха в слое, непосредственно прилегающем к поверхности табачной кипы (tnott) и к датчику 9 температуры мокрого термометра на внешней границе пограничного слоя (if,); второй блок 10 сравнения, к входам которого подключен датчик 9 температуры мокрого термометра |7М) и выход блока 11 вычисления температуры мокрого термометра в слое воздуха, непосредственно прилегающем к поверхности табачной кипы при заданной равновесной влажности (tM р ), вход блока 11 подключен к датчику 8 температуры (/); выходы блоков 7 и 10 сравнения подключены к двум контактам первой группы переключателя 12 режимов, а общий контакт этой группы подключен к входу коррекции темпа программного задатчика 1, а также к входам пороговых элементов 13 и 14. Выход порогового элемента 13 подключен к входу остановки программного задатчика 1 и общему контакту второй группы переключателя 12 режимов, второй контакт которой подключен через элек- тропневмообразователь к исполнительному механизму 3. Выход порогового элемента 14, срабатывающего при положительной разнице сравниваемых температур (результата на выходе подключенных блоков 7 или 10 сравнения), подключен к входу регулятора через разрешающий контакт блока 15 контроля заданной конечной температуры. Устройство реализовано на микропроцессорном регулирующем контроллере Ремиконт Р-100.

Способ осуществляется следующим образом.

Переключатель 12 режимов устанавливается в первом положении («Нагрев). На программном задатчике задается экспоненциальный закон нагрева воздуха:t.

Јвнзад вннач-|- (/внкон-/вннач) (1-/ Д /

где /вюад - задаваемая температура воздушной среды при нагреве, °С; 0 fвннач - начальное значение температуры

воздуха при нагреве, °С; Р - показатель экспоненты при нагреве, 1/ч;

т - текущее время, ч.

Задаваемая программа приведена на фиг. 3, линия 1. При рассогласовании между /пов и in, измеряемых датчиками 8 и 9 температуры соответственно, на выходе блока 7 сравнения появляется сигнал Д/„ teo -in, который подается на корректирую- 0 щий вход программного задатчика 1 и входы пороговых элементов 13 и 14. В случае происходит корректировка (увеличение) показателя р (уменьшение времени), темп нагрева возрастает, соответственно 5 сокращается ТР, при этом ТР становится меньше ТР.а , где Тр.3 - первоначально заданное время нагрева для программированного режима; ТР - реальное время нагрева (линия 1 на фиг. 3).

0 Увеличение темпа нагрева приводит к увеличению сигнала на входе сумматора 2 регулятора температуры, это ведет к росту температуры воздуха /вн, измеряемой датчиком 4-температуры, что, в свою очередь, увеличивает сигнал на входе контура 6 влаж5 ности и увеличивает температуру мокрого термометра для поддерживания заданной относительной влажности. Температура tM мокрого термометра датчика 9 растет быстрее (froo) температуры датчика 8, т. к. инер0 ционность и запаздывание канала регулирования влажности значительно ниже (примерно в 3 раза), чем инерционность канала регулирования /пав. Таким образом обеспечивается минимальное положительное рассогласование между /нов и /м, что обеспечивает

5 увеличение темпа нагрева, исключая пере увлажнение табака. В случае рассогласования At tnoe. - т.и.2°Сf вызванного, на- приме р, нестабильностью давления пара, срабатывает пороговый элемент 14 и с его выхода подается форсирующий сигнал на сумма0 тор 2 регулятора температуры. В случае, когда Д/ Јоов-/„ 0, срабатывает пороговый элемент 13 и с его выхода поступает сигнал на остановку программного задатчика 1. При этом рост температуры 1ы и, соответственно, tM останавливается, а /™в увеличивается, т. к. ее значение из-за инерционности и запаздывания было меньше /вн. При восстановлении условия /пов пороговый элемент 13 возвращается в исходное состояние; программный задатчик 1 продолжает программу (кривая 3 на фиг. 3).

При охлаждении способ осуществляется следующим образом.

