Устройство автоматического регулирования процесса сушки материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к регулированию процесса сушки длинномерного материала, предварительно пропитываемого технологическим составом и от-- жимаемого в валках, преимущественно на шлихтовальной машине. Целью изобретения является повьш1ение точности регулирования путем учета параметров, влияющих на процесс сушки. Устройство содержит датчик 3 и задатчик 4 вькодной влажности материала, датчик 8 и задатчик 9 скорости движения материала , датчик 19 влажности материала на входе в сушилку, датчик 21 температурь пропитывающего состава, датчик 24 температуры поверхности сушильных барабанов, датчик 25 натяжения материала в сушилке. Устройство выполнено в виде комбинированной САР скорости движения материала по отклонению выходной влажности от заданной величины с учетом естественной нелинейности сушилки, которая учитывается при формировании сигнала задания скорости движения материала. Устройство содержит также корректирующие звенья, функциональные преобразователи, который позволяют учитывать параметры, влияющие на процесс сушки. 1 ил. i С/)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК..®>no (50 4 D 06 В 3/36, 15/02, F 26 В 13/12, 25/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 37 12599/28-12 (22) 21.03,84 (46) 30.05,87. Бюл. Ф 20 (71) Алма-Атинский энергетический институт (72) Б.А.Чернов и 0,3.Рутгайзер (53) 677.057(088.8) (56) Ииветин В.В., Брут-Бруляко А,Б.

Устройство и обслуживание шлихтовальных машин, М.; Легкая индустрия, 1979, с. 184-185, 154-155. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА СУШКИ МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к регулированию процесса сушки длинномерного материала, предварительно пропитываемого технологическим составом и отжимаемого в валках, преимущественно на шлихтовальной машине. Целью изобретения является повышение точности регулирования путем учета и; раметров, влияющих на процесс сушки, Устройство содержит датчик 3 и задатчик 4 выходной влажности материала, датчик 8 и задатчик 9 скорости двчжения материала, датчик 19 влажности материала на входе в сушилку, датчик 21 темпеи ратуры пропитывающего состава, датчик

24 температуры поверхности сушильных барабанов, датчик 25 натяжения материала в сушилке. Устройство выполнено в виде комбинированной САР скорости движения материала по отклонению выходной влажности от заданной величины с учетом естественной нелинейности сушилки, которая учитывается при формировании сигнала задания скорости движения материала, Устройство содержит также корректирующие звенья, функциональные преобразователи, которые позволяют учитывать параметры, влияющие на процесс сушки, 1 ил, ko

И (р) = — — — — е о (T р+1) 2,.1 где Т 0 35-о

,= 0,151

1 — длина заправленного материала в сушильной камере.

Аналогично (2) для температуры

35 Тс пропитывающего состава можно написать

-г (- +-.l

К,,р) = 1,е (3)

В ыражени х (1) — (3) k, k„, 1с

40 переменные коэффициенты.

Величина является функцией многих параметров условий сушки, среди которых (как оказывающие наибольшее

45 влияние на сушку) можно выделить влажность В„„, натяжение материала F и температуру поверхности барабанов

Т . Таким образом, k есть естествен—

0 ная нелинейность

1 =- k (В„,„, Г, Т ), (4)

Естественная нелинейность (4) оказывает отрицательное влияние на динамические свойства устройства авто— регулирования процесса сушки, ограничивает возможности повышения его точности. Вследствие наличия (4) возникают дополнительные погрешности, увеличивается время переходного процес—

13139

Изобретение относится к автоматизации процесса сушки длинномерного материала после обработки его технологическим составом и отжима в валках преимущественно на шлихтовальных барабанных машинах, Цель изобретения — повышение точности регулирования путем учета параметров, влияющих на процесс сушки, 10

На чертеже представлена блок-схема устройства авторегулирования процесса сушки, Устройство содержит обьект 1 управления (сушильную камеру), блок 2

15 сравнения, входы которого соединены с выходами датчика 3 и задатчика 4 выходной влажности В ы„материала, а выход через блок 5 нечувствительности подключен к входу интегратора 6, блок 7 сравнения, входы которого соединены с выходами датчика 8 скорости V движения материала и задатчика

9 скорости, а выход связан с блоком

10 управления скоростью движения материала. Выход датчика 8 соединен через первый функциональный преобразователь 11 с первыми входами блока

12 переменного запаздывания и корректирующего звена 13, а через нелинейЗО ный блок 14 — с первым входом блока

15 умножения, второй вход которого соединен с выходом интегратора 6, а выход — с первым входом сумматора.

