Система автоматического управления установкой для осушки сжатого воздуха Советский патент 1990 года по МПК B01D53/26 G05D27/00 

(21)4220630/23-26

(22)02.04.87

(46) 23.07.90. Бюл. № 27

(71)Борская специализированная проектно- конструкторская технологическая организация «Стеклоавтоматика

(72)В. В. Ефременков, Ю. Б. Субботин и Б. Н. Пестов

(53)66.012-52(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 610550, кл. В 01 D 53/26, 1978.

Руководство по эксплуатации УОВ-М1- -79-РЭ на установку осушки воздуха типа УОВ-ЗОМ1. Объединение «Курганхиммаш.

(54)СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ УСТАНОВКОЙ ДЛЯ ОСУШКИ СЖАТОГО ВОЗДУХА

(57)Изобретение относится к системам автоматического управления процессами осушки воздуха и может быть использовано в химической и строительной промышленности, в частности, для пневматического транспортирования сырьевых компонентов стекольной шихты в дозировочно-смесительных цехах. Цечь изобретения - повысить точность и надежность управления установкой. Система автоматического управления установкой для осушки сжатого воздуха сод..«.г адсорберы I и 2, электровоздухоподогреватель 3, электромагнитные запорные клапаны 4 и 5, воздухораспределительные клаца- ны 6 и 7, блоки 10 и 11 контроля и сигнализации, блок 12 регулирования температуры, влагомер 13, датчик 14 давления воздуха, датчики 15 и 16 температуры, пускатели 17 и 18 электромагнитных запорных клапанов, пускатель 19 электромагнитного воздухораспределительного клапана, блок 20 измерения температуры, пускатель 21 электровоздухоподогревателя, элемент 22 задержки, элемент 2И 23, генератор 24 импульсов, элемент 2ИЛИ 25, элемент ЗИЛИ 26, усилители 27 и 28, кнопку 29 «Пуск, кнопку 30 «Стоп, кнопку 31 «Устранение аварии и триггер 32. 3 ил.

Ј

Изобретение относится к системам автоматического управления процессами осушки воздуха и может быть использовано в химической и строительной промышленности, в частности, для пневматического транспортирования сырьевых компонентов стекольной шихты в дозировочно-смесительных цехах. Цель изобретения - повысить точность и надежность управления установкой. Система автоматического управления установкой для осушки сжатого воздуха содержит адсорберы 1 и 2, электровоздухоподогреватель 3, электромагнитные запорные клапаны 4 и 5, воздухораспределительные клапаны 6 и 7, блоки 10 и 11 контроля с сигнализации, блок 12 регулирования температуры, влагомер 13, датчик 14 давления воздуха, датчики 15 и 16 температуры, пускатели 17 и 18 электромагнитных запорных клапанов, пускатель 19 электромагнитного воздухораспределительного клапана, блок 20 измерения температуры, пускатель 21 электровоздухоподогревателя, элемент 22 задержки, элемент 2И 23, генератор 24 импульсов, элемент 2ИЛИ 25, элемент 3ИЛИ 26, усилители 27 и 28, кнопку 29 "Пуск", кнопку 30 "Стоп", кнопку 31 "Устранение аварии" и триггер 32. 3 ил.

Некутеиный воздух

Ю

Илобретение относится к системам автоматического управления процессами осушки воздуха и может быть использовано в химической и строительной промышленности, в частности, для пневматического транспортирования сырьевых компонентов стекольной шихты в дозировочно-смесительных цехах.

Целью изобретения является повышение точности и надежности управления установкой.

На фиг. 1 приведена блок-схема системы автоматического управления установкой для осушки сжатого воздуха; на фиг. 2 - блок- схема блоков регулирования времени и блоков контроля и сигнализации; на фиг. 3 - блок-схема блока регулирования температуры и графики изменения температуры в зависимости от количества влаги в отходящем воздухе.

Система автоматического управления установкой для осушки сжатого воздуха (фиг. 1) содержит адсорберы 1 и 2, электровоздухоподогреватель 3, электромагнитные запорные клапаны 4 и 5, первый воздухораспределительный клапан 6, второй воздухораспределительный клапан 7, первый и второй блоки 8 и 9 регулирования времени, блоки 10 и И контроля и сигнализаци, блок 12 регулирования температуры, влагомер 13, датчик 14 давления воздуха, первый и второй датчики 15 и 16 температуры, первый и второй пускатели 17 и 18 электромагнитных запорных клапанов, пускатель 19 электромагнитного воздухораспределительного клапана,блок 20 измерения температуры, пускатель 21 электроиоздухо- подогревателя, элемент 22 задержки, элемент 2И 23, генератор 24 импульсов, элемент 2 ИЛ И 25, элемент ЗИЛ И 26, первый и второй усилители 27 и 28, кнопки 29 «Пуск, 30 «Стоп, 31 «Устранения аварии и триггер 32.