Переключатель 12 режимов устанавливается во второе положение («Охлаждение). На программном задатчике 1 задается экспоненциальный закон охлаждения воздуха

ВОзад ВОнач-(- (/ВОкон ВОнач) (1/ Т) , (2)

где возад - задаваемая температура воздушной среды при охлаждении, °С;

вонач - начальное значение температуры воздуха при охлаждении, °С; Ро - показатель экспоненты при охлаждении, 1/ч.

регулятора температуры. В случае (например, точка В на /-d диаграмме, фиг. 5) срабатывает пороговый элемент 13 и с его выхода поступает сигнал на остановку программного задатчика 1а через замкнутую группу контактов переключателя 12 режимов на исполнительный механизм 3, что приводит к закрытию клапана подачи наружного воздуха и открытию связанного с ним в противофазе клапана рециркуляционного воздуха. В результате быстрее повышается влажность в зоне, а следовательно, и в слое, непосредственно прилегающем к поверхности табачной кипы. При выполнении условия Afo ki-Np 0 (на вели- 15 чину зоны возврата) пороговый элемент 13 возвращается в исходное состояние, программный задатчик 1 продолжает программу (фиг. 4, линия 3). При достижении заданной конечной температуры охлаждаемого воздуха срабатывает блок 15 контроля заданЗадаваемая программа приведена на фиг. 4, линия 1. При значении температуры 1«ов датчика 8 температуры на выходе

блока 11 вычисления температуры мокрого 20 ной температуры, прерывая цепь подачи фор- термометра появляется сигнал, соответствую- мирующего сигнала на сумматор 2 регулятора температуры с выхода порогового элемента 14.

Применение изобретения позволяет сощий температуре мокрого термометра в слое воздуха, непосредственно прилегающем к поверхности табачной кипы ЬР. Вычисление

bv показано на /-d диаграмме (фиг. 5). 25 кратить время ферментации на 10-12 ч, При пов пов1 в соответствии с /-d диаграммой при равновесной влажности, равной 65%, Если в этот же момент времени измеренное значение , на выходе блока 10 сравнения появляется сигнал , который подается на корректирующий вход программного задатчика 1 и входы пороговых элементов 13 и 14. В случае (например, при параметрах воздушной среды на внешней границе пограничного слоя, соответствующих точке А1

на I-d диаграмме, при которых N«.) 35 сухому и мокрому термометрам, отличаю- происходит корректировка (увеличение) показателя ро (уменьшение постоянной времени) программного задатчика 1, темп охлаждения возрастает. В результате сокращается реальное время охлаждения Т меньше заданного времени. Сказанное справедливо для всех точек А, /Ь, .... А для которых . Так как перепад относительной влажности воздуха внутри пограничного слоя (между внешней его границей

уменьшая при этом теплоэнергетические затраты и потери сухих веществ.

Формула изобретения

30 Способ автоматического управления процессом ферментации табака в поточных линиях, предусматривающий осуществление программного регулирования температуры по экспоненциальному закону и влажности воздуха, измерение температуры воздуха по

щиися тем, что, с целью повышения производительности и уменьшения энергетических затрат, измеряют разность между температурой в слое воздуха, непосредственно при- 40 летающем к поверхности табачной кипы, и температурой мокрого термометра на внешней границе пограничного слоя и по ней корректируют задаваемый темп нагрева, а при охлаждении дополнительно измеряют температуру в слое воздуха, непосредственно прии поверхностью материала) можно рассмат- 45 летающем к поверхности табачной кипы, по

регулятора температуры. В случае (например, точка В на /-d диаграмме, фиг. 5) срабатывает пороговый элемент 13 и с его выхода поступает сигнал на остановку программного задатчика 1а через замкнутую группу контактов переключателя 12 режимов на исполнительный механизм 3, что приводит к закрытию клапана подачи наружного воздуха и открытию связанного с ним в противофазе клапана рециркуляционного воздуха. В результате быстрее повышается влажность в зоне, а следовательно, и в слое, непосредственно прилегающем к поверхности табачной кипы. При выполнении условия Afo ki-Np 0 (на вели- 5 чину зоны возврата) пороговый элемент 13 возвращается в исходное состояние, программный задатчик 1 продолжает программу (фиг. 4, линия 3). При достижении заданной конечной температуры охлаждаемого воздуха срабатывает блок 15 контроля задан0

0 ной температуры, прерывая цепь подачи фор- мирующего сигнала на сумматор 2 регулятора температуры с выхода порогового элемента 14.

