Система автоматического управления химическим реактором периодического действия

Система автоматического управления химическим реактором периодического действия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКИМ РЕАКТОРОМ ПЕ- . РИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ, .содержащая датчик уровня в реакторе, N компараторов по числу компонентов и (Н+1)--й компаратор, причем компараторы подключены входами к выходу датчика уровня, N исполнительных механизмов на соответствующих трубопроводах подачи компонентов и (Н+1)-й исполнительный механизм на трубопроводе слива продукта из реактора, N блоков задержки, каждый из которых подключен выходом к управляющему входу соответствующего исполнительного механи ма на трубопроводах подачи компонентов , N элементов И, каяздый из которых подключен выходом к входу соответствующего блока задержки, (К+1)й элемент И, подключенный первым входом к выходу (N+1)rro компаратора , (Ы+2)-й элемент И, привод , шалки, подключенный входом к выходу (N+2)-ro элемента И, триггер, две кнопки управления, через которые первый и второй входы триггера соединены с шиной питания, первьй выход триггера соединен с вторым входом (N+1)-ro элемента И и с управляющим входом (N+1)-ro исполнительного механизма на трубопроводе слива, а второй выход триггера - с первым входом (N+2)-ro элемента И и с первыми входами всех N элементов И, каждый из которых, начиная с .второго, подключен вторым входбм к выходу предшествующего компаратора, отличаюS щаяся тем, что, с целью расширения области применения системы, сл в нее введены (Ы+2)-й компаратор, подключенный входом к выходу датчика уровня, а выходом - к второму входу . (N+2)-ro элемента И, N элементов НЕ, каждый из которых подключен входом к выходу соответствующего компаратора , а выходом, начиная со второго элемента НЕ, - к третьему входу соответствующего элемента И, выход первого элемента НЕ соединен с вторым входом первого элемента И, а также введены (Ы+1)-й блок задержки и (М+2)-й блок задержки, подключенный входом к вьпсоду (N+1)ro элемента И, а выходом - к второму входу триггера , и блок совпадения, входы которого соединены с выходами соответствующих N компараторов, а выход - с входом (N+1)-ro блока задержки, подключенного выходом к первому входу тригг%ра .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (и) (594 G 0 D 1 00

ГОСУД АРСТ (21) 3702793/24-24 (22) 23.02,84 (46) 23.12.85. Бюл, Ф 47 (71) Новочеркасский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им, Серго Орджоникидзе (72) М.В.Моисеев, P.À.Íåéäîðô и Ю.С.Майзлиш (53) 62.50(088.8) (56) Берендс Т.К., Ефремов Т.К., Тагаевская A.À., Юдицкий С,А.

Элементы и схемы пневмоавтоматики.

M. Машиностроение, 1976, с. 211.

Топфер Г,, Шрепель Д., Шварц А.

Пневматические системы управления, M. Энергия, 1972, с. 56-65. (54) (57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКИМ РЕАКТОРОМ ПЕ- .

РИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ, содержащая датчик уровня в реакторе, N компараторов по числу компонентов и (И+1)-.й компаратор, причем компараторы подключены входами к выходу датчика уровня, И исполнительных механизмов на соответствующих трубопроводах подачи компонентов и (И+1)-й исполнительный механизм на трубопроводе слива продукта из реактора, N блоков задержки, каждый из которых подключен выходом к управляющему входу соответствующего исполнительного механизма на трубопроводах подачи комнонентов, N элементов И, каждый иэ которых подключен выходом к входу соответствующего блока задержки, (И+1)-й элемент И, подключенный первым входом к выходу {И+1),ro компара" тора, О1+2}-й элемент И, привод мешалки, подключенный входом к выходу (N+2)-ro элемента И, триггер, две кнопки управления, через которые первый и второй входы триггера соединены с шиной питания, первый выход триггера соединен с вторым входом (И+1)-го элемента И и с управляющим входом (И+1)-го исполнительного механизма на трубопроводе слива, а второй выход триггера — с первым входом (И+2)-ro элемента И и с первыми входами всех N элементов И, каждый из которых, начиная с второго, подключен вторым входбм к выходу предшествующего компаратора о т л и ч а юt Ф щ а я с я тем, что, с целью расши- З рения области применения системы, в нее введены (N+2)-й компаратор, подключенный входом к выходу датчика С уровня, а выходом — к второму входу . (N+2)-го элемента И, N элементов НЕ, ф каждый из которых подключен входом к выходу соответствующего компаратора, а выходом, начиная со второго элемента НЕ, — к третьему входу соответствующего элемента И, выход первого элемента НЕ соединен с вторым входом первого элемента И, а также введены (N+1)-й блок задержки и (И+2)-й блок задержки, подключенный входом к выходу (И+1)-го элемента И, а выходом — к второму входу триггера, и блок совпадения, входы которого соединены с выходами соответствующих М компараторов, а выход — с входом (N+1)-го блока задержки, подключенного выходом к первому входу триггера.

