Устройство для программного управления температурным режимом химического реактора Советский патент 1982 года по МПК B01J19/00 G05D27/00 

(5t) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕЖИМОМ ХИМИЧЕСКОГО Изобретение относится к программным регулирующим устройствам для управления параметрами технологического процесса, в частности температурным режимом химического реактора пе|риодического действия, например, реактора переэтерификации в производстве полиэтилентерефталата, и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности для вы вода непрерывных реакторов на заданный режим. Известно устройство для программного управления температурным режимом химических реакторов, содержа1чее сумматоры, элемент сравнения, командный блок, пульсирующее сопротивление корректор, командный блок в котором выполнен в виде задатчика импульсов Однако в известном устройстве генератор импульсов и корректор не имеют связи с параметрами объекта. Поэтому частота следования импульсов на исполнительный механизм и величина РЕАКТОРА этих импульсов, определяемая корректором, будут зависеть от заранее заданных и корректора. Это обеспечивает вывод химического реактора с некоторого начального состояния, на заданный температурный режим с заданной скоростью и стабилизацию достигнутого режима. Однако реализовать максимально допустимую, например, по условиям эксплуатации аппарата скорость вывода реактора на заданный режим известное устройство не позволяет потому, что даже незначительное измерение динамических свойств объекта по сравнению с условиями, при которых определялись настройки генератора импульсов и корректора, приведет к перерегулированию температуры реакционной массы или к т1слонению скорости вывода от максимально допустимой. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для программного управления температурным режимом химических ре39акторов,содержащее первый регулятор с подсоединенными к нему датчиком температуры реакционной массы и испол нительным механизмом, узел управления включающий элемент сравнения, сумматоры, задатчик, блок предварения, ключ, датчик температуры теплоносите ля и программныйзадатчик, подключен ный не вход регулятора, входы узла управления соединены с выходами датчиков температуры теплоносителя и реакционной массы, а выход связан с узлом настроек регулятора С21, 8 известном устройств.е осуществля ется автоматическая подстройка пара,метров регулятора в зависимости от измененил- постоянной времени объекта Этим частично устраняется указанный выше недостаток аналога Но известно устройство также не позволяет реализовать вывод реактора на заданный ре жим с максимально допустимой скоростью изменения температуры реакционной массы. Объясняется недостаток тем , что известное устройство обеспе чивает регулирование выходной величи ны по жесткой временной программе, с рмируемой программным задатчиком в виде задания регулятору температур реакционной массы, а подстройка параметров регулятора ведется узлом управления независимо от реализации программы. Поэтому при возмущении, например, по параметрам теплоносителя произойдет рассогласование во вре мени работы программного задатчика узла управления настройками регулятора. Разность между заданием регуля тору и температурой реакционной масс окажется значительной, а это приведет к перерегулированию, т.е. к перегреву реакционной массы. Целью изобретения является повыше ние производительности реактора за счет повышения точности регулировани I Поставленная цель достигается тем что устройство дополнительно содержит датчик температуры стенки реакто ра, второй регулятор, ячейку памяти, блок контроля отклонений и формирователь команд, при этом выход датчика температуры реакционной массы подклю -чен к первым входам блока контроля отклонений, сумматоров и блока предварения , выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, выход задагчика связан с первым входом ключа и вторым входом блока конт 2 РОЛЯ отклонении, выход которого соеД14нен со вто(ым входом ключа и первым входом формирователя команд, выход элемента сравнения через второй вход формирователя команд подключен к первому входу ячейки памяти, второй вход которой связан с выходом второго сумматора, а датчик температуры стенки реактора подключен ко второму входу первого сумматора, выход которого соединен с входом второго регулятора, выход которого подключен к второму входу второго сумматора, выход ячейки памяти соединен со вторым входом элемента сравнения и третьим входом ключа, выход которого подключен к камере задания первого регулятора. На чертеже приведена блок-схема устройства;. Устройство содержит химический реактор 1, датчик 2 температуры реакционной массы, первый регулятор3, исполнительный механизм А, узел управления 5, элемент сравнения 6,сумматоры 7 и 8 соответственно первый и второй, задатчик 9, ключ 10, блок предварения 11, датчик 12 температуры стенКи реактора, второй регулятор 13, ячейку памяти 1, блок 15 контроля отклонений, формирователь команд 16. Устройство работает следующим образом. После загрузки реактора 1 реакционной массой задатчиком 9 выставляют задание т., регулятору 3, соответствующее конечному значению температуры реакционной массы, и производят вклю-.чение устройства, При этом. Т;( (t) от датчика 2 температуры реакционной массы поступает на вход регулятора 3 и на первые входы блока 15 контроля отклонений, блока предварения 11 и сумматоров 7 и 8. На второй вход сумматора 7 подается сигнал Т, (t) от датчика 12 температуры стенки реактора, а сумматор 7 вырабатывает сигнал разности .({t) T2(t) T/i(t), который поступает на вход пропорционального регулятора 13, имеющего задание На выходе регулятора 13 появляется сигнал A(t) KprA,(t) +Дь (1) где К коэффициент усиления регулятора; выходной сигнал в равновесном состоянии. Сигнал &(t) поступает на второй вход сумматора 8, образующего сумму ТА (t) Т (t) + A(t). В первый момент времени t i 1 после включения устройства Т (1) Тд (3) и на выходе блока 15 контроля отклонений возникает сигнал, соответствующий логической 1. По это му сигналу от регулятора 3 отключается задатчик 9, срабатывает формиро ватель команд 16, а в ячейке памяти запоминается и проходит на входзадание регулятора 3 и второй вход элемента сравнения 6 значение сигнала Т (1) Тл (1) +д(1). Текущее значение температуры реакции массы начи нает выводиться регулятором 3 на уро вень Т( (1). Блок предварения 11 выра батывает сигнал