Блоки 8 и 9 (фиг. 2) регулирования времени предназначены для задания времени работы адсорберов 1 и 2 на осушку воздуха и определения цикличности их переключения. Каждый блок 8 и 9 состоит из триггера 33, счетчика 34, цифровых кодовых задатчиков 35 и 36, элемента 37. инвертора 38, элемента ЗИЛИ 39, ждущего мультивибратора 40.

Блоки 10 и 11 контроля и сигнализации (фиг. 2) предназначены для контроля и фиксации моментов о повышении влажности осушенного воздуха и формирования команд на преждевременное переключение адсорберов 1 и 2 и уменьшение времени цикла. Каждый блок 10 и 11 состоит из элемента 41 задержки, элемента 2И 42, элемента 2ИЛИ 43, счетчиков 44-46, дешифраторов 47-49, ждущих мультивибраторов 50-52, триггеров 53-55, элементов 56- - 58 индикации.

Блок 12 регулирования температуры предназначен для управления нагрева воздуха

в электровоздухоподогревателе 3. Блок 12 состоит из элементов ЗИЛИ 59, элемента 2ИЛИ 60, триггеров 61 и 62, элемента ЗИНЕ 63, усилительных элементов 64 и 65,

резисторов 66 и 67, формирователя 68 импульсов, элемента 69 задержки, нормирующего преобразователя 70, дифференциатора 71, масштабирующего преобразователя 72 сумматора 73, блока 74 сравнения и задат- чика 75.

На графике (фиг. 3) изменения температуры кривая 76 показывает процесс нарастания температуры при малом количестве влаги в отходящем воздухе, кривая 77 - при среднем количестве влаги, а кривая 78 -

при большом количестве влаги.

Система автоматического управления работает следующим образом.

Два адсорбера 1 и 2 получают попеременно сжатый воздух от компрессора (не показан) ко трубопроводу, на котором уг0 тановлен члектромагнипшй запорный клапан 5. Попеременная подача сжатого нс- осушенного воздуха в адсорберы 1 и 2 осуществляется с помощью электромагнитного воздухораспределительного клапана 6. Элекр тромагнитный воздухораспределительный кл анап 6 одновременно переключает сброс воздуха в атмосферу после регенерации адсорберов 1 и 2. Перераспределение осушенного воздуха осуществляется воздухораспределительным клапаном 7. В исходном

0 состоянии после пуска системы в работу неогушенпып воздух через клапан 6 поступает п адсорбер 1, а осушенный и нагретый в здектровоздухоподогреватоле 3 воздух через клапан 7 поступает в адсорбер 2. Трубопро- иоды на выходе адсорберов I и 2 через воз5 духораспределительный клапан 7 поочередно за счет конструкции клапана 7 подключаются к магистрали осушенного воздуха. После пуска системы осушенный воздух из адсорбера 1 через клапан 7 поступает в

магистраль осушенного воздуха. Часть осушенного воздуха через запорный клапан 4 подается в электроподогреватель 3. Подогретый и осушенный воздух проходит через адсорбер 2, регенерирует в нем адсорбент (селикагель) и через воздухораспредели5 тельный клапан 6 стравливается в атмосферу. По окончании цикла происходит переключение адсорберов 1 и 2. Адсорбер 1 становится на режим регенераци, а адсорбер 2 - на режим осушки воздуха.

Происходит это следующим образом.

После нажатия кнопки «Пуск 29 пусковой сигнал переключает триггер 32 так, что на его выходе формируется команда на открытие запорного клапана 5, которая поступает через усилительный элемент 28 на пускатель 18 электромагнитного запорного клапана 5. Клапан 5 открывается и начинается подана сжатого воздуха из компрессора к установке осушки воздуха. Одновременно пусковой сигнал поступает в блок 12 регулирования температуры и через элементы 2ИЛИ 25 - в блок 8 регулирования времени адсорбера 1. В блоке 8 начинается отсчет времени работы адсорбера 1 на осушку воздуха. Воздухораспределительные клапаны 6 и 7 находятся в таком положении, что адсорбер 1 ставится на режим «Осушка воздуха, а адсорбер 2 - на режим «Регенерация абсорбента. Направление движения осушенного и неосушенного воздуха через адсорберы 1 и 2 для данного случая показано на фиг. 1. Время работы адсорбера 1 задается с помощью цифровых кодовых задатчиков 35 и 36 блока 8 регулирования времени и легко изменяется в ту или иную сторону. Все временные параметры формируются путем пересчета частоты с генератора 24 импульсов. Длительность цикла выбирается в зависимости от времени года и может изменяться в пределах 7-12 ч.

