Устройство для регулирования процесса сушки материала Советский патент 1990 года по МПК D06B3/36 D06B15/02 

Изобретение относится к автоматическим устройствам для управления процессом сушки длинномерных текстильных материалов преимущественно на барабанных сушильных машинах.

Целью изобретения является повышение качества регулирования за счет учета нелинейности в объекте регулирования и минимизации энергозатрат на сушку при

максимально возможной производительности оборудования.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 скорости материала и регулятор 2 скорости, подключенные соответственно к первому входу и выходу блока.3 сравнения, переключатели 4 и 5, выходы которых связаны соответственно с вторым и третьим входами блока 3 сравнения, задатчики 6 и 7 заправочной и рабочей скоростей, подключенные соответственно к первому и второму входам переключателя 4, блок 8 коррекции, выход которого связан с входом переключателя 5, Сушильная маши.на 9 оснащена локальными системами 10 регулирования температуры, связанными общим вентилем 11 с испольнительным механизмом 12 подачи теплоносителя, к входу которого подсоединен выход блока 13 коррекции.

Информационный выход исполнительного механизма 12 связан с входом датчика 14 расхода теплоносителя. Первый и второй входы логического блока 15 подключены соответственно к первому и второму выходу датчика 14 расхода теплоносителя, третий и четвертый входы подсоединены соответственно к первому и второму выходам нели- иейного блока 16, а пятый и шестой входы связаны с первым и вторым выходами нелинейного блока 17, вход которого соединен с выходом датчика 1 скорости материала. Датчик 18 выходной влажности подсоеди- ней к первому входу блока 19 сравнения, к второму входу которого подключен задат- чик 20 выходной влажности. Вход фун сцио- нального преобразователя 21 соединен с выходом блока 19 сравнения, первый выход связан с первыми входами блоков 13 и 8 коррекции, а второй выход подсоединен к входу нелинейного блока 16. Первый и второй выходы логического блока 15 подключены к вторым входам соответственно блоков 8 и 13 коррекции. Каждая из локальных систем 10 регулирования температуры содержит датчик 22 и задатчик 23 температуры, подключенные соответственно к первому и второму входам блока 24 сравнения, выход которого через регулятор 25 температуры подсоединен к исполнительному механизму 26.

Устройство работает следующим образом,

Материал (ткань, основа, трикотажное полотно) со скоростью Vt,-измеряемой датчиком 1 скорости, проходит зону сушки ма- шины 9, на выходе из которой он приобретает выходную влажность wt. Зна- чение заданной влажности Wo, номинальной температуры во, номинальной рабочей скорости Vo, задаваемые соответственно задатчиками 20, 23 и 7, определяется из карты технологического режима проводки материала соответствующего артикула (типа).

Режим работы сушильной машины задается переключателями 4 и 5; Заправка - положение I, Работа - положение II (не показано).

В режиме Работа скорость движения материала в сушильной машине 9 зависит как от номинального значения Vo, так и от сигнала коррекции ДУк, поступающего через переключатель 5 с блока 8 коррекции.

Необходимый температурный режим сушки задается работой локальных контуров 10 терморегулирования и обеспечивает поддержание регламентированной температуры во в рабочем режиме путем воздействия на исполнительные механизмы двухпозиционных клапанов подачи теплоносителя (пара), расход которого может также изменяться и от сигнала коррекции Д GK, поступающего с блока 13 коррекции.

Сигнал датчика 18 выходной влажности сравнивается в блоке 19 сравнения с заданием от задатчика 20 влажности, где формируется сигнал рассогларования (ошибки) -Wo - Wt. Сигнал fiw поступает на вход функционального преобразова- теля 21, на выходе которого формируются сигналы Y1 f, пост пающий на вход нелинейного блока-16, и Y2 SignEw (Sign обозначение сигнум-функции, равной нулю при EW О и равной 1 при cw 0), поступающий на входы блоков 8 и 13 коррекции.

Сигнал с выхода датчика 1 скорости материала воздействует на нелинейный блок 17. При движении материала со скоростью Vt, значение которой лежит внутри граничных значений изменения скорости (VP мин Vt Vp макс), оба сигнала с выходов логического элемента 15 равны Лог. О ( ). При этом, если отклонение влажности 6i , где (5i - статический технологический допуск на изменение выходной влажности (+1 %), то оба сигнала коррекции отсутствуют.

Когда Ifc wl д2 , где 62 - динамический технологический допуск на из-менение влажности (в переходном режиме ±3%), то на первом выходе(ХЗ) нелинейного блока 16 появляется сигнал Лог.1, а на втором (Х4) остается Лог. О. При этом, если расход теплоносителя находится между граничными значениями: максимальным Смаке и минимальным Смин (что соответствует Лог. О на входах Х1 и Х2), на первом выходе (Z1) логического блока 15 появляется Лог.1 - сигнал разрешения коррекции ACk, поступающий на вход блока 13 коррекции. В совокупности с сигналом Y2 на другом входе блока 13 коррекции последний формирует корректирующее воздействие ДGk, отрабатываемое исполнительным механизмом 12, изменяющим пропускную способность вентиля 11, и

тем самым общий расход теплоносителя Go, поступающего в локальные контуры 10 терморегулирования сушильной машины.

Эффективность такого воздействия объясняется тем, что по отношению к температуре 0t в зоне сушки расход теплоносителя является производной, т.е. Go kd 61 /dt, где k - коэффициент пропорциональности. Тем самым в значительной мере преодолевается инерционность сушильной машины.

