Устройство для регулирования концентрации Советский патент 1980 года по МПК G05D11/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ

Изобретение относится к автоматическому регулированию неэлектрических величин и может быть использовано при регулировании концентрации электролитов гальванических ванн. Известна система регулирования ко центрации, содержащая датчик концент рации продукта и расхода сырья, регу лятор, исполнительный механизм и пос ледовательно соединенные блок . умножения и блок линеаризации, вход которого соединен с выходом датчика расхода сырья, вход блока умножения подклЛчен через .регулятор к выхо.цу датчика концентрации продукта, а выход блока умножения соединен с испбл нительным механизмом 1 . Недостатком указанной системы явл етс|г невысокая точность поддержания концентрации продукта в установке, что обусловлено ее инерционностью и большим Временем транспортного дывания.. . Наиболее близким по технической сущности к предузагаемому является ус ройство, для регулирования концентрации содержащее рабочий и вспомогательный резервуары и насос, соединен ные трубопроводами в замкнутый контур, первый сумматор, первый и второй входы которого соедин-ены соответственно через первый и второй блоки управления с первым и вторым датчиками концентрации, а первый и второй выходы соединены соответственно с первым и вторым исполнительными механизмами, установленными на первой и втором трубопроводах подвода реагентов к вспомогательному резервуару 2. Недостатком этого устройства является низкая точность поддержания концентрации, обусловленная тем, что в нем не обеспечивается регулирование концентрации на входе в. рабочий резервуар и скорости циркуляции смеси при отклонениях концентрации в рабочем резервуаре от заданного значения. Цель изобретения - повышение точности устройства. Эта цель достигается тем, что в устройство введен второй сумматор, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора, а выход - с приводом насоса, причем первый и второй датчики концентрации установлены соответственно на выходном и Екодном трубопроводах рабочего резервуара. На чертеже изображена функциональ ная схема устройства для регулирования концентрации. Устройство содержит рабочий 1 и вспомогательный 2 резервуары и насос 3 с приводом 4, соединенные трубопроводами 5, б,и 7 в замкнутый кон:тур/; первый сумматор 8, первый 9 и второй 10 входы которого соединены соответственно через первый 11 и вто.рой 12 блоки Управления; с первым 13 и вторым 14 датчиками концентрации, а. первый 15 и второй 16 выходы - соответственно с первым 17 и вторым 18 исполнительными мехайизмами, установленными на первом 19 и втором 20 трубопроводах подвода реагентов к вспомогательному резервуару, второй сумматор 21, первый 22 и второй 23 входы которого соединены соответствен но с первым 9 и вторым 10 входами пер вого сумматора 8, а выход 24 - с прив дом 4 насоса 3, причем первый 13 и вт рой 14 датчики концентрации установл соответственно на.трубопроводах 6 и 7. В трубопроводах 5 и б установле ны фильтры 25 и 26. Устройство работает следуницим образом. В исходном состоянии резервуары 1 к 2f а также трубопроводы 5, 6 и 7 заполнены раствором заданной концент рации. Обрабатываемых изделий.в рабо чем резервуаре 1 нет. Уровни сигнало с датчиков концентрации 13- и 14 соот ветствуют значению заданной концентрации. Сигналы на выходах блоков .управления 11 и 12 сумматора 8 и сум матора 21 имеют нулевой уровень. Исполнительные механизмы дозирования р агентов 17 и 18 закрыты. Насос 14 ра ботает с минимальной производительностью, обеспечивая скорость циркуляции раствора. При поступлении изделий в рабочий резервуар 1-й последующей их обработ ке Концентрация раствора в рабочем резервуаре 1, а в трубопроводах 6, 5 и 7 изменяется. Уровни си налов на выходе датчиков концентрации 13И 14 и соединенных с ними . входах блоков управления 11 и 12 отклоняются от заданного значения. В случае превышения заданной концентрации блоки управления; 11 и 12 вырабатывают положительный сигнал, при значении концентрации ниже задан ной - отрицательный. С выходов блоко управления 11 и 12 сигналы поступают соответственно на первые 9, 22 и вто рые 10, 23 входы сумматоров 8 и 21. выходов 15 и 16 сумматора 8 управляющие, сигналы поступают на соответствующие исполнительные, механизмы дози рования реагентов 17 и 1В. При этом управляющий сигнал на выходе 15 сум.