Сигнал с кнопки 29 «Пуск в блоке 12 регулирования температуры формирует команду на включение электровоздухоподогревателя 3 и команду на открытие запорного клапана 4. Осушенный воздух из адсорбера 1 через воздухораспределительный клапан 7, магистраль осушенного воздуха, запорный клапан 4 начинает поступать в электровоздухоподогреватель 3. Нагретый воздух из электровоздухоподогревателя 3 через воздухораспределительный клапан 7 поступает в адсорбер 2. Температура воздуха на выходе из электровоздухоподогревателя контролируется с помощью датчика 15 температуры и блока 20 измерения температуры. Датчик 14 давления воздуха формирует запрет на нагрев воздуха в случае, если запорный клапан 4 не открылся, а датчик 15 температуры и блок 20 формируют запрет, если температура воздуха на выходе электровоздухоподогревателя превышает допустимую.

Время работы электровоздухоподогревателя 3 зависит от количества поглощенной влаги абсорбентом в адсорбере 2, вставшем на режим регенерации, и изменяется в пределах 0,5-1,5 ч. Контроль за регенерацией абсорбента ведется косвенным путем по температуре воздуха на выходе из регенерируемого адсорбера 2. После нагрева верхних слоев абсорбента (селикагеля) в адсорбере 2 до температуры 70-80°С электровоздухоподогреватель 3 выключается, однако подача осушенного воздуха в адсорбер 2 продолжается. Тепло из нижних ороев абсорбента переносится к верхним, в результате чего температура воздуха на выходе достигает 90-95°С. В дальнейшем идет охлаждение абсорбента до температуры порядка 30°С и закрывается запорный клапан 4. Режим регенерации завершается. Поскольку определенное время после выключения нагрева воздуха идет перенос тепла из

нижних слоев абсорбента к верхним и продолжается интенсивное удаление влаги, то момент выключения электровоздухоподогревателя 3 можно прогнозировать по температуре воздуха на выходе из регенерируемого адсорбера 2 и осуществлять его не при температуре 80 или 90°С, а раньше в зависимости от скорости нарастания температуры. Скорость нарастания температуры, как косвенный параметр влажности, больше, если

О количество поглощенной абсорбентом влаги мало, и меньше, если количество влаги в абсорбенте велико. При большей скорости нарастания температуры, измеренной датчиком 16, время регенерации меньше. Если же

5 влажность осушенного воздуха была большей, то процесс регенерации осуществляется медленнее и электровоздухоподогреватель работает больше. Оценка скорости нарастания температуры и прогнозирование момента времени выключения нагрева осу0 ществляется блоком 12 регулирования температуры. Время работы нагревателя и длительность цикла регенерации определяются из решения дифференциального уравнения первого порядка

25

d Т I -т- 1„ Ь Р

где Т - текущая температура воздуха на выходе из регенерируемого адсорбера 2;

0 dT

-л- - скорость изменения текущей темпеd ратуры;

tn - среднее время переноса тепла из нижних слоев к верхним после выключения электровоздухоподогре- 5вателя 3;

Тор -температура окончания регенерации (90-95°С).

В блоке 12 регулирования температуры непрерывно в режиме регенерации измеряется температура воздуха на выходе из реге- нерируемого адсорбера 2, измеряется скорость изменения температуры. Скорость измерения температуры постоянно умножается на время tn и складывается с величиной Т.

,, , dT

5 Как только сумма Т -f- станет равной

Тор, формируется команда на отключение- нагрева воздуха и начинаемся отсчет времени на охлаждение абсорбента. Время ох- лаждения составляет порядка 1 ч.

0 По окончании цикла осушки воздуха в адсорбере 1 в блоке 8 регулирования времени формируется импульс, который поступает в блок 9 регулирования времени. В блоке 9 формируется команда, которая через усилительный элемент 27 поступает на пуска5 тель 19 электромагнитного воздухораспределительного клапана 6. Воздухораспределительный клапан 6 переключается таким образом, что адсорбер 1 ставится на режим регенерации, а адсорбер 2 - на режим осушки воздуха. По окончании цикла сигнал с выхода блока 9 через элемент 2ИЛИ 25 включает в работу блок 8 (начинается осушка воздуха в адсорбере 1) и блок 12 (начинается режим регенерации адсорбера 2). Дальнейшая работа системы аналогична.