16, Первый вход сумматора 17 через второй функциональный преобразователь 18 соединен с выходом датчика

19 влажности В „ материала на входе в сушильную камеру, второй вход через третий функциональный преобразователь 20 связан с выходом датчика

2 1 температуры Т пропитывающего состава, а выход сумматора 17 через последовательно подключенные блок 12 и звено 13 соединен с вторым входом сумматора 16, выход которого связан с первым входом второго блока 22 умножения, второй вход которого соединен с выходом вычислительного блока

23, входами подключенного к выходам датчика 3 выходной влажности, датчика ?4 температуры Т поверхности су8 шильных барабанов и датчика 25 натяжения F материала в сушильной камере. Выход блока 22 соединен с входом задатчика 9. Выход блока 5 через дифференцирующее звено 26 соединен с третьим входом сумматора 16, четвертым входом подключенного к выходу блока 5, Датчик 3 выходной влажности (В,„) материала установлен на выходе из зоны сушки ° Датчик 19 влажности (В „) материала на входе в сушильную камеру устанавливает влажность материала после отжима и может быть выполнен, например, в виде датчика давления воздуха в пневмокамерах последней по ходу движения материала пары отжимных валков, Устройство автоматического регулирования процесса сушки выполнено в виде комбинированной CAP.

Передаточная функция сушильной камеры по отношению к скорости V движения материала приближенно выражается а по отношению к влажности В мавх териала после отжима, т.е. влажности на входе в сушильную камеру е,-„

V, (p) =- 1с,е (v (2) 3 13 са, возможна потеря устойчивости устройства, В устройстве естественная нелиней— ность учитывается путем включения последовательной компенсирующей нелинейности. Для этого применяются вычислительный блок 23 и блок 22 умножения, Зависимость (4) ввиду большой сложности математического описания процесса сушки затруднительно получить аналитически. Поэтому ее целесообразно определить экспериментально на автоматизируемом объекте, например, в виде уравнения регрессии

ko = bo + b< 8sbTg + где Ь, Ь„ ..., b,,b . — коэффициенты регрессии.

В вычислительном блоке 23 опреде1 ляется текущее значение -- по ино формации, поступающей от датчиков

3 выходной влажности, 24 температуры

Тв и 25 натяжения F.

Влажность В „„и температура Т, являются возмущениями для регулируемой величины Вв„„. Согласно предлагаемому способу влияние этих возмушений уменьшается путем корректирования скорости движения материала через сушильную камеру по величине этих возмущений.

Учитывая, что нелинейность Е компенсируется, а также учитывая передаточную функцию W,(р) между скоростью материала и управляющим воздействием регулятора скорости, получают следующие передаточные функции корректирующих устройств: для параметра Ввых

P= (Тол+1) г е о вык р < g (р) рс для параметра Т с (Т и+1) е

К (р) = k — — — — — (7) с г ц (р)

Используя (б) и (7), находят сигнал< коррекции

Р (T,ò +1) -Р7

U = -о ---e ч (1< B +k (,) < вк с

k, и k являются нелинейностями:

1с,(В „) и 1с (Тс). Поэтому (8) можно записать в более простом для реализации (без двух блоков умножения) виде

0(r

k — 3

+С (V) (10) Где <к настроечный коэффициент

t — запаздывание в приводе и в ° датчике 3

1 — длина материала в сушильной камере,,10 V — скорость транспортирования материала, Переменный коэффициент k осущест« вляется с помощью блока 15 умножения и нелинейного блока 14, реализующего зависимость (10).

Устройство работает следующим образом.

