Способ автоматического управления процессом распылительной сушки Советский патент 1991 года по МПК F26B21/06 

Изобретение относится к автоматизации процессов распылительной сушки и может быть использовано для автоматического управления процессом сушки .дрожжевой суспензии в распылительных сушильных установках в микробиологической промышленности.

Цель изобретения - повышение точности управления,

На чертеже представлена схема устройства, реализующего способ автоматического управления процессом распылительной сушки жидких материалов, например дрожжевой суспензии„

Устройство содержит линии 1-3 подачи топлива, первичного и вторичного воздуха соответственно, топку 4, линию 5 подачи теплоносителя, линию .6 подачи дрожжевой суспензии в сушилку 7, линию 8 отработанного теплоно- сителя, линию 9 готового продукта, сборник 10 дрожжевой суспензии, датчик 11 температуры теплоносителя, регулятор 12 температуры свежего теплоносителя, исполнительное устройство 13, датчик 14 расхода топлива, регулятор 15 расхода топлива и исполнительные устройства 16 и 17, регулятор 18 и датчик 19 уровня дрожжевой суспензии в сборнике 10, регулятор 20 соотношения расходов дрожжевой суспензии и топлива, исполнительное устройство 21, датчик 22 расхода дрожжевой суспензии, прибор 23 обратного предварения, регулятор 24 и датчик 25 температуры отработанного теплоносителя, регулятор 26 и дат- ,чик 27 -влажности продукта, приборы 28

О

00

оэ

С5

1

и ограничения сигналов, устройство 30 скользящего усреднения.

Способ автоматического управления процессом распылительной сушки жидких материалов осуществляется следующим образом.

Влажность готового продукта регулируют при помощи трехкаскадной схемы регулирования, Измеряют истинное значение влажности с помощью датчика 27 влажности, ограничивают его снизу и сверху приборами 28 и 29 ограничения сигналов соответственно для исключения недостоверных результатов измерения« Затем для выделения полезного сигнала из его суммы с помехой и повышения качества информации измеренное значение влажности сглаживают (сЬильтруют ) и помощью устройства 30 скользяещго усреднения, представляющего собой вычислительное устройство, р чизугощее алгоритм скользя щего усреднения, для дискретного случая представленный следующей известной зависимостью:

W где j , S

,,

(i)

N номера циклов измерения влажности;

Р (j) - выходной сигнал устройства 30, соответствующий сглаженному измеренному значению влажности в j-м цикле измерения;

l u,(.) сигнал несглаженного изме™ рения влажности в (j-S)-M цикле измерения; параметр настройки устрой ства, определяющий интервал времени, на котором происходит усреднение измеряемой величины,

i

Далее измеренное сглаженное значение влажности готового продукта срав- нивают с заданным и в зависимости от отклонения с помощью регулятора 26 i влажности готового продукта устанав-; ливают задание вспомогательному регулятору 24 температуры отработанного теплоносителя, Выходной сигнал регулятора 26 Нормируют по одному из стандартных алгоритмов регулирова- , ния, например по пропорционально-интегральному:

(W+tr f VWdt- z

wr Т

Ш

0

TS

р р W W3

к

р|

т

1Щ

где Ґ - выходной игнал регулятор 26, который направляется на вход регулятора 24 температуры отработанного теплоносителя в качестве задания;

сигналы соответственно измеренного и заданного значений влажности продукта; параметры настройки регулятора.

Из уравнения (2) следует, что если влажность больше заданной, то регу- 5 лятор 26 выдает задание на увеличение температуры, если меньше заданной, то на уменьшение температуры отработанного теплоносителя. Задание на изменение температуры отработан- 0 ного теплоносителя изменяют до тех пор, пока влажность воздуха не станет равной заданному значению. Данный способ управления не предусматривает наличие однозначной зависимости 5 между температурой отработанного теплоносителя и влажностью продукта. Температуру устанавливают такой, чтобы обеспечить заданное значение влажности продукта.

Вспомогательный регулятор 24 температуры отработанного теплоносителя в зависимости от отклонения измеренного датчиком 25 значения от заданного, которое устанавливает ему регулятор 26 влажности, вырабатывает сигнал, корректирующий заданное соотношение расхода топлива к расходу дрожжевой суспензии по стандартному алгоритму регулирования, например пропорциональному :

(РТ-РЪ)+РМ,

(3)

5

0

5

где Р, - выходной сигнал регулятора 24, который направляется на корректирующий вход регулятора 20 соотношения для коррекции заданного соотношения расходов топлива и дрожжевой суспензии; сигналы соответственно измеренного и заданного значения температуры отработанного теплоносителя; параметр настройки регулятора

постоянный сигнал настройки контрольной точки регулятора.

Р Р - т Т3

Рг

рн 51636670

температура отработанного тепид н д т

лоносителя больше заданной, то соотношение расхода топлива к расходу дрожжевой суспензии корректируют в сторону уменьшения, и наоборот.