В случае, если во время цикла осушки воздуха преждевременно повышается влажность воздуха на выходе из адсорберов 1 и 2, сигнал с влагомера 13 поступает на вход элемента 2И 23. На второй вход элемента 2И 23 сигнал поступает с задержкой порядка 10 с через элемент 22 задержки. Такая схема исключает ложные кратковременные сигналы с влагомера 13. С выхода элемента 2И 23 сигнал о повышенной влажности поступает на блоки 10 и 11 контроля и сигнализации. В данных блоках осуществляется анализ подобной ситуации. Если в течение пяти циклов работы одного адсорбера (1 или 2) с элемента 23 на соответствующий блок 10 или 11 контроля и сигнализации три раза поступает сигнал о повышенной влажности, то в блоке 10 или 11 контроля и сигнализации формируются предварительный сигнал и команда на уменьшение времени цикла.

Каждый сигнал в ходе цикла о повышенной влажности также осуществляет переключение адсорберов из одного режима в другой.

Переход на укороченный цикл работы свидетельствует либо о высокой влажности неосушенного воздуха, либо о снижении вла- гопоглощающей способности абсорбента (селикагеля).

Если ситуация троекратного повторения сигнала о повышенной влажности при укороченном цикле работы также повторяется, то в блоке 10 или 11 контроля и сигнализации формируется запрет на работу системы управления. Сигнал запрета с блоков 10 и 11 поступает на вход элемента ЗИЛИ 26. С вы- хода элемента 26 этот сигнал поступает на второй вход триггера 32 и переключает его в исходное состояние. Запорный клапан 5 закрывается. Появляется индикация аварии, свидетельствующая о необходимости замены абсорбента. Снятие блокировки по аварийной ситуации осуществляется кнопкой 31 «Устранения аварии. Преждевременный останов работы системы можно также осуществить кнопкой 30 «Стоп.

Блок 8 или 9 регулирования времени работает следующим образом.

Схема блоков 8 и 9 идентична. Отличием является то, что второй выход с триггера 33 в блоке 8 не используется, так как по этому выходу формируется команда на переключение адсорберов. В исходном состоянии, когда начинают работать адсорбер 1 и блок 8, команда на переключение не требуется. Другим отличием является то, что на пер0

0

вый вход триггера 33 в блоке 8 пусковой импульс приходит с элемента 2ИЛИ 25, а на первый вход триггера 33 в блоке 9 - со ждущего мультивибратора 40 в блоке 8. Выход

со ждущего мультивибратора 40 в блоке 9 поступает на вход элемента 25. Поскольку входные и выходные импульсы для блоков 8 и 9 по своему функциональному назначению аналогичны, а работа блоков полностью идентична, то на фиг. 2 блоки 8 и 10 не раскрыты до элементной базы, а показаны только отличия в адресах входов и выходов. То же самое касается и блоков 10 и 11, которые полностью идентичны по своей структуре и функциональному назначению.

5 С элемента 2ИЛИ 25 (или блока 8) на вход триггера 33 поступает пусковой импульс. Пусковой импульс формируется либо кнопкой 29 «Пуск, либо сигналом окончания цикла осушки с аналогичного блока. Триггер 33 переключается так, что счетчик 34 получает разрешение на пересчет частотного сигнала, поступающего с генератора 24. Частота импульсов и количество разрядов счетчика 34 выбираются такими, чтобы можно было обеспечить время цикла осушки

5 воздуха в пределах 7-12 ч. Время цикла осушки воздуха задается с помощью цифровых кодовых задатчиков 35 и 36, которые дешифрируют состояние счетчика. Одновременно на втором выходе триггера 33 формируется команда, которая через усилительный

0 элемент 27 поступает на пускатель 19 электромагнитного воздухораспределительного клапана. Клапаны 6 и 7 переключают адсорберы 1 и 2 с одного режима на другой. Данная команда используется только с блока 9, так как в исходном состоянии прини5 мается режим осушки воздуха сначала адсорбером 1, а потом адсорбером 2. Цифровой кодовый задатчик 36 служит для задания исходной длительности цикла. Это время в зависимости от времени года можно из0 менять и варьировать в пределах 7-12 ч. Цифровой кодовый задатчик 35 служит для задания укороченного времени цикла в случае, если влагопоглощающая способность абсорбента уменьшилась, или в случае повышенной влажности поступающего на осушку

5 воздуха. Допустим, время цикла с помощью задатчика 36 определено длительностью 8 ч, а время укороченного цикла, заданного за- датчиком 35, равняется 7 ч.