После подачи команды "Рабочая скорость" блок б переводится в режим интегрирования, а вход задатчика 9 скорости подключается к выходу блока

22 умножения. Так как материал был пересушен, выходной сигнал блока 22 имеет высокий уровень и под его цей ствием с помощью регулятора скорости, построенного на элементах 7, 8, 9 и

10, скорость движения материала увеличивается, По мере увеличения ско13923 4 (Т,т +1) г - р г

--- — — е f (В ) + (р) < вк рс

+ f, (Т,)), (9)

Нелинейности f< и f,,как и

k (В, к F, Т, ),проще и точнее определяются экспериментально. В зависимости от вида датчика параметра

В характер нелинейности f может вк быть различным. В частности, для датчика давления воздух в пневмокамерах отжимных валков f, близка к нелинейности типа насыщение". При этом f, и Г реализуются преобразователями 18 и 20 соответственно, 0 е < — блоком (2 переменного запазды(Т +1)г вания,а,, корректирующим

Рс р звеном 13. Время запаздывания блока

12 и постоянная времени Т звена 13 автоматически перестраиваются обратно пропорционально скорости V, что достигается подачей на первые входы

1 этих, блоков сигнала — с выхода первоV

ro функционального преобразователя 11.

На элементах 6, 14, 15, 16, 26 построен ПИД вЂ” регулятор с переменным коэффициентом усиления интегральной части

1313923 рости влажность Вьь,„повышается,, сле— довательно, увеличивается выходной сигнал датчика 3 и уменьшается выходной сигнал блока 5 нечувствительности, Устройство переходит в состояние динамического равновесия, Устойчивость этого равновесия обеспечивается ПИД-регулятором с переменным ко" эффициентом усиления интегральной части k. .

Блок нечувствительности 5 устраняет раскачку колебаний гармонической помехи, Для получения минимальной ошибки регулирования зону нечувстви:— тельности устанавливают равной амплитуде гармонической помехи.

Выходной сигнал блока 23 соответствует обратной вели |иве коэффициента передачи объекта 1. Этот сигнал определяется на основе информации, поступающей с датчиков 3, 2А и 25, а подача его Hp второй вход блока 22 умножения делает независимым коэффициент усиления прямой цепи устройства авторегулирования от влажности материала В, натяжепия материала

ЬЬФ в сушильной камере и температуры поверхности сушильных барабанов, Выходной сигнал блока 13 изменяет управляющее воздействие регулятора скорости движения материала для компен сеции таких возмушений.„как давление эоздуха ь пневмокамерах отжимных валков и температуры пропитывающeго состава.. .(о ректи1эующий нал с выхода блока 13 определяется на основе информации об указанных параметрах, поступающей с датчиков

19 и 21, путем ее обработки в блоках

18, 20,, 17, 12 и 13. Бремя запаздывания блока 12 и постоянные времени форсирующих цепочек блока 13 автоматически перестраиваются обратно пропорционально скорости движения материала, что достигается подачей на управляющие входы этих блоков сигнала с выхода блока 11. формула изобретения

Устройство автоматического регулирования процесса сушки материала преимущественно на шлихтовальной машине, содержащее датчик выходной влажности материала, соединенный с первым, входом первого блока сравнения, к второму входу которого подключен задатчик влажности материала, а выход первого блока сравнения через блок нечувствительности подключен к входу, интегратора, входы второго блока сравнения соединены с выходами датчика и задатчика скорости, а выход связан с блоком управления скоростью, а также датчики влажности материала на входе в сушильную камеру, температуры поверхности барабанов и пропитывающего состава и датчик натяжения материала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования путем учета параметров, влияющих на процесс сушки, оно содержит функциональные преобразователи, блок переменного запаздывания, корректирующее и дифференцирующее звенья, вычислительный блок, сумматоры, 20 нелинейный блок, блоки умножения, причем выход датчика скорости через первый функциональный преобразователь соединен с первыми входами блока переменного запаздывания и корректирующего звена, а через нелинейный бпок — с первым входом первого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом интегратора, а выход — с первым входом первого сумматора, первый вход второго сумматора через второй функциональный преобразователь соединен с выходом датчика влажности материала на входе в сушильную камеру, второй вход через третий

35 функциональный преобразователь связан с выходом датчика температуры пропитывающего состава, а вьгход второго сумматора через последовательно подключенные блок переменного запаз о дывания и корректирующее звено соединен с вторым входом первого сумма— тора, выход которого связан с первым входом второго блока. умножения, второй вход которого соединен с выходом

"5 вычислительного блока, входами подключенного к выходам датчиков температуры поверхности барабанов, выходной влажности материала и натяжения материала, выход второго блюка умно50 жения соединен с входом задатчика скорости, при этом вход дифференцирующего звена соединен с выходом блока нечувствительности, а выход— с третьим входом первого сумматора, четвертым входом подключенного к выходу блока нечувствитель ности.