Устройство для автоматического управления процессом термообработки материала Советский патент 1990 года по МПК F26B25/22 

воздул Топливо

Изобретение относится к области автоматизации процессов термообработки материалов, касается устройства автоматического управления процессом термообработки материала и может найти применение в химической, пищевой и строительной отраслях промышленности при автоматизации процессов сушки и диспергирования материала в газоструйных установках.

Целью изобретения является повышение точности управления

На чертеже приведена блок-схема устройства для автоматического управления процессом термообработки материала.

Блок-схема включает объект управления - газоструйную сушильную установку, включающую топку 1 и собственно сушиль- HVIO камеру 2, а также устройство для управления процессом термообработки материала Последнее содержит регулятор 3 темпера iуры входящего теплоносителя, сос- ГОРГ;ИЙ чз датчика 4 температуры входя- щего гетоносителя, блока 5 регулирования его температуры, исполнительного механизма 6 на линии подачи топлива и исполнительного механизма 7 на линии подачи soi.iyxa в ггпку 1, регулятор 8 расхода материала, состоящий из блока 9 регулирования расхода, позиционера 10, исполнительного механизма 11 на линии подачи материала в сушильную камеру 2. датчик 12 температурь; Отработавшего теплоносителя, корректирующий регулятор 13 превышения температуры последнего, динамический блок 14, диодный блок 15, при этом датчик 4 температуры вводящего теплоносителя подключен к первому входу блока 5 регулирования его температуры, выход которого соединен с исполнительным меха- низмом 6 на линии подачи топлива в топку 1, датчик 12 температуры отработавшего теплоносителя подключен к входу корректирующего регулятора 13 превышения температуры отработавшего теплоносителя, своим выходом соединенного с вторым входом блока 5 регулирования температуры входящего теплоносителя, а через динамический блок 14 и диодный блок 15 корректирующий регулятор 13 связан с первым входом блока 9 регулирования расхода мзтерчача, к второму входу которого под- ключе i позиционер 10, регистрирующий сте- пе:г открытия исполнительного механизма 11 на линии подачи материала в сушиль- камеру 2, причем сам исполнительный механизм 11 подключен к выходу блока 9 регулирования расхода материала

Устройство для автоматического управления процессом термообработки материала работает следующим образом

С помощью датчика 4, блока 5 и механизма 6 осуществляют стабилизацию темпе- ратуры входящего теплоносителя Так, например, при увеличении (уменьшении) температуры входящего теплоносителя выше

5

0

с 0 5 0

0

0

5

(ниже) заданного блоку 5 значения 1г,ад , например в результате увеличения (уменьшения) теплотворной способности поступающего топлива, датчик 4 передает соответствующий сигнал tr, , поступающий на вход блока 5. Блок 5, реализующий пропорционально интегральный. (ПИ) закон ления, воздействует на исполнителькь и механизм б для уменьшения (увеличения) расхода топлива до тех пор, пока температура рабочего агента не достигнет згззн- ного блоку 5 значения. При этом блек 5 вырабатывает сигнал

(tr -triww )+K2J)tri -u,;dt,

где Ki - коэффициент настройки пропорциональной составляющей блоха 5, К.2 - коэффициент настройки интегральной составляющей блока 5;

in - сигнал, поступающий с датчика 4,

tr,Mfc-сигнал заданного блоку 5 значения (устанавливается на задатчике блока 5);

t - время.

С помощью регулятора 8 стабилизируют величину расхода материала, подаваемого в сушильную камеру 2, на задач- ном «регулятору значении. Измерение величины расхода материала осуществляется с помощью позиционера Ю, оценивающего степень открытия механизма И так, увеличению (уменьшению) степени открытия механизма 11 соответствует увеличение (уменьшение) расхода материала, при этом увеличивается (уменьшается) величина сигнала с позиционера 10. На блоке 9 регулятора 8, реализующего ПИ-закон управления, сравнивается сигнал от позиционера с заданным регулятору 8 значением н при личении (уменьшении) расхода материала Б камеру 2 блок 9 уменьшает (увеличивает) расход материала через механизм 11 до тех пор, пока не восстановится заданная степень открытия механизма 11.