В нормальном режиме работы по истече- нии 8 ч на выходе задатчика 36 формируется логическая «1, которая инвертируется инвертором 38. С выхода инвертора 38 логический «О через элемент ЗИЛИ 39 поступает на ждущий мультивибратор 40. На выходе 5 ждущего мультивибратора 40 генерируется импульс, который переключает триггер 33 в исходное состояние. Для блока 9 одновременно с переключением триггера 33 снимается команда с усилителя 27 и клапаны 6 и 7

переключаются в исходное состояние. Импульс с ждущего мультивибратора 40 поступает через элемент 2ИЛИ 25 в аналогичный блок 8 регулирования времени работы другого адсорбера, в блок 12 регулирования температуры для включения подогрева воздуха на регенерацию абсорбента и в блок 10 или 11 контроля и сигнализации для подсчета количества циклов переключения.

Если с блока 10 или 11 контроля и сигнализации на второй вход ЗИЛИ 39 поступает сигнал о повышенной влажности осушенного воздуха, то режим осушки заканчивается преждевременно с переключением адсорберов 1 и 2. Сигнал «Повышенная влаж- ность через элемент ЗИЛИ 39 поступает на ждущий мультивибратор 40, который генерирует импульс. Схема одного блока 8 регулирования времени переключается в исходное состояние, а другого 9 - в режим отсчета времени осушки воздуха.

Если в блоке 10 или 11 повышенная влажность фиксируется три раза в течение пяти циклов, то на второй вход 2И-НЕ 37 блока 8 или 9 регулирования времени поступает сигнал переключения на укороченное время осушки воздуха, например, 7 ч. В этом случае после 7 ч работы адсорбера 1 или 2 на входах элемента 2И-НЕ 37 присутствуют логические «1, а на выходе - логические «О, которые через элемент ЗИЛИ 39 и ждущий мультивибратор 40 переключают схему блока 8 или 9 в исходное состояние и включают другой блок 9 или 8 на режим осушки воздуха.

Таким образом, схема блока 8 или 9 позволяет задавать различное время осушки воз- 35 чик 45 зафиксировал 3 раза повышенную

духа, учитывает однократное повышение влажности осушенного воздуха с переключением режима работы и систематическое повышение влажности с переключением на укороченный цикл работы.

Блок 10 или 11 контроля и сигнализации работает следующим образом.

После переключения триггера 33 в блоке 8 или 9 регулирования времени в положение, соответствующее циклу осушки воздуха,

40

влажность воздуха, то счетчик 46 фиксирует эту ситуацию. Если же после перехода на укороченный цикл осушки воздуха счетчик 45 еще три раза зарегистрирует повышенную влажность воздуха, то в счетчике 46 записывается вторая логическая «1. Дешифратор 49 дешифрирует состояние так, что на выходе дешифратора 49 появляется импульс, который через ждущий мультивибратор 52 обнуляет счетчик 46 и переключает

с выхода триггера 33 на вход элемента 2И 45 триггер 55. С выхода триггера 55 нулевой

42 через элемент 41 задержки поступает сигнал разрешения на прохождение с элемента 2И 23 сигнала «Повышенная влажность воздуха, если влажность воздуха, измеренная влагомером. 13, выше нормы. Задержка в элементе 41, составляющая порядка 10- 20 мин, необходима для того, чтобы учесть инерционность влагомера 13. Отсутствие задержки может привести к ложному фиксированию сигнала «Повышенная влажность воздуха от предыдущего цикла, если в нем была такая ситуация.

Если с элемента 2И 23 после выдержки времени поступает сигнал «Повышенная влажность воздуха, то с выхода элемента

сигнал поступает на светодиод 58, который индицирует аварийную ситуацию, и на вход элемента ЗИЛИ 26, через который осуществляется переключение триггера 32 в исходное состояние. Запорный клапан 5 закры50 вается и прекращается подача сжатого воздуха к установке осушки. Такая ситуация равноценна нажатию кнопки 30 «Стоп. Переключение триггеров 53-55 в исходное состояние осуществляется кнопкой 31 «Устранение аварии.

55 Блок 12 регулирования температуры работает следующим образом.