3 1

Изобретение относится к системе автоматического управления периодическими процессами и может быть использовано в химической, электротехнической, фармацевтической и других отраслях промьнпленности.

Цель изобретения — расширение области применения системы путем обеспечений возможности получения нескольких продуктфй на одном реакторе,-.. ф чертеже изображена функциональv. ная,схема системы автоматического управления химическим реактором периодического действия.

Система содержит датчик 1 уровня в реакторе, подключенный выходом к входам компараторов 2(1) — 2(N+2), блок 3 совпадения, соединенный входамп с выходами соответствующих компараторов 2(1) - 2(N), которые подключены выходами к входам соответствующих элементов НЕ 4(1) — 4(N), а также (N+2} элемента И 5, триггер 6, (N+2) блоков 7 задержки, N исполнительных механизмов 8 на соответствующих трубопроводах подачи компонентов, а (3+1)-й исполнительный механизм 8 на трубопроводе слива продукта из реактора, кнопки 9 и 10 управления и привод 11 мешалки. Первые входы элементов И 5(1) — 5(N) и 5(И+2} объединены и подключены .к второму выходу триггера 6. Элемент НЕ 4(1) подключен выходом к второму входу элемента И 5(1), а каждый из элементов НЕ 4(2) — 4(N) подключен выходом к третьему входу соответствующего элемента И 5(2).—

5(И), вторые входы которых подключены к выходам предшествующих компараторов 2(1) — 2(N-1). Каждый элемент И 5(1) — 5(Б} подключен выходом через соответствующий блок 7(1}

7(11} задержки к управляющему входу соответствующего исполнительного механизма 8(1) - 8(N) на соответствующих трубопроводах подачи компонентов. Первый вход триггера 6 соединен через кнопку 9 управления с инной питания и подключен к выходу блока

7(N+1} задержки, который подключен входом к выходу блока 3 совпадения.

Второй вход триггера 6 соединен через кнопку 10 управления с шиной питания и подключен к выходу блока

7(11+2} задержки, который подключен входом к выходу элемента И 5(Я+1) °

Первый вход элемента И (N+ 1) соеди200255

5 !

О

55 нен с выходом. компаратора 2(1+1), а второй вход объединен с управляющим входом исполнительного механизма

8(N+1) на трубопроводе слива продукта из реактора и подключен к первому выходу триггера 6. Второй вход элемента И 5(N+2) соединен с выходом компаратора 2(N+2), а выход подключен к входу привода 11 мешалки.

Система работает следующим образом.

Перед началом работы компараторы 2(1) - 2(И}, необходимые для формирования.сигналов управления исполнительными механизмами 8(1) — 8(N), настраивают так, что в начальный момент их выходные сигналы соответствуют уровню логического "0", а по мере заполнения реактора компонентами и достижении ими заданных уровней, зависящих от требуемого количества того или иного компонента, выходной сигнал соответствующих компараторов

2(1) — 2(N) становится равным уровню логической "1". Компаратор 2(N+i), необходимый для формирования, сигнала управления исполнительным механизмом 8(N+1), настраивается так, что в начальный момент его выходной сигнал соответствует уровню логической

"1", а при равенстве или превышении заданного уровня — логическому "0".

Эта установка обусловлена установочными размерами датчика 1 уровня и пропорциональна объему продукта в реакторе от его нижнего края до нижнего края датчика 1 уровня, Компаратор 2(N+2), необходимый для формирования сигнала управления приводом 11 мешалки, настраивается так, что в начальный момент его выходной сигнал соответствует уровню логического "0", а при достижении и превышении уровня перемешивания — логической 1 .

В начальный момент на выходах компараторов 2 (1) - 2 (N) и 2 (N+2) формируется логический "0", на выходе компаратора 2(N+1) — логическая

"1", а на выходе элементов НЕ 4(1)

4(И) - логическая " 1".

Для пуска системы кнопкой 10 управления устанавливают триггер 6 в состояние, ° при котором на его выходе 1 формируется логический "0", а на выходе - логическая "1".

