Устройство для автоматического управления периодическим процессом суспензионной полимеризации Советский патент 1983 года по МПК C08F2/18 G05D27/00 

клапану, выход первого реле сигнализации через третью панель дистанционного управления подключен к первому, второму и третьему отсечным клапанам 2 .

Недостатками данного устройства являются невысокие динамические ха(рактеристики в момент вывода реактора полимеризации на режим при колебании активности инициатора. Это объясняется тем, что вывод реактора на режим осуществляется при постоянной величине задания основному регулятору (подается с первой панели дистанционного управления). При этом основной регулятор реализует П-закон регулирования и настраивается таким образом, чтобы обеспечить подачу достаточного количества охлаждающей воды в линию циркуляции при наиболее интенсивном росте давления в реакторе (наибольшей активности инициатора) . Этим обеспечивается безаварийный вывод реактора на режим. Однако при меньшей активности инициатора возможно замедление вывода реактора нарежим за счет подачи чрезмерного количества охлаждающей воды (возможно даже гашение реакции, что вызывает необходимость повторного разогрева реакционной массы).

Цель изобретения - улучшение динамических характеристик устройства в момент вывода реактора на режим.

Указанная цель достигается тем, что устройство для автоматического управления периодическим процессом суспензионной полимеризации, содержащее -датчик давления в реакторе, датчики температуры в реакторе и в линии охлаждающей воды, реле переключения, основной регулятор давления - температуры и дополнительный пропорциональный регулятор, три панели дистанционного управления, блок предварения, три реле сигнализа ции, два регулирующих и три отсечных клапана, а также регулирующий манометр, дополнительно снабжено программным задатчиком, блоком включени и дополнительным реле сигнализации, вход которого подключен к выходу рел переключения, а выход через блок включения и программный задатчик соединен с камерой задания основного регулятора давления - температуры.

В качестве первого регулятора используется регулятор, реализующий ПИзакон регулирования.

Устройство может быть реализовано на базе блоков системы Старт ив виде автооператора, построенного на пневматических элементах системы УСЭППЛ.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит датчик давления в реакторе 1, регистрирующий манометр 2, датчики температуры в реакторе и охлаждающей воды 3 и 4, реле переключения 5, регуляторы б и 7, панели дистанционного управления 8-1 блок предварения 11, реле сигнализации 12-14, регулирующие клапаны 15 и 16, отсечные клапаны 17-19, реактор полимеризации 20, циркуляционный насос 21, реле сигнализации 22, блок включения 23 и программный задатчик 24..

Выход датчика давления в реакторе 1 соединен с первым входом реле переключения 5, выход датчика температуры в реакторе 3 подключен ко второму

входу реле переключения 5 и ко входам реле сигнализации 12 и 14. Выход датчика температуры в линии охлаждающей воды 4 подключен ко входу реле сигнализации 13 и к камере задания дополнительного регулятора 7. Выход реле сигнализации 14 соединен со входом питания реле сигнализации 13, выход которого подключен к управляющему входу реле переключения 5. Выход реле переключения 5 соединен со входом блока предварения 11, выход которого подключен ко входу основного регулятора б и входу дополнительного реле сигнализации 22, выход которого соединен со входом блока включения 23. Выход блока включения 23 подключен к управляющему входу программного задатчика 24, выход которого соединен с камерой згщания основного регулятора 6. Выход последнего подключен ко входу дополнительного регулятора 7, а через панель дистанционного управления 8 - к регулирующему клапану 15. Выход дополнительного регулятора 7 через панель дистанционного управления 9 подключен к регулирующему клапану 16. Выход реле сигнализации 12 через панель дистанционного управления 10 подключен отсечным клапанам 17-19.

Устройство работает следующим образом.

После проведения подготовительных операций: загрузки реакционной массы в реактор 20, включения мещалки реактора, заполнения циркуляционной системы водой и включения циркуляционного насоса 21 переключатель на панели 10 . ставится.в положение Автомат , открывая выход с реле сигнализации 12. При этом система начинае работать автоматически.

в исходном состоянии выходной сигнал с реле сигнализации 12 Рд,, 1,0 кгс/см . При этом нормально закрытые клапаны 17 и 18 открыты, а нормально открытый клапан 19 закрыт.