Нулевой сигнал с кнопки 29 «Пуск или сигналы с блоков 8 и 9 об окончании цик0

5

2И 42 этот сигнал поступает в блок 8 или 9 регулирования времени и преждевременно переключает адсорберы 1 и 2. Одновременно этот сигнал поступает на счетчик 45 и триггер 53. Триггер 53 переключается так, что на выходе его появляется нулевой сигнал. Светодиод 56 индицирует о том, что влажность воздуха повышена. Счетчик 45 осуществляет подсчет количества циклов р которых влажность воздуха была повыше ь Если в течение пяти циклов три раза -ia вход счетчика 45 поступает сигнал, «Влажность воздуха повышена, то на выходе дешифратора 48 формируется импульс, который поступает на вход ждущего мультивибратора 51. С выхода ждущего мультивибратора 51 импульс поступает на триггер 54, счетчик 46 и элемент 2ИЛИ 43. Через элемент 43 счетчик 45 обнуляется, в счетчике 46 записывается «1, а триггер 54 переключается. С первого выхода триггера 54 в блок 8

0 или 9 регулирования времени поступает ко- м.-нда на переход на укороченный цикл осушки воздуха. Со второго выхода нулевой сигнал поступает на светодиод 57, который индицирует переход на укороченный цикл.

5 Счетчик 44 осуществляет подсчет количества циклов осушки от одного до пяти. Дешифратор 47 дешифрирует состояние счетчика 44. При подсчете пяти очередных циклов осушки на выходе дешифратора 47 появляется импульс, который через ждущий муль0 тивибратор 50 обнуляет счетчик 44 и через элемент 43 - счетчик 45. Если в течение пяти циклов счетчик 45, например, зафиксировал только один или два раза. повышенную влажность, то показания счетчика 45 обнуляются. Если же в течение пяти циклов счетчик 45 зафиксировал 3 раза повышенную

влажность воздуха, то счетчик 46 фиксирует эту ситуацию. Если же после перехода на укороченный цикл осушки воздуха счетчик 45 еще три раза зарегистрирует повышенную влажность воздуха, то в счетчике 46 записывается вторая логическая «1. Дешифратор 49 дешифрирует состояние так, что на выходе дешифратора 49 появляется импульс, который через ждущий мультивибратор 52 обнуляет счетчик 46 и переключает

триггер 55. С выхода триггера 55 нулевой

триггер 55. С выхода триггера 55 нулевой

сигнал поступает на светодиод 58, который индицирует аварийную ситуацию, и на вход элемента ЗИЛИ 26, через который осуществляется переключение триггера 32 в исходное состояние. Запорный клапан 5 закрывается и прекращается подача сжатого воздуха к установке осушки. Такая ситуация равноценна нажатию кнопки 30 «Стоп. Переключение триггеров 53-55 в исходное состояние осуществляется кнопкой 31 «Устранение аварии.

Блок 12 регулирования температуры работает следующим образом.

Нулевой сигнал с кнопки 29 «Пуск или сигналы с блоков 8 и 9 об окончании цикла осушки поступают на входы элемента ЗИЛИ 59. С выхода элемента 59 нулевой сигнал поступает на первые входы триггеров 61 и 62, которые переключаются. На выходе триггера 62 появляется команда, которая через усилительный элемент 65 поступает на пускатель 17 запорного клапана 4. Электромагнитный запорный клапан 4 открывается и начинается подача воздуха из магистрали осушенного воздуха в электровоздухоподогреватель 3. Одновременно на выходе триггера 61 формируется команда на включение нагревательных элементов в электровоздухоподогревателе 3.

Команда в виде логической «1 поступает на первый вход элемента ЗИ-НЕ 63. На втором и третьем входах логические «1 присутствуют в случае отсутствия нулевых сигналов с датчика 14 давления воздуха и блока 15 измерения температуры.

При наличии трех логических «1 на входах на выходе элемента 63 формируется логический «О, который через усилительный элемент 64 поступает на пускатель 21 электровоздухоподогревателя 3. Если электромагнитный запорный клапан 4 подачи воздуха в электровоздухоподогреватель 3 не включился и подача воздуха не осуществляется, то температура на входе электровоздухоподогревателя 3 начинает недопустимо расти из-за отсутствия расхода воздуха. При этом срабатывает датчик 14 давления воздуха и на второй вход элемента 63 поступает логический «О. На выходе элемента 63 появляется логическая «1 и пускатель 21 отключает подачу напряжения к нагревательным элементам электровоздухоподогревателя 3. Аналогично отключается нагрев воздуха, если температура воздуха на выходе из электровоздухоподогревателя 3 превышает 240°С. В этом случае по сигналу срабатывает контакт датчика 15 температуры в блоке 20 и на третий вход элемента 63 поступает логический «О.

