Система автоматического управления процессом варки целлюлозы Советский патент 1983 года по МПК G05D27/00 

(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВАРКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Изобретение относится к целЯВлоЗно-бумажному производству и может быть использовано для автоматического управления процессом варки целлюлозы..

Известна система автоматического :управления процессом варки целлюлозы, содержащая датчики расходов и концентрации активных реагентов, температуры .варочного раствора и давления в варочном котле, соединенные с соответствующими входами блока коммутации, вычислительный блок, выход которого через блок управления связан с исполнительными механизмами регулирования расхода щепы, химикатов, пара на нагрев и расхода целлихпоэной Массы из котла f .

Недостатком Данного изобретения является низкая эффективность управления.

Цель изобретения - повышение эффективности управления.

Указанная цель достигается- тем, что система автоматического управления процессом варки целлюлозы, содержащая датчики расходов и концент|ргщии активных реагентов, температуры варочного раствора и давления в варочном котле, соединенные с cooTseTi д

ствующими входами блока JCOMмутации, вычислительный блок, выход которого через блок управления связан с исполнительными механизмами регулирования расхода щепы химикатов, пара на нагрев и расхода цeлJпoлoзнoй массы из котла, имеет датчики степени Открытия регулирующих клапанов иешолнительных ме10ханизмов регулирования расхода щепы, химикатов, пара на нагрев и расхода целлюлозной массы из котла, дополнительный блок коммутации, блок распознавания стадий варки в кот15ле, задатчик, блок генерации контрольных функций физико-химических преобразований tipouecca , при этом датчики степени открытия регулирующих клапанов исполнительных механизмов соединены с соответствухядами вхо

20 дами дополнительного блока.коммутаций, выход тсоторого. связан спервью входом блока распознавания стадий варки в котле, второй вход которого со25единен с выходом блока коммутации, .причем первый выход блока распознавания стадий варки в котле связан с первым входом вычислительного блока, а его второй выход соединен со входе блока генер&цни контрольных