кратить время ферментации на 10-12 ч,

сухому и мокрому термометрам, отличаю-

уменьшая при этом теплоэнергетические затраты и потери сухих веществ.

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом ферментации табака в поточных линиях, предусматривающий осуществление программного регулирования температуры по экспоненциальному закону и влажности воздуха, измерение температуры воздуха по

сухому и мокрому термометрам, отличаю-

щиися тем, что, с целью повышения производительности и уменьшения энергетических затрат, измеряют разность между температурой в слое воздуха, непосредственно при- летающем к поверхности табачной кипы, и температурой мокрого термометра на внешней границе пограничного слоя и по ней корректируют задаваемый темп нагрева, а при охлаждении дополнительно измеряют температуру в слое воздуха, непосредственно приетающем к поверхности табачной кипы, по

Изобретение относится к табачной промышленности, а именно к табачно-ферментационному производству. Цель изобретения - повышение производительности и уменьшение энергетических затрат. Дополнительно измеряют разность между температурой в слое воздуха, непосредственно прилегающем к поверхности табачной кипы, и температурой мокрого термометра на внешней границе пограничного слоя и по ней корректируют задаваемый темп нагрева, а при охлаждении дополнительно измеряют температуру в слое воздуха, непосредственно прилегающем к поверхности табачной кипы, по ней вычисляют значение температуры мокрого термометра в том же слое при равновесной влажности, соответствующей заданной влажности табака, измеряют температуру мокрого термометра на внешней границе пограничного слоя и определяют разность значений измеренной и вычисленной температур мокрого термометра и по ней корректируют задаваемый темп охлаждения, причем темп нагрева и охлаждения корректируют путем изменения показателя экспоненты. 6 ил.

ривать как следствие его нагрева при измененном влагосодержании до.температуры воздуха в слое, непосредственно прилегающем к поверхности табачной кипы, то для указанных точе-к относительная влажность

ней вычисляют значение температуры мокрого термометра в том же слое при ра-вно- весной влажности, соответствующей заданной влажности табака, измеряют температуру мокрого термометра на внешней границе

в слое, непосредственно прилегающем к по- 50 пограничного слоя и определяют разность верхности табачной кипы, при.его температуре Люв Люв1 всегда больше заданной равновесной влажности (фиг. 6). В случае рассогласования срабатывает пороговый элемент 14 и с его выхода по- „ руют путем изменения показателя экспо- дается форсирующий сигнал на сумматор 2 ненты.

значении измеренной и вычисленной температур мокрого термометра и по ней корректируют задаваемый темп охлаждения, причем темп нагрева и охлаждения корректиней вычисляют значение температуры мокрого термометра в том же слое при ра-вно- весной влажности, соответствующей заданной влажности табака, измеряют температуру мокрого термометра на внешней границе

пограничного слоя и определяют разность руют путем изменения показателя экспо- ненты.

пограничного слоя и определяют разность руют путем изменения показателя экспо- ненты.

значении измеренной и вычисленной температур мокрого термометра и по ней корректируют задаваемый темп охлаждения, причем темп нагрева и охлаждения корректи t(.0c ;4 -6ff0/o

фиг.1

50 fc,

т

о

Фиг. 2

г

j 2 3 Ь 5 p 7 8 9 ff /acbi

тI TP Тн.з.

texn. нач

60

50 40

fffJf/7./fff#.

30

20 10

Iu

12345678

To

фиг.З

9 W11

12 T,

Тахл. 3ff$- фигЛ

tf C

и

20

304050

риг.5

20

3040

Фиг. 5

60

10

65%

50

50 а г/к г