Соотношение расхода топлива к расходу дрожжевой суспензии подерживают на значении, соответствующем корректирующему сигналу Р, поступающему с выхода регулятора 24, с noj -ощью стабилизирующего регулятора 20 этого со- отношения, воздействующего на исполнительное устройство 21. На входы регулятора 20 соотношения поступают сигнал измеренного датчиком 22 расхода дрожжевой суспензии с задержкой по времени, которую осуществляют с помощью прибора обратного предваре-- ния 23, и сигнал измеренного датчиком 14 расхода топлива в топку. Регулятор 20 соотношения вырабатывает воздействие на исполнительное устройство 21 по пропорционально-интегральному алгоритму в соответствии с уравнением:

I

.x(k Vk2-V+ --{ k;V

1U2

if

де Р

г бык

Pq)dt,

(4)

РЛ р,- k- If m

.

выходной сигнал регулятора 20, воздействующий на исполнительное устройство 21;

сигнал измеренного значения расхода топлива; сигнал измеренного значения расхода дрожжевой суспензии;

коэффициенты, с помощью которых устанавливается задание на соотношение расходов;

параметры настройки регулятора.

Заданное соотношение расходов К равно:

К- Ј

к|

(5)

Значение коэффициента kj,a следовательно, и заданное значение соотношения расходов зависят от корректирующего сигнала PJ., поступающего с выхоi24.

Эта зависимость

да регулятора имеет вид:

k,k,-Pf, (6)

где настроечный коэффициент.

Как видно из зависимостей (4)-(6), изменение расхода топлива или расхода дрожжевой суспензии, а также измене- ние корректирующего сигнала Р. приводят к нарушению равновесия регулятора 20. в результате на выходе регу

лятора изменяется сигнал РБЬ(у воздействующий на исполнительное устройство 21, С помощью исполнительного устройства 21 изменяют расход дрожжевой суспензии, являющийся управляю- щим воздействием для температуры отработанного теплоносителя и влажности., до тех пор, пока соотношение рас-. PQ

ходов

не станет равным заданно20

25

30

я

35

40

45

50

55

из

Р р rW W3

му К. Равновесие наступает лишь при P(const, что возможно, как следует --- уравнений (2) и (3) , только при т.е. при влажности продукта, равной заданному значению. При этом, учитывая цель управления, совершенно безразлично, на каких значениях в установившемся режиме установятся температура отработанного теплоносителя и соотношение расхода топлива к расходу дрожжевой суспензии.

Температуру теплоносителя на входе в сушилку, измеряемую датчиком 11 температуры, поддерживают на заданном уровне при помощи регулятора 12 и исполнительного устройства 13, изменяющего подачу вторичного воздуха.

Уровень дрожжевой суспензии в сборнике 10 регулируют при помощи двухкас- кадной системы регулирования, Регулятор 18 уровня в зависимости от отклонения измеренного датчиком 19 значения уровня от заданного по одному из стандартных алгоритмов регулирования например, пропорционально-интегральному вырабатывает сигнал, поступающий в качестве задания на вход регулятора 15 расхода топлива, который воздействует на исполнительные устройства 16 и 17, изменяющие подачу топлива и первичного воздуха в топку Д. Изменение расхода топлива приведет в действие регулятор 20 соотношения, который начнет изменять расход дрожжевой суспензии, возвращая уровень в сборнике к заданному значению.

.Формула изобретения

г

Способ автоматического управления процессом распылительной сушки .жидких материалов путем изменения

расхода топлива в топку, регулкрова ния соотношения расходов топлива и распиливаемого материала изменением подачи последнего, стабилизации тем- иературы теплоносителя и измерения , концентрации влаги готового продук- та, отличающийся тем, что, с целью повышения точности управления, дополнительно ограничивают п сглаживают измеренное значение концентрации влаги готового продукта

регулируют расход топлива по уровню жидкого материала в сборнике, изменяют расход распиливаемого материала с задержкой относительно изменения расхода топлива, корректируют соотношение расходов топлива и материала по отклонению температуры отработанного теплоносителя, значение которой задают с учетом отклонения величины концентрации влаги готового продукта от заданного ее значения.

Изобретение относится к автоматизации и может быть использовано при управлении процессами сушки в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение точности управления. Способ предусматривает регулирование расхода топлива в зависимости от уровня жидкого материала в сборнике, регулирование расхода распыливаемого материала с задержкой относительно изменения расхода топлива, регулирование соотношения расходов топлива и материала с коррекцией по отклонению температуры отработанного теплоносителя от значения, устанавливаемого по отклонению концентрации влаги в готовом продукте от заданного значения. Измеренное значение концентрации влаги предварительно ограничивают и сглаживают. 1 ит. se

-а

Заданное значение

Влажности