Процесс регенерации абсорбента заключается в пропускании через адсорбер 1 или 2 в зависимости от того, какой стоит на регенерации горячего воздуха. Поглощенная в цикле осушки адсорбентом влага под действием горячего воздуха испаряется и выносится в атмосферу. Постепенно растет температура нижних и верхних слоев абсорбента в адсорбере 1 или 2. О влажности воздуха, регенерирующего абсорбент, судят косвенно по температуре. Чем выше температура воздуха на выходе из адсорбера, измеряемая термопарой 16, тем меньше влажность воздуха и меньше влаги осталось в абсорбенте. Процесс подогрева воздуха целесообразно завершать по достижении температуры верхних слоев абсорбента 70-80°С, так как после прекращения нагрева продолжается в процессе охлаждения перенос тепла из нижних слоев абсорбента к верхним. По мере продувки адсорбера 1 или 2 неподогретым воздухом температура верхних слоев абсорбента достигает 90-95°С. Существенное значение оказывает выбор момента отключения подогрева воздуха. При разном количестве поглощенной абсорбентом влаги изменение температуры отходящего воздуха осуществляется по-разному. При малом количестве поглощенной влаги (кривая 76, фиг. 3) процесс нарастания температуры Т отходящего

воздуха во времени t происходит быстрее, чем при некотором среднем и большом ко- лиестве поглощенной абсорбентом влаги (кривые 77 и 78, фиг. 3). Скорость изменения

5 температуры -тг для кривой 76 будет больше,

чем для кривых 77 и 78. Из этого следует, что момент отключения нагрева воздуха t для кривой 76 наступает раньше и при меньшей температуре Tj. В точке А отключается

0 нагрев и за счет переноса тепла температура верхних слоев повышается от TI до Т4 90-95°С. Если отключение нагрева воздуха осуществить позднее при , то может произойти за счет переноса тепла с ниж(- них слоев перегрев верхних слоев абсорбента, что нежелательно. Поскольку время переноса тепла от нижних слоев к верхним можно принять за некоторую постоянную величину, то зная текущее значение температуры воздуха на выходе из адсорбера 1 или 2

о и скорость изменения температуры, можно прогнозировать при разном количестве поглощенной влаги момент отключения нагрева воздуха.

Изменение температуры можно записать 5 следующим уравнением:

T + t-T,.

0 где Т - текущее значение температуры воздуха на выходе из адсорбера 1 или 2;

dT

dt

- скорость изменения текущей тем5

пературы;

tn - усредненное постоянное время, в течение которого осуществляется перенос тепла от нижних слоев абсорбента к верхним;

Т4 90-95°С - максимально допустимая температура воздуха и верхних слоев 0 абсорбента.

Схема постоянно измеряет температуру, скорость ее и высчитывает момент отключения нагрева воздуха. Например, при текущей температуре 60°С, скорости изменения температуры в точке 60°С, равной 2°/мин, и 5 постоянной tn 10 мин получаем 80 , т. е. отключать нагрев рано. А, например, при

rtT

Т 60° и 3°/мин (получаем 90°С)

необходимо отключить нагрев. Получаем при большей скорости изменения температуры (при меньшей влажности) меньшее время работы электровоздухоподогревателя 3 за счет прогнозирования температуры воздуха на выходе из адсорбера 1 или 2.

Температура измеряется датчиком 16, а значение ЭДС преобразуется нормирующим преобразователем 70 в унифицированный сигнал. В дифференциаторе 71 непрерывно дифференцируется это значение. На выходе

/Т

дифференциатора 7 получаем , Далее

(IT

значение . в масштаоирующем преобразователе 70 умножается на постоянную величину „. В сумматоре 73 осуществляется непрерывное суммирование величины Т и

dT + ., , dT .

--.- t«. Ка; только значение суммы + T tn

станет г.аннс адьнному Т,, и блоке 74 сравнении формируйся jwiiyjt,., который через элемент of) ш-реключае- триггер 61 в исходное ., гояние. Иг. грог воздуха прекращается. U/thoi,o, воздух -ще ьост .пает н злек- троподогреиатель 3 и да-к1,- и адсорбер 1 или 2 для их охлаждения После переключений триггера 51 m «Ь к «О форг.,ирова- тель 68 Формирует нмпулис, который через время ti, необходимое для охлаждения абсорбента, переключает тршгер62-н исходное состояние. Запорный клапан 4 подачи воздуха в электровоздухоподогреватель закрывается. Аналогично происходит отключение воздуха и после нажатия кнопки «.Стон 30. В атом случае сигнал с кнопки 30 через второй вход элемента 60 переключает триггер 6 в исходное состояние. Следовательно, в данной схеме измеряются текущее значение температуры, ее скорость изменения и прогнозируется момент отключения злектро- воздухоподогревателя 3, т. е, чем меньше поглощено абсорбентом влаги, тем меньше расход воздуха и электроэнергии.