матора 8 появляется, если суммарное начение выходных сигналов с блоков правления 11 и 12 больше нуля, а на ыходе 16 - если меньше нуля. Таким образом, сигналы на выходах 5 и 16 сугиматора 8 описываются соотетственно следующими системами уравений : -О при Y. + ,,4-У2При , Гч 0 при i, ,-V2fipn V, де Vi- сигнал на первом входе сумматора 8 ; Yj - сигнад на втором входе суммат ор а 8; , - сигнал на первом выходе сумматора 8 ; Yj, - сигнал на втором выходе сумматора 8, При наличии сигнала на выходе 15 ли 16 сумматора 8 соответствуюцщй исолнительный механизм дозирования еагента 17 или 18 открывается, и утем подачи реагентов в количестве, ависящем от уровня выходного сигнаа, обеспечивается корректировка конентрации . Подача реагентов прекращается, кога отклонение концентрации в трубопрооде 7 и трубопроводе 6 от ее заданноо значения будет одинаковым и различым по знаку. При этом среднее значеие концентрации в рабочем резервуаре будет равно заданному. Выходной сигал сумматора 1 равен сумме абсолютных начений входных сигналов. Он. описыватся следующим выражением . Таким образом, скорость циркуляции увеличивается при любых отклонениях . концентрации от заданного значения, чем достигается уменьшение инерционности установки и выравнивание концентрации в резервуаре 1. Например,, если концентрация в рабочем резервуаре 1 уменьшается,то в трубопроводе 6 она также уменьшается. На выходе блока управления 11 появляется отрицательный сигнал у, 0. Сигнал на выходе блока управления 12 имеет нулевой уровень. Тогда Yj + + О, На выходе 16 сумматора 8 появляется уттравляюидай сигнал Yi Yi YS Y, исполнительный механизм 18 открывается и обеспечивает подачу реагента. Концентрация в трубопроводах 5, 7 увеличивается до значения, при 1;сотором управляющий . сигнал снижается до нуля, т.е. Y Y + + Yj 0. Отсюда следует, что сигнал 2 ПО величине равен сигналу Y и противоположен ему по знаку. Следовательно, концентрация в трубопроводах 5, 7 превысит заданное значение на столько же, на сколько она ниже заданного значения в трубопроводе 6, чем и обеспечивается поддер жание среднего Значения концентрации в рабочем резервуаре 1 на уровне заданного значения. Так как iV,l tVa О, на выходе сумматора 21 появляется сигнал Y IY, + IVjl 2 IVil . Производительность насоса 3 увеличивается,чт приводит к увеличению скорости цирку ляции и уменьшению отклонений концентрации в трубопроводах 5, 6 и 7 от заданного значения, а также умень шению |V{ 1УИ иУ. Использование предлагаемого устройства повышачэт точность поддержани концентрации растворов в рабочем резервуаре при нанесении, например, химических и гальванических покрытий что обеспечивает-повышение качества покрытий, Формула изобретения Устрой-ство для регулирования концентрации, содержащее рабочий и вспомогательный резервуары и насос с приводом, соединенные трубопроводами в замкнутый контур, первый сумматор, первый и второй входы которого соединены соответственно через первый и второй блоки управления с пЪрвым-и вторым датчиками концентрации, а первый и второй выходы соединены соответственно с первым и вторым исполнительными механизмами, установленными на первом и втором трубопроводах подвода реагентов к вспомогательному резервуару, отличающееся тем, что, с целью повышения {точности устройства, в него введен второй сумматор, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора, а выход - с приводом насоса, причем первый и второй датчики концентрации установлены соответственно на выходном и входном трубопроводах рабочего резервуара. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 530317, кл. G 05 D 11/02, 1973. 2.Патент Франции № 2234600 кл. G 05 D 11/03, опубл. 1975 (прото