Способ автоматического управления процессом выпаривания Советский патент 1992 года по МПК B01D1/30 G05D27/00 

-з

Ё

Изобретение относится к способам автоматического управления процессом выпа- ривани я. Целью изобретения является снижение потерь сахара при выпаривании. В способе задают предельно-допустимые значения давления греющего пара, по достижении паром предельно-допустимого значения корректируют расход исходного раствора в зависимости от разности предельно-допустимого значения и скорректированного заданного значения давления греющего пара, а при полном открытии клапана на линии подачи пара - в зависимости от разности текущего и скорректированного заданного значений давления греющего пара. 1 ил.

Изобретение относится к способам управления процессами выпаривания растворов и суспензий и может быть использовано в сахарной, пищевой и микробиологической промышленности.

Целью изобретения является снижение потерь сахара при выпаривании.

На чертеже представлена схема устройства для реализации данного способа автоматического управления выпарной установкой.

Устройство содержит выпарной аппарат 1, сборник 2 диффузионного сока, датчик 3 расхода диффузионного сока в выпарной аппарат, датчик 4 давления пара в греющей камере выпарного аппарата, датчик 5 уровня сока, датчик 6 плотности (концентрации) сока в сборнике перед выпаркой, датчик 7 уровня сиропа в выпарном аппарате, датчик 8 температуры сиропа с выпарном аппарате, связанные с соответствующими основными регуляторами - регулятором 9 расхода сока на выпарку, связанного с исполнительным механизмом 10, установленным на линии подачи сока на выпарку, регулятором 11 давления пара на выпарку, связанным с исполнительным механизмом 12, установленным на линии подачи пара в греющую камеру выпарного аппарата, и корректирующими регуляторами 13-17, регулятором 13 по уровню сока, регулятором 14 по плотности (концентрации) в сборнике перед выпарным аппаратом, регулятором 15 по уровню сиропа в выпарном аппарате, регулятором 16 по уровню сока в сборнике перед выпарным аппаратом, регулятором 17 по температуре сиропа в выпарном аппарате.

2 сл го

00

Выходы корректирующих регуляторов 13-17 связаны с сумматорами 18-21. Выход сумматора 20 связан с заданием регулятора 9. Выход сумматора 21 связан с переключателями 22 и 23. Переключатель 22 связан с заданием регулятора 11 и задатчиком 24, выход которого также связан с заданием регулятора 11. Переключатель 23 связан с корректирующим регулятором 25 и задатчиком 26, выходы которых связаны с сумматором 27, выход которого связан с сумматором 18. На вход сумматора 27 поступают также сигналы от регулятора 28 и задатчикэ 29, связанных своими входами с выходом переключателя 30. На вход переключателя 30 поступают сигналы от регулятора 11. На входе регулятора 28 поступает сигнал от датчика 4.

Устройство работает следующим образом.

При изменении уровня в выпарном аппарате в сторону увеличения или уменьшения и постоянных значениях уровня сока в сборнике перед выпаркой, плотности (концентрации) сока перед выпаркой, давления пара в греющей камере выпарного аппарата и температуры сиропа в выпарном аппарате, соответствующих заданным, регулятор 15 вырабатывает управляющее воздействие, которое по своему значению меньше предыдущего при увеличении уровня от заданного значения или больше предыдущего при снижении уровня от заданного значения.

Поступая в сумматор 20 со знаком плюс, оно уменьшает или увеличивает результирующий сигнал сумматора, уменьшения или увеличивая задание регулятору 9. Регулятор 9 в соответствии с новым заданием прикрывает исполнительный механизм 10 (при увеличении уровня в аппарате 1)или приоткрывает (при снижении уровня в аппарате 1), уменьшая или увеличивая значения расхода сока в выпарной аппарат 1. Если при этом изменится плотность (концентрация) сока в сборнике перед выпаркой в большую или меньшую сторону, регулятор 14 вырабатывает управляющее воздействие, по своему значению больше (в случае увеличения плотности (концентрации) сока или меньше предыдущего в случае уменьшения плотности (концентрации) сока, которое, поступая в сумматор 19 со знаком плюс, увеличивает или уменьшает результирующий сигнал сумматора 19, который, поступая в сумматор 20, увеличивает или уменьшает его результирующий сигнал, увеличивая или уменьшая задание регулятору 9.

