(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЮЦЕССОМ ОБЖИГА КЕРАМЗИТА И УСТЮЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
1
Изобреуение относится к производству строительных материалов, а именно, к шособам и устройствам для управления процессом обжига керамзита в кольцевых карусельных печах.
Известен способ управления процессом обжига керамзита, состоящий в стабилизации расхода топлива, изменении частоты вращения печи и подачи полуфабриката в зависимости от величины отклонения насыпной плотности керамзита от заданной, а также устройство для его осуществления, включающее измеритель и задатчик насьшной плотностиПодключенные на входы устройства сравнения, причем выход последнего соединен с входами регуляторов частоты вращения печи и подачи полуфабриката 1 .
Применение данного способа и устройства йозволяет стабилизировать насыпную плотность керамзита, но не обеспечивает оптимального ведения процесса обжига (в смысле получения продукта с минимальной наа 1пной плотностью) при изменении физико-хнмических свойств исходного сырья.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ управления процессом обжига керамзита преимущественно кольцевой печи, включающий отслеживание
минимальной величины измеряемой насыпной плотности керамзита путем шагового ;воздействия на температуру обжига, и устройство для
10 управления процессом обжига керамзита, включающее измеритель насыпной плогности, экстремальный регулятор и регулятор температуры обжига J2D.
15
Известные способ и устройство не обеспечивают получения керамзита с минимальной насыпной плотностью для данного физико-Miмического состава исходного сырья, в связи
20 с тем, что для управления процессом обжига не используется второй важнейший параметр, )пределяющий качество керамзите, - время )бжига (частота вращения печи). 39 Кроме того, не обеспечивается коррекция процесса обжига в зависимости от прочности керамзита. Целью изобретения является повышение качества управления. Цель достигается тем, что согласно способу управления процессом обжига керамзита преимущественно в кольцевой пеш, включающем отслеживание минимальной величины измеряемой насыпной плотности керамзита путем шагЪвого воздействия на температуру обжига, дополнительно измеряют прочность керамзита, производят шаговое воздействие на частоту вращения печи и изменяют подачу полуфабриката в печь, причем шаговое воздействие на частоту вращения печи чередуют с шаговым воздействием на температуру обжига при одновременном изменении подачи полуфабриката в печь, а при отклонении измеряемой прочности керамзита от заданного значения. осуществля ют коррекцию отслеживания минимальной вели чины насыпной плотности керамзита. Кроме того, отслеживание минимальной величины насыпной плотности керамзита осуществляют через дискретные промежутки времени, определяемые скоростью дрейфа зкстремума. Причем при коррекции отслеживания одйого шагового воздействия, изменение которого вызвало несоответствие требуемой и фактической прочности при одновременном снижении насьшной плотности керамзита, устанавливают значение предыдущего шага и осуществляют переход на поиск минимальной величины изменением другого шагового воздействия, при одновременном же увеличении насыпной плотно ти поиск минимальной величины продолжают изменением, первого шагового воздействия в противоположном направлении. Устройство управления процессом обжига . керамзита, включающее измеритель насыпной плотности, экстремальной регулятор и регулято температуры обжига, снабхсено регулятором час тоты вращения печи, регулятором производительности, измерителем прочности керамзита, и блоком формирования сигналов ограничения, а экстремальный регулятор выполнен двухканальным, причем измеритель насьшпой плотности подключен к одним из входов экстремального регулятора и блока формирования сигнал ограничения, с другим входом которого соединен измеритель прочности керамзита , а выход подключен к другому входу экстремального регулятора, выходы экстремального регулятора соединены с регулятором температуры обжига, с регулятором частоты вращения печи и регулятором производительности. .На фиг. 1 показана зависимость насыпной плотности керамзита от температуры t и време ни Т обжига; на фиг. 2 - зависимость требуеМОЙ минимальной прочности R от насыпной его плотности V; на фиг. 3 - блок-схема устройства, реализующего данный способ. Процесс обжига керамзита представляет собой объект управления с экстремальной характеристикой зависимостинасыпной плотности (регулируемый параметр) от температзфы и времени обжига (регулирующие воздействия) Причем , при измене1ши физико-химических свойств исходного сырья наблюдается дрейф экстремальных характеристик. В связи с этим, для оптимизации процесса обжига необходимо постоянно отсле |; ивать положение экстремума минимума насьшной плотности керамзита. Причем, каждой марке керамзита по насьшной плотности должна соответствовать определенная минимальная прочность, при которой керамзит удовлетворяет требованиям по качеству (заштрихованная область на фиг. 2). При прочносносги полученного керамзита, меньшей минимальной для соответствующей марки керамзита по насьшной плотности, процесс обжига необходимо корректировать. Устройство для реализации способа работает следующим образом. На выходе печи 1 контролируется насьшная плотность керамзита измерителем 2, сигнал от которого поступает на вход двухканального зкстремального регулятора 3, осуществляющего автоматический поиск, пробные