55

В качестве датчика 14 расхода используется датчик положения исполнительного механизма 12, имеющий электрические выходы, на которых появляются сигналы Лог.1 при достижении механизмом 12 крайних положений, соответствующих Смик (Х1 1) и Смаке () расходу теплоносителя (пара) через вентиль 11.

При наличии сигнала Лог.1 с датчика 14 расхода (на одном из его выходов), что свидетельствует об исчерпании резервов регулирования по данному каналу, сигнал разрешения коррекции Z1 d и корректирующее воздействие AGk блоком 13 коррекции не вырабатывается. В тоже время с второго выхода логического блока 15 выдается сигнал Z2 1 - сигнал разрешения коррекции AVk по скорости, поступающий на вход блока 8 коррекции.

В том случае, когда имеет место существенное возмущение по изменению влажности материала, превышающее динамический технологический допуск, т.е. д2 . логический блок 15 дает разрешение на коррекцию скорости Д Vk, пока резерв ее регулирования не исчерпается.

При выборе всего резерва регулирования скорости (Vt ирминИлиУ: Ур„а на одном из выходов нелинейного блока 17 появляется Лог.1 и разрешение на коррекцию А Vk не выдается (Z2 0).

Переход из режима Работа в режим Заправка осуществляется персоналом, обслуживающим оборудование, с помощью сдвоенного переключателя 4 и 5. При этом на один из входов блока 3 сравнения вместо задатчика 7 номинальной скорости Vo подключается задатчик 6 заправочной скорости Vsanp. а другой вход отключается от выхода блока 5 коррекции и заземляется.

Контур регулирования скорости выводит скорость движения материала на величину, равную Узапр. Так как Vaanp Vp мин, в режиме Заправка остается возможность отработки корректирующего воздействия только по каналу расхода теплоносителя.

Принцип действия элементов блок-схемы устройства поясняется таблицей их состояния в зависимости от значения параметров сигналов на выходе функционального преобразователя 21. а также величины рассогласования по влажности w.

Формула изобретения

1. Устройство для регулирования процесса сушки материала, преимущественно 10 длинномерного на барабанных сушильных машинах, содержащее датчик и задатчик выходной влажности материала, выходы которых подключены к соответствующим входам первого блока сравнения, датчик 15 скорости материала, подсоединенный к первому входу второго блока сравнения, выход которого связан с входом регулятора скорости, задатчик рабочей скорости, первый и второй блоки коррекции, нелинейный и блок и исполнительный механизм подачи теплоносителя в соответствующие зоны сушильной машины, каждая из которых снабжена локальным регулятором температуры, отличающееся тем, что, с целью 25 повышения качества регулирования за счет учета нелинейности в объекте регулирования и минимизации энергозатрат на сушку при максимально возможной производительности, оно снабжено задатчиком за- 0 правочной скорости, переключателями, логическим блоком, функциональным преобразователем, дополнительным нелинейным блоком и датчиком расхода теплоносителя, причем сигнальный выход 5 исполнительного механизма связан с входом датчика расхода теплоносителя, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам логического блока, выход первого блока 0 сравнения связан с входом функционального преобразователя, первый выход которого подсоединен к первым входам первого и второго блоков коррекции, а второй выход . через нелинейный блок подключен к треть- 5 ему и четвертому входам логического блрка,, вход дополнительного нелинейного блока подсоединен к выходу датчика скорости мате- . риала, а его выходы связаны соответственно с пятым и шестым входами логического блока. первый и второй выходы которого подключены которым входам соответственно первого и второго блоков коррекции, при этом задатчи- ки заправочной и рабочей скорости подсоединены соответственно к первому и второму входам первого переключателя, выход которого связан с вторым входом второго блока сравнения, выход первого блока коррекции через второй переключатель подключен к третьему входу второго блока сравнения, а

выход второго блока коррекции соединен с входом исполнительного механизма подачи теплоносителя.

2, Устройство по п,1, отличающее- с я тем, что нелинейные блоки выполнены в виде двухпороговых элементов.

Изобретение относится к автоматическим устройствам для управления процессом сушки длинномерных текстильных материалов преимущественно на барабанных сушильных машинах. Целью изобретения является повышение качества регулирования за счет учета нелинейности в объекте регулирования и минимизации энергозатрат на сушку при максимально возможной производительности оборудования. Устройство содержит датчики выходной влажности и скорости материала, задатчики влажности, рабочей и заправочной скорости материала, блоки сравнения, переключатели, блоки коррекции, нелинейные блоки, функциональный преобразователь, логический блок, исполнительный механизм с датчиком расхода теплоносителя и локальные системы регулирования температуры в соотвествующих зонах сушильной машины. Устройство реализует четыре алгоритма управления : стабилизации влажности и рабочей скорости, если рассогласование по влажности материала не превышает заданного статического технологического допуска на изменение влажности, определяемого первой зоной нечувствительности нелинейного блока, регулирования температуры в зоне сушки материала, если рассогласование по влажности находится в пределах между статическим и динамическим технологическим допуском, определяемым второй зоной нечувствительности нелинейного блока на мощности по каналу подачи теплоносителя, а при исчерпании ресурсов регулирования - по каналу регулирования скорости, а также связкого нелинейного регулирования скорости и подачи теплоносителя в зону сушки материала при выходе рассогласования по влажности за динамический технологический допуск с учетом ограничения на ресурсы регулирования расхода теплоносителя и скорости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.