30 функций физико-химических преобразо.ваний процесса, выход которого свя зан со вторым входсм вычислительного блока, третий вход которого соединен с. залатчиком. На чертеже представлена -принципи.альная рхема системы айтоматического управления процессом варки целлюлозы Она содержит датчики 1,2 соответственно расхода и концентрации актив ных реагентов, датчики 3 и 4 темпера туры варочного раствора, датчик 5 давления в варочном котле б. Датчики 1-5 соединены с входом блока 7 ком мутации, выход которого связан с одним из входов блока 8 распознавания стадий варки в котле 6. Другой вход блока 8 соединен с вы ходом блока 9 коммутации, входы которого связаны с датчиками 10-13 степени открытия регулирующих клапанов исполнительных механизмов 14 - 1 регулирования соответственно расхода пара на. нагрев, поступающего в калоризатор 18, расхода целлюлозной массы из котла, щепы, химикатов. Первый выход блока 8 соединенс входом вычислительного блока 19, а его второй выход через блок 20 генераций контрольных функций физико-химических преобразований процесса связан с другим входом блока 19, третий вход которого соединен с задатчиком 21. Выход вычислительного блока 19 связан с блоком 22 управления, соединенного с кспойнительными механизмами 14-17 . и исполнительным мexaниз юм 23 удаления газовой смеси. Периодический процесс варки осуществляется в группе варочных аппаратов (на чертеже условно показан один объект управления Работа системы осуществляется еле |Дующим образом. При включении системы в любой точке объекта управления сигналы с датчи ков положений клапанов исполнительных механизмов 10 - 13 поступают в блок 9 коммутации дискретных сигналов, а сигналы с аналоговых датчиков 1-5 поступают в блок 7 коммутации сигналов . Из блоков 7 и 9 сигналы поступают в блок 8, назначением которого является распознание управляемой CTarf дии объекта и формирование соответствующих алгоритмов управления. S; Х(12)ЛХ,{13)ЛХ(10)ЛХ(11)ЛЬ,(, )л 4.L,,(Cg-C3 J (Pg ) где x(i) - положения вентилей исполнительных механизмов, L-(} -Приращение температуры (Т), концентраций реагентов (С), давление (Р) и времени (t) варки. По зависимости (1) разпознается технологическая стадия процесса варки и подается соответствукедий сигнал ,В блок 20 генерации контрольной функдни данной стадии. При этом блок генерьции контрольной функции выполняют алгоритмом Г iK: h itldt при i j f gW.l(c)dinpH k, .. , . o ГД§Ь х,адтхде,; Х5ЯД-Хдйст- соответственно заданное и действительное знача ние контролируемого выходного параметра стадии; .д(Т) - функция чувствительности процесса к изменению температуры, например, нд стадии пропитки щепы химикатами g(T)Dol- i/ T(tj а „а стадии химических превращений (выдержка на конечной температуре) д(т)-.к;,егде DQ, KO - предэкспоненты; Е,Е2 - соответственно значения энергий активизации процессов пропитки и химических превращений; T(t) - температура процесса в момент времени; R - газовая постоянная; f(c) - функция, оцениваквдая изменение концентрации (с) активного реагента. Во всех стадиях f(с) с (t ). В соответствии с сигналом блока 8 блоком 20 генерируется либо первый F , либо второй Fg вид контрольной функции стадии процесса. Сгенерированная функция со своими коэффициентами автоматически интегрируется в вычислительном блоке 19 системы и ее действительное значение сравнивается с заданным значением, поступившим из задатчика 21, гра ничных условий технологического процесса. Сигнал рассогласования (или равенства) поступает в блок 22 управлений для выработки управлянвдего воздействия. Управляквцее воздействие (степень ткрытия регулируклцего клапана - и) пределяется в зависимости от велиины рассогласования регулируемого аоаметоа: иЫ ( + к,5ем при iew-stn- l o 6ui:ni-{ при о при ethi tn-o де 1«Хз,д-Хде JM4 .e- ад действ заданое и действительное значение регуируемого параметра х, К - значение коээфицииента усиirения. С блока 22 управляющие сигналы оступают на исполнительные механизмы 14 -17 и J3, Таким образом, использование предлагаемой системы Дозволяет повысить эффективность управления процессом варки целлюлозы. Формула изобретений Система автоматического управления процессом варки целлюлозы, содержащая датчики расходов и концентрации активных реагентов, температуры варочного раствора и давление в варочном котле, соединенные с соответствующими входами блока коммутации, вычислительный блок, выход которого через блок управления связан с исполнительными механизмами регулирования расхода щепы, химикатов, пара на нагрев и расхода целлюлозной массы из котла, отличающеёс я тем, что , с целью повышения 1Эффёктивности управления, она имеет датчики степени открытия регулирую цих клапанов исполнительных механизмов, регулирования расхода щепы,химик ,тов,пара на нагрев и расхода целлюлозной масЪы из котла, дополнительный блок коммутации, блок распознавания стадий варки в котле,задатчик,блок генерации контрольных функций физико-хи мических преобразований процесса,при этом датчики степени открытия (зёгулиругощих клапанов исполнительных механиэ- MOB соединены с соответствукщими вхо дами дополнительного блока коммутации, выход которого связан с первым входом блока распознавания с гщий; варки в котле, второй вход которого соединен с выходом блока коммутации , причем первый выход блока распознавания стадий варки в котле свяг, зан с первым входом вычислительного блока, а его второй выход соединен . с входом блока генерации контрольньос функций физикртхимических преобразований процесса, выход которого связан с вторым входом вычислительного блока, третий вход которого соединён с задатчиком. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Вьюков И.Е.., Зорин И.Ф.,Петров В.П. Математические модели и управление технологическими процессами целлюлозно-бумажного производства. М., Лесная промышленность, 1975, с. 376. .