Элементы И 5(2) - 5(N) не срабатывают, так как на их вторых входах формируется логический "0" от предз 1200 шествующих компараторов 2 (2) — 2 (N) а элемент И 5(1) не имеет такого входа, поэтому элемент И 5(1) срабатывает, и через блок 7(1) задержки и исполнительный механизм 8(1) от5 крывает соответствующий трубопровод для поступления в реактор первого компонента приготавливаемого продукта. При поступлении первого компонента срабатывает компаратор 2(N+1) 1п и формирует логический "0 на первом входе элемента И 5(N+1), а при достижении и превышении продуктом уровня перемешивания срабатывает компаратор 2(N+2) и через элемент И 5(Я+2) включает привод 11 мешалки для перемешивания продукта в реакторе, При достижении продуктом в реакторе уровня, заданного для первого компонента, срабатывает компаратор

2(1) и формирует на своем выходе логическую "1",.которая через элемент НЕ 4(1), элемент И 5(1), блок 7(1) задержки и исполнительныи механизм 8(1) закрывает соответ25 ствующий трубопровод.для подачи первого компонента. Одновременно срабатывает следующий элемент И 5, например элемент И 5(j), формирующий на своем выходе логическую "1", которая через блок 7(j) задержки с задержкой, определяемой необходимым для перемешивания (j-1)-ro компонента временем, и через исполнительный механизм 8(j) открывает соответст- 35 вующий трубопровод для поступления в реактор j-го компонента. При достижении продуктом в реакторе уровня заданного для j-го компонента, срабатывает компаратор 2(1) и формиру- 4Р ет на своем выходе логическую "i которая через элемент НЕ 4(j), элемент И 5(j), блок 7(j) задержки и исполнительный механизм 8(j) закрывает соответствующий трубопровод для 4 подачи в реактор j-ro комгонента и через элемент НЕ 4()+1), элемент И

5(j+1), блок 7(j+1) задержки и испол-, нительный механизм 8 (1+1) открывает соответствующий трубопровод для поступления (j+1)-ro компонента.

В момент времени, когда продукт в реакторе заполняется до N-ro уровня, срабатывает компаратор 2(И), все трубопроводы закрыты, а входные сигналы блока совпадения равны логической "1". Блок 3 совпадения

" батывает и через блок 7(N+1) 255 4 задержки с задержкой, необходимой для перемешивания продукта в реакторе, устанавливает триггер 6 по первому входу в состояние, при котором на его втором выходе формируется логический "0", а на первом выходе— логическая "1", которая через исполнительный механизм 8(И+1) открывает соответствующий трубопровод для слива готового продукта из реактора.

При уменьшении количества продукта в реакторе до уровня перемешивания компаратор 2(N+2) на своем выхо. де формирует логический "0" и через элемент И 5(N+2) отключает привод 11 мешалки. При дальнейшем уменьшении количества продукта до уровня сраба тывания компаратора 2(И+1) последний на своем выходе формирует логин ческую 1, которая через элемент И

5(N+1) и блок 7(N+2) задержки с задержкой, определяемой необходимым для слива остатков продукта временем, устанавливает триггер 6 по второму входу в состояние, при котором на его первом выходе формируется логический нги

0, а на втором выходе — логичеси и кая 1, что приводит к началу процесса последовательной подачи компоНентов в реактор.

Кнопки 9 и 10 управления необходимы для установки триггера 6 в соответствующие положения при переходе с автоматического режима управления на ручное управление.

Изменение программы управления производится изменением установок на компараторах 2(1) — 2(N). Для исключения какого-либо компонента или нескольких компонентов из состава продукта достаточно соответствующие компараторы настроить так, что при любом значении уровня продукта в реакторе выходной сигнал их соответствует уровню логической "1", т.е. установить значение уставок, равными нулевому уровню. Это приводит к появлению логического "0" на выходе соответствующего элемента НЕ 4(1)

4(И), что обеспечивает блокировку соответствующего исполнительного механизма 8(1) — 8(N) и запуск по-. следующего, разрешенного для управления.

Система реализована на пневматической элементной базе.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает полу-. чение нескольких продуктов на одном

5 1200255 6 реакторе, при этом повышается опера- так как она состоит из типовых блбтивность перенастройки системы и ков, ч существенно расширяет обимеется возможность наращивать ее, ласть применения системы.

Составитель В.Прямицын

Редактор О.Головач ТехредЛ.Мартяшова КорректорС.Черни

Заказ 7866/53 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4