Разогрев реактора 20 осуществляется посредством циркуляции в его рубашке горячей водал. Горячая вода непрерывно поступает из линии через клапан 18 к насосу 21, а излишки так же непрерывно сливаются из системы . через клапан 17. Температура в реакторе непрерывно замеряется датчиком температуры 3, выходной сигнал которого поступает на вход реле сигнализации 12. При до стижении заданной величины температу ры в реакторе реле 12 срабатывает и на его выходе появляется нулевой сигнал. При этом закрываются клапаны 17 и 18 и открывается клапан 19. Дальнейший разогрев реактора до выхода на режим осуществляется за счет накопленного в системе тепла и тепла начинающейся реакции полимеризации. Выход на режим и регулирование процесса по давлению производится сл дующим образом.( Сигнал с датчика давления IB реакторе 1 свободно проходит реле переключения 5, блок предварения 11 и поступает на регулятор 6. При достижении заданной величины давления в реакторе срабатывает реле сигнализации 22, переключается блок включения 23, включая в работу программный задатчик 24. Выходной сигнал с задатчика 24, изменяющийся по времени в соответствии с заданной программой, начинает поступать в камеру задания регулятора 6, который отрабатывает соответствующий выходной сигнал, поступающий на регулирующий клапан 15 на л.инии подпитки холодной воды в систему циркуляции. Программный дискзадатчика 24 профилируется в соответствии с характером изменения давления в реакторе при плавном выходе на режим при средней активнос и загруженного инициатора. При применении инициатора меньшей активности выходной сигнал регулятора б корректируется за счет И -со тавляющей, а при применении инициатора большей активности - за счет И-составляющей регулятора и Д-составляющей от блока предварения 11. I Таким образом обеспечивается пла ный выход реактора на режим при раз личной активности инициатора. Исклю чается при этом также возможность гашения реакции полимеризации. Выходно.й сигнал регулятора 6 поступает также на вход регулятора 7, в камеру задания которого поступает выходной сигнал с датчика температу ры охлаждающей воды. В начале опера ции при температуре циркуляционной воды выше определенного значения с датчик а 4 не поступает сигнал и регулятор 7 в работе не Участвует. Регулирование давления при этом в начальной и средней стадии операции существляется регулятором 6 с поощью клапана 15 на подпитке холодной воды на всасывающей линии насоса. Излишки воды из системы сливаются через клапан 19. : В процессе реакции полимеризации температура циркуляционной воды непрерывно снижается за счет ухудшения условий теплосъема через стенки реактора, на регулятор 7 начинают поступать возрастающий сигнал с датчика температуры 4 и регулятор 7 вступает в работу, управляя клапаном 16,имеющим значительно большее проходное отверстие, чем клапан 15. При дальнейшем снижении температуры циркуляционной вода) ниже заданного значения срабатывает реле сигнализации 13, настроенное на максимум, на его выходе происходит изменение сигнала с 1 кгс/см на О, что. приводит к переключению реле S. Реле сигнализации 13 получает питание от реле 14, настроенного на максимум и срабатывающего от датчика температуры в реакт;оре 3. Таким образом, переключение реле 5 возможно только при-определенной температуре в реакторе. При этом отсекается выход с датчика давления 1 и на вход регулятора б поступает сигнал с датчика температуры в реакторе 3. Дальнейшее регулирование процесса полимеризации продолжается по температуре в реакторе (конечная стгщия). По окончании процесса полимеризации происходит снижение температуры и давления в реакторе. При этом происходит обратное переключение реле 5 и закрываются клапаны 15-и 16. Переключатель панели дистанционного управления 10 ставится в положение ручное управление и закрывается клапан 18. Задатчик 24 ставится в исходное состояние. Реактор готов к выгрузке продукта. I Таким образом, предлагаемое устройство автоматического управления позволяет исключить возможность перегрева реактора и выброса реакционной массы и, тем самым, обеспечить вывод реактора на режим за минимально возможное, с точки зрения беэопасности процесса, время это обеспечивает экономическую эффективность устройства. Формула изобретения Устройство для автоматического управления периодическим процессом суспензионной полимеризации, содержащее датчик давления в реакторе, датчики температуры в реакторе и в линии охлаждающей воды, реле переключения.

основной регулятор давления - температуры и дополнительный пропорциональный регулятор, три панели дистанционного управления, блок предварения, три реле сигнализации, два регулирующих и три отсечных клапана, а также регистрирующий манометр, о тличающееся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик в момент вывода реактора на режим, оно снабжено прогргиимным задатчиком, блоком включения и дополнительным реле сигнализ:ации, вход которого подключен к выходу реле переключения , а выход через блок включения и программный задатчик соединен с камерой задания основного регулятора давления-температуры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Голубятников В.А. и Жувалов В,В Автоматизация производственных процессов и АСУП в химической промышленности М. , Химия, 1979, с. 220-222, рис. 114.

2. Авторское свидетельство СССР 284297, кл. С 08 F 2/18, 1965 (прототип).