Регулятор 9 в соответствии с новым заданием увеличивает или уменьшает степень

открытия исполнительного механизма 10, увеличивая в случае увеличения плотности (концентрации) сока или уменьшает в случае уменьшения плотности (концентрации) сока

расход сока на выпарку, предотвращая тем самым изменение уровня в выпарном аппарате от изменения плотности (концентрации) сока на входе в выпаркой аппарат. Если при этом изменится уровень сока

0 в сборнике перед выпаркой в большую или меньшую сторону, то регулятор 13 вырабатывает управляющее воздействие, которое по своему значению больше (при увеличению уровня в сборнике) или меньше

5 предыдущего (при снижении уровня в сборнике). Управляющий.сигнал регулятора 13 поступает в сумматор 18 со знаком плюс, увеличивая при этом или уменьшая его результирующий сигнал, который в свою

0 очередь, поступая в сумматоры 19 и 20, увеличивает их результирующие сигналы, увеличивая задание регулятору 9.

Регулятор 9 в соответствии с новым заданием увеличивает или уменьшает степень

5 открытия исполнительного механизма 10, увеличивая или уменьшая расход сока на выпарку. Одновременно при этом регулятор 16 вырабатывает управляющее воздействие, которое по своему значению больше

0 (при увеличении уровня) или меньше (при снижении уровня) предыдущего и которое, поступая в сумматор 21 с знаком плюс увеличивает или уменьшает его результирующий сигнал, поступающий в переключа5 тель 22. Если при этом окажется, что результирующий сигнал сумматора 21 будет меньше или равен по своему значению предельно допустимому значению давления в греющей камере, то переключатель 22 пода0 ет этот сигнал в качестве задания регулятору 11.

Регулятор 11 в соответствии с новым заданием увеличивает или уменьшает степень открытия исполнительного механизма

5 12, увеличивая (при повышении уровня сока с вборнике) или уменьшая (при снижении уровня сока в сборнике) давление пара в греющей камере, предотвращая таким образом изменение уровня в выпар0 ном аппарате при изменении расхода сока на выпарку в связи с изменением уровня в сборнике сока перед выпаркой. Одновременно сигнал от сумматора 21 поступает также на вход переключателя 23. Если при

5 этом сигнал от сумматора меньше или равен предельно допустимому значению давления в грающей камере, то переключатель 23 включает за датчик 26, выдающий сигнал 6, который поступает в сумматор 27.

Если сигнал от сумматора 21 по своему значению больше предельно допустимого значения давления в греющей камере, то переключатель 22 включает за датчик 24, который в качестве задания регулятору 11 вы- ставляет предельно допустимое значение давления в греющей камере выпарного аппарата, а переключатель 23 включает регулятор 25, который вырабатывает управляющий сигнал в соответствии с раз- ностью значений выходного сигнала сумматора 21 и предельно допустимого значения давление в выпарном аппарате.

Сигнал от регулятора 25 поступает со знаком минус на вход сумматора 27, уменьшая результирующий сигнал, и через сумматоры 18-20 в конечном счете уменьшает задание регулятору 19. Регулятор 9 в соответствии с новым заданием уменьшает степень открытия исполнительного меха- низма 10, уменьшая расход сока на выпарку, упреждая тем самым повышение уровня в выпарном аппарате при повышении уровня в сборнике сока перед выпаркой, когда давление в греющей камере выпарного an- парата достигает предельно допустимого значения.