Величина задания блоку 5 регулятора 3 меняется с помощью корректирующего регулятора 13. Причем регулятор 13 пропускает на выход только сигнал, соответствующий превышению температуры отработанного теплоносителя, измеряемой датчиком 12, над заданным максимальным значением, которое устанавливается на регуляторе 13. Например, величина сигнала, поступающего с датчика 12 и соответствующая температуре отработанного теплоносителя, превышает (не превышает) заданную величину, установленную на регуляторе 13, при этом регулятор 13 вырабатывает сигнал

ftr,, Ч0

при tfz .a;

0, при tr, а,

где tri - сигнал, поступающий с датчика 12 температуры отработанного теплоносителя;

а - сигнал заданного максимального значения температуры отработанного теплоносителя, устанавливаемого на регуляторе 13

Благодаря формированию нелинейного сигнала р регулятор 13 уменьшает (не изменяет) заданное блоку 5 значение. При этом блок 5 снижает (не изменяет) величину температуры входящего теплоносителя, что вызывает снижение температуры отработавшего теплоносителя Таким образом, при повышении температуры отработавшего агента, измеренной датчиком 12, относительно заданного значения максимальной температуры отработавшего теплоносителя регулятор 13 изменяет задание блоку 5 до тех пор, пока температура отработавшего теплоносителя не снизится до заданного максимального допустимого значения

Для предотвращения значительного повышения температуры отработавшего сушильного агента выше максимально заданной температуры в период переходных процессов, вызванных, например, уменьшением влажности материала, подаваемого в сушильную камеру, используется контур автоматической коррекции, в котором сигнал с выхода регулятора 13 дополнительно поступает последовательно на бтоки 14 и 15 и изменяет величину заданного значения регулятору 8 расхода материала

Динамический блок 14 отрабатывает функциональную зависимость

W

1 (1+р)

гдеШд(Р) -передаточная функция блока, К - коэффициент силенчя блока 14,

Т-постоянная времени блока 14, Р - оператор Лапласа Диодный блок 15 вырабатывает сигнал Dg, изменяющий величину заданного значения регулятору 8 по следующей зависимости

, при ,

Di, при , где DI - сигнал, поступающий с блока 14 Так, например, пои изменении влажности поступающего материала на выходе регулятора 3 появляется сигнал, соответствующий превышению температуры отра

5

0

5

0

5

0

5

ботавшего теплоносителя, который поступает как на регулятор 3, вызывая уменьшение температуры рабочего агента, так и на блок 14, который вырабатывает исчезающий во времени разнополярный сигнал DI, величина ч направление изменения которого зависят от скорости и направления изменения сигнала от регулятора 13 Далее этот разнополярный сигнал поступает на вход диодного блока, который пропускает на свой выход только положительный исчезающий во времени сигнал D, изменяющий (увеличивающий) величину заданного значения регулятору 8, направленную на увеличение расхода материала Благодаря наличию сигнала Оеосуществляет- сч упреждающее воздействие на уменьшение темпегят ры trt отработавшего теплоноси тетя еще до того момента, пока не начнет т з меняться эта температура от воздействия, направленного на уменьшение температуры входящего теплоносителя Причем в момент, когда температура отработавшего теплоно- ситетя снизится под воздействием измене ния температуры входящего теплоносителя восстановится (увеличится) величина расхода материала, так как сигнал DJ станет раье i ЧУЛЮ Таким образом, наличие од- v ь ;1,очого CHI J la DS по вотяет мень i ть ди гамическою выброс.- пре- BLhj .. -и Р те viпер туры от работ В иего теп.го Koci ieтч чад заданным значением и повы счть теч самым точность л правления В с- пчсР о ГС ТСТЕИС :чгна а с рег чятора 13 ве- лич н,. заданного значения последнем не ичь ончс гея

Форму ia изобретении

J дли автоматического г

, Tt тби с /зг м с , 0 л чик r(Mie.t ui ipaCu ною тетоносителя, соединенный с корректирующие оегулятооом превышения гом ПРОЗ т рьт отработанного теплоносителя Btr ход которого подчтючен к гсп тора тетера р. ры входящего теп юко ,, теля тятор материа та и ныч 5т ,i г .tb,ei. ъ тем чт ц( ISK. псьо и енпя точное)и управления оно ю по (чительно содержит динамическим блок, подктю онный к выхоху корректчрхюще о регуиг ра и к зх. ду диодного б юча выхот. iTopo o с pei гяторо- ча ерчала

Изобретение относится к автоматизации процессов термообработки материалов и позволяет повысить точность управления. С помощью регулятора 3 температуры входящего теплоносителя стабилизируют эту температуру на заданном уровне. Посредством регулятора 8 расхода материала стабилизируют величину расхода на заданном уровне. При превышении величины температуры отработавшего теплоносителя над заданной температурой обработавшего теплоносителя, измеряемой датчиком 12, осуществляют корректировку заданного значения температуры входящего теплоносителя для регулятора 3 посредством корректирующего регулятора 13. Одновременно этот сигнал с корректирующего регулятора 13 подается на динамический блок 14, который вырабатывает исчезающий во времени разнополярный сигнал, величина и направление которого зависят от скорости и направления изменения сигнала от регулятора 13. Далее разнополярный сигнал с динамического блока 14 поступает на диодный блок 15, который пропускает на регулятор 8 расхода материала только положительный исчезающий во времени сигнал с динамического блока 14, меняя тем самым задание регулятору 8. Воздействие по двум контурам регулирования на величину температуры обработавшего теплоносителя позволяет повысить точность управления. 1 ил.