iJlu) T,(i)..

поступающий на первый вход элемента сравнения 6, реализующего следующий

алгоритм

fO при Т {i)T;(t),

т;(-и)

1 ПРИ т; (i)4T;;(t). Поскольку в первый момент времени после запуска устройства dljJl) 0,Ту((l) (П+Д(1)Т;|(l)T,j (1 сигнал выхода элемента сравнения Т,(2) равен логическому О до. тех пор, пока не станет удовлетворяться неравенство T(l)4T((t). В момент времени t i . сигнал выхода элемента сравнения (З) становится равным логической 1, срабатывает формирователь команд 16, в ячейке памят запоминается и проходит йа вход - за дание регулятору 3 и второй вход эле мента сравнения 6 значение сигнала J (2) Т;, (2) -л (2). Регулятор 3 начинает выводить температуру реекционной массы на уровень Тд (2). Цикл повторяется до тех пор, пока в момен времени t i К не начнет выполняться следующее условие т,а, (к) где -Дз допуск отклонения температуры реакционной массы от задания.

Формула изобретения

Устройство для программного управ 1ения температурным режимом химического реактора, содержащее датчик температуры реакционной массы, соединенный через первый регулятор с исполнительным механизмом, элемент сравнения, сумматоры, задатчик, ключ и блок В этот момент времени выходной сигнал с блока контроля отклонений 15 становится равным логическому О и по этой команде на вход - задание регулятора 3 подключается задатчик 9. Устройство переходит в режим стабилизации температуры реакционной массы на уровне Т (З). Как видно иа формул (1) и (2) величина приращения задания регулятору 3 пропорциональна отклонению Д;| (t) от заданного значения Ддеи при Дд (t) - О равна д. При постоянном термическом сопротивлении и теплоотдаче величина Д-, (t) характеризует текущее значение мощности теплового потока, проходящего через стенку, а Д/j. - мощность теплового потока, необходимого для компенсации теплопотерь. Ожидаемый экономический эффект v;T внедрения данного устройства составляет .20гЗП тыс,руб. отличающееся предварения, тем, что, с целью повыщения производительности реактора за счет повышения точности регулирования, оно дополнительно содержит датчик температуры стенки реактора, второй регулятор, ячейку памяти, блок контроля отклонений и формирователь команд, при этом выход датчика температуры реакционной массы подключен к первым входам блока контроля отклонений, сумматоров и блока предварения, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, выход задатчика связан с первым входом ключа и вторым входом блока контроля отклонений, выход которого соединен со вторым входом ключа и первым входом формирователя команд, выход элемента сравнения через второй вход формирователя команд подключен к первому входу ячейки памяти, второй вход которой связан с выходом второго сумматора, а датчик температуры стенки реактора подключен к второму входу первого сумматора, выход которого соединен с входом регулятора, выход ко7912262

торого подключен к второму входу второго сумматора, выход ячейки памяти соединен с вторым входом элемента сравнения и третьим входом ключа, выход которого подключен к камере задания первого регулятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № , кл. G Об М 1/02, 19б7. 5 2с Авторское свидетельство СССР ff , кл. Г, 05 D 23/19, 19б7.