При изменении температуры сиропа в большую или меньшую сторону от заданного значения регулятор 17 вырабатывает уп- равляющее воздействие, которое, поступая в сумматор 21 со знаком минус, уменьшает при увеличении температуры от заданного значения) или увеличивает (при снижении температуры от заданного значения) ре- зультирующий сигнал сумматора 21. При этом, если значение выхода сумматора 21 не достигает предельно допустимого значения давления в греющей камере выпарного аппарата, переключатель 22 выставляет значение выхода сумматора 21 в качестве задания регулятору 11, а переключатель 23, включает задатчик 26, который подает О на вход сумматора 27. Регулятор 11 в соответствии с новым заданием прикрывает(в случае увеличения температуры в греющей камере от заданного значения) или приоткрывает (в случае снижения температуры сиропа от заданного значения) исполнительный механизм 12 уменьшая или увеличивая давление в греющей камере, тем самым снижая или увеличивая температуру сиропа в выпарном аппарате.

Если значение выхода сумматора 21 превышает предельно допустимое значе- ние давления в греющей камере выпарного аппарата, то переключатель 22 включает задатчик 24, выставляющий в качестве задания регулятору 11 значение предельно допустимого давления в греющей камере

выпарного аппарата, а переключатель 23 включает регулятор 25, который вырабатывает управляющее воздействие в соответствии с разностью значений выходного сигнала сумматора 21 и предельно допустимого значения давления в выпарном аппарате.

Сигнал от регулятора 25 поступает со знаком минус на вход сумматора 27. уменьшая его результирующий сигнал, и через сумматоры 18-20 в конечном счете уменьшая задание регулятору 9. Регулятор 9 в соответствии с новым заданием уменьшает степень открытия исполнительного механизма 10, уменьшая расход сока на выпарку, в результате чего температура сиропа в выпарном аппарате повышается в условиях, когда давление в греющей камере выпарного аппарата достигает предельно допустимого значения. Если при полном открытии исполнительного механизма 12, давление в греющей камере выпарной установки не достигает заданного значения, что свидетельствует об ограниченной возможности увеличения подачи пара на заводе, переключатель 30 включает корректирующий регулятор 28.

Регулятор 28 вырабатывает управляющее воздействие, соответствующее разности текущего и заданного значений давления в греющей камере выпарного аппарата, которое, поступая в сумматор 27 с знаком минус, уменьшает его результирующий сигнал и через сумматоры 18-20 в конечном счете уменьшает задание регулятору 9 Расход сока на выпарку уменьшается, упреждая тем самым повышение уровня в выпарном аппарате из-за падения давления в линии подачи пара на выпарку.

Если текущее значение давления в выпарном аппарате соответствует заданному значению, а расход сока на выпарку ниже регламентного и исполнительный механизм 12 открыт не полностью, что будет свидетельствовать о неполном использовании возможности изменения подачи пара в греющую камеру выпарного аппарата и о неоправданном снижении производительности выпарной установки, переключатель 30 выключает регулятор 28 и включает задатчик 29, выходной сигнал которого равен 0. Выходной сигнал задатчика 29 поступает на вход сумматора 27, увеличивая его результирующий сигнал и в конечном счете через сумматоры 18-20, увеличивая задание регулятору 9. Расход сока на выпарной аппарат увеличивается.

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом выпаривания в выпарном аппаpare со сборником исходного раствора, включающий измерение уровней в сборнике и выпарном аппарате, давления греющего пара, температуры сиропа в выпарном аппарате, изменение расхода исходного раствора в зависимости от уровня в выпарном аппарате, изменение расхода греющего пара в зависимости от уровня в сборнике, коррекцию заданного значения давления пара в греющей камере по уровню в сборнике, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь сахара при выпаривании, задают предельно допустимые значения давления греющего пара, измеряют плотность исходного раствора в сборнике, изме0

5

няют расход исходного раствора в зависимости от уровня в сборнике и плотности исходного раствора, изменяют расход греющего пара в зависимости от температуры в выпарном аппарате, при достижении давления греющего пара предельно допустимого значения корректируют расход исходного раствора в зависимости от разности предельно допустимого значения и скорректированного заданного значения давления греющего пара, а при полном открытии клапана на линии подачи пара - в зависимости от разности текущего и скорректированного заданного значений давления греющего пара.

I