Использование данного технического решения позволяет: осуществлять задание различного по времени цикла работы адсорберов в зависимости от влажности неосушенного воздуха и в зависимости от снижения влагопоглощающей способности абсорбента; более эффективно осуществлять режим регенерации адсорберов не по времени, а по изменению температуры воздуха на выходе из регенерируемого адсорбера; осуществлять диагностику предаварийных и аварийных ситуаций; повысить надежность и точность управления.

Формула изобретения

Система автоматического управления установкой для осушки ежа i иго воздуха, содержащая iit, и второй адсорберы, соединенные между собой через первый и второй воздухораспределительные клапаны, электровоздухоподогреватель, через первый электромагнитный запорный клапан связанный с одним из выходов второго воздухораспределительного клапана, второй вход которого соединен с выходом электровоздухораспределителя, влагомер, кнопки «Пуск, «Стоп и «Устранение аварии, первый и второй датчики температуры, датчик давления

воздуха, пускатели электровоздухоподогревателя, первого запорного воздухораспределительного и электромагнитного клапанов, причем выход первого датчика температуры подключен к входу блока измерения температуры, выходы пускателя электровоздухо- иодогревателя подсоединены к входам элек- тровоздухоиодогревателя, выходы пускателя электромагнитного воздухораспределительного клапана соединены с первым и вторым электромагнитами первого воздухопо° догрсватольного клапана, отличающаяся тем, ч го, с целью повышения точности и надежности управления установкой, допол HHTIMI.I;O введены первый и второй блоки регулирования времени, первый и второй бло5 ки контроля и сигнализации, блок регулирования гем11 ратуры, второй электромагнитный запорный клапан, пускатель второго электромагнитного запорного клапана, элемент задержки, элемент 2И, генератор импульсов, элемент 2ИЛИ, элемент ЗЙЛИ, пер0 вый и второй усилители и триггер, причем первый вход блока регулирования температуры связан с выходом блока измерения температуры, второй вход связан с первым контактом кнопки «Стоп и первым входом элемента ЗИЛ И, третий вход соединен с первым

5 входом триггера, первым контактом кнопки «Пуск и первым входом элемента 2ИЛИ, четвертый лход подсоединен к первому входу первого блока контроля и сигнализации, второму входу элемента 2ИЛИ и первому выQ ходу первого блока регулирования времени, пятый вход блока регулирования температуры подключен к первому входу второго блока контроля и сигнализации, второму выходу второго блока регулирования времени и первому входу первого блока регулирова5 ния времени, шестой вход связан с вторым датчиком температуры, седьмой вход соединен с датчиком давления воздуха, при этом выход влагомера через элемент задержки подсоединен к первому входу ачемента 2И, а также через „к-тснт 2И подключен к

0 вторым входам первого и второго блоков контроля и сигнализации, третий вход второго блока контроля и сигнализации связан с первым выходом второго блока регулирования времени, четвертый вход второго блока контроля и сигнализации соединен с первым

5 контактом кнопки «Устранение аварии и третьим входом первого блока контроля и аварии, первый выход которого через элемент ЗИЛ И подсоединен к второму входу триггера, выход которого через последовательно соединенные первый усилитель и пускатель второго электромагнитного запорного клапана подключен к входу второго электромагнитного запорного клапана, второй и третий выходы первого блока контроля и сигнализации связаны соответственно с вторым и третьим входами первого блока регулирования времени, первый и второй выходы второго блока контроля и сигнализации соответственно соединены с первым и вторым уходами второго блока регулиро- BpfefieHH, выход генератора импульсов подсоединяя к третьему и четвертому входам ,первогЈ ,и „-второго блоков регулирования времени соответственно, второй выход первоI длок П

С кнопки.

0

го блока регулирования времени подключен к четвертому входу первого блока контроля и сигнализации, третий выход первого блока регулирования времени через второй усилитель и пускатель электромагнитного воздухораспределительного клапана связан с первым электромагнитным воздухораспределительным клапаном, первый выход блока регулирования температуры соединен с пускателем электровоздухоподогревателя, второй выход соединен через пускатель первого электромагнитного запорного клапана с первым электромагнитным запорным клапаном, а вторые контакты кнопок «Пуск, «Стоп и «Установление аварии подсоединены к земляной шине.

. в блоки 9.П

Вйлон /.Б

НйЬлок21

%

t