шаговые изменения двух регулирующих воздействш путем изменения задания регуляторам температуры 4 и частотм вра дения печи 5, анализ результатов пробных шагов и определение направлений дальнейишх изменений регулирующих воздействий. Поиск экстремума может осуществляться, например, путем последовательной по методу Гаусса-Зайделя оптимизации по каждому регулирующему воздействию. При незначительных скоростях дрейфа экстремальной характеристики с целью уменьшения износа исполнительных устройств, отслеживание экстремума целесообразно производить не непрерывно, а через дискретные промежутки времени, называемые периодом повторения. При изменении частоты вращения печи одновременно корректируется задание регулятору 6 производительности питателя печи. Изменение температуры обжига может осуществляться , например, путем изменения подачи топлива, а частота вращения печи - путем изменения частоты вращения приводного электродвигателя. В связи с тем, что прочность керамзита также является нелинейной функцией регулирую щих воздействий, в процессе экстремального управления возможен выход системы в область параметров регулирующих воздействий, при которых получаемый керамзит не удовлетворяет требованиям стандарта по прочности. 5 .9 Следовательно, величина прочности керамзита выполняет роль технологического ограничения, лимитирующего снижение его насыпной плотности. Наложение этого ограничения осуществляется следующим образом. Прочность керамзита на выходе печи контролируется измерителем 7 прочности ,сигнш1 которого подается на вход блока 8 формирования сигнала ограничения. На этот же блок подается сигнал измерителя 2 насыпной плотности, который в соответствии с заданным алг ритмом , например, в соответствии с зависимос|Тью (фиг. 2) преобразуется в сигнал, пропорциональный требуемой минимальной прочности для данной марки керамзита по насьшной плотности, сравнивается с сигналом измерителя 7 прочности и при меньших значениях последнего блоком 8 формируется сигнал ограничения, который подается на вход экстремаль ного регулятора 3. При зтом, если одновременно произопшо снижение насыпной плотности керамзита .регулирующему воздействию, изменение которого вызывало несоответствие требуемой и фактической прочности устанавливается значение предыдущего щага и осуществляется переход на поиск экстремума изменением второго регулирующего воздействия, если же произощло увеличение насьшной плотности, поиск экстремума продолжается изменением данного регулирующего воздействия в противоположном направлении. Таким образом, применением предлагаемого способа и устройства достигается оптимизащ1я процесса обжига в смысле минимизащ1И насьшной плотности керамзита при изменении физико-химических свойств сырья, снижение тем самым удельных расходов сырья и энерго ресурсов и повыщение эффективности работы печи в целом. Расчетный годовой экономический эффект на одну печь составит 20 - 30 тыс. руб. Формула изобретения 1. Способ управления процессом обжига керамзита преимущественно в кольцевой печи, включающий отслеживание минимальной величины измеряемой насыпной плотности керамзита путем щагового воздействия на температуру обжига, отличающийся тем, что. с целью повышения качества управления. 2 дополнительно измеряют прочность керамзита, производят щаговое воздействие на частоту вращения печи и изменяют подачу полуфабриката в печь, причем щаговое воздействие на частоту вращения печи чередуют с щаговым воздействием на температуру обжига при одновременном изменении подачи полуфабриката в печь, а при отклонешш измеряемой прочности керамзита от заданного значения осуществляют коррекцию отслеживания минимальной величины насыпной плотности керамзита. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, отслеживание минимальной величины насыпной плотности керамзита осуществляют через дискретные, промежутки времени, определяемые скоростью дрейфа экстремума. 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что. при коррекции отслеживания одного щагового воздействия, изменение которого вызвало несоответствие требуемой и фактической прочности при одновременном снижении насыпной плотности керамзита, устанавливают значение предыдущего шага и осуществляют переход на поиск минимальной величины измене1шем другого щагового воздействия, при одновременном же увеличении насыпной плотности поиск минимальной величины продолжают изменением первого шагового воздействия в противоположном направлении. 4. Устройство для управления процессом обжига керамзита, включающее измеритель насыпной плотности, экстремальный регулятор и регулятор температуры обжига, о т л и чающееся тем, что оно снабжено регуля Р вращения печи, регулятором производительности, измерителем прочности керамзита и блоком формирования сигнала ограничения, а экстремальный регулятор выполнен двухканальным, причем измеритель насыпной плотности подключен к одним из вхот дов экстремального регулятора и блока формирования сигнала ограничения, с другим входом которого соединен измеритель прочности керамзита, а выход подключен к другому входу экстремального регулятора, выходы экстремального регулятора соединены с регулятором температуры обжига, с регулятором частоты вращения печи и регулятором производительности,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 461294, кл. С 04 В 33/32, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР № 278513, кл. С 04 В 33/32, 1970 (прототип).
Y.
от.
/ //////4
I
/ХУ/УХу
опт
ФмгЛ
///////// /
У //////
.l
Фиг.З
