Способ управления производительностью группы центрифуг непрерывного действия сахарного производства

Способ управления производительностью группы центрифуг непрерывного действия сахарного производства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к пищевой промьшшенности и может найти применение на сахарных заводах в системах автоматического управления производительностью завода. Целью изобретения является снижение неравномерности потоков продуктов центрифугирования. Способ управления осуществляют путем измерения уровня продукта в каждой утфелемешалке и общего расхода первого оттека с центрифуг, определения текущего значения коэффициента выхода первого оттека из продукта по измеренным значениям, сравнения его с заданным, при этом изменение подачи центрифугируемого продукта корректируют в зависимости от рассогласования текущего и заданного коэффициентов выхода первого оттека из продукта . Способ управления производительностью группы центрифуг позволяет осуществлять инвариантное к изменению физических свойств (плотности, текучести ) продукта управление, за счет чего снизить неравномерность потоков продуктов центрифугирования и, как следствие, снизить потери в производстве и расход энергоносителей. 2 ил. с $ (Л О5 со to

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ((9) Я 0 (ll) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ;:, Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3833384/28-13 (22) 02.01.85 (46) 23.07.87. Бюл. 9 2? (71) Всесоюзный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт автоматизации пищевой промышленности "Пищепромавтоматика" (72) Э.И.Жуковский, К.Е.Резник, Ю.M.Скаковский и А,О.Полторак (53) 663. 1 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

119 538742, кл. В 04 В 11/02, 1974. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ ГРУППЫ ЦЕНТРИФУГ НЕПРЕРЫВНОГО

ДЕЙСТВИЯ САХАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА (57) Изобретение относится к пищевой промышленности и может найти применение на сахарных заводах в системах автоматического управления производительностью завода. Целью изобретения является снижение неравномерности по(5i)4 В 04 В 13/00, С 13 F 1/06 токов продуктов центрифугирования.

Способ управления осуществляют путем измерения уровня продукта в каждой утфелемешалке и общего расхода первого оттека с центрифуг, определения текущего значения коэффициента выхода первого оттека из продукта по измеренным значениям, сравнения его с заданным, при этом изменение подачи центрифугируемого продукта корректируют в зависимости от рассогласования текущего и заданного коэффициентов выхода первого оттека из продукта. Способ управления производительностью группы центрифуг позволяет осуществлять инвариантное к изменению с е физических свойств (плотности, текучести) продукта управление, ва счет (/) чего снизить неравномерность потоков продуктов центрифугирования и, как следствие, снизить потери в производстве и расход энергоносителей, 2 ил. 2

4692 2 исходя из технологической ситуации и может изменяться в процессе работы, а также информацию о работоспособности центрифуг К„, где R — функция состояния (признак работоспособности) и-й центрифуги. R„=1, если и-ная центрифуга готова к работе, R =0 если и-ная центрифуга не готова к работе.

Информация о максимальной произ10 водительности каждой центрифуги

>Q„, rye Q — минимальная из номинальных и (паспортных) величин производительности центрифуг в груп15 пе, т/ч;

n — номер, присвоенный каждой центрифуге в группе; у — весовой коэффициент для и-й h центрифуги, 20 и ряд других справочных данных хранятся в памяти вычислительного уст ройства 9.

Утфель поступает из утфелемешалок

1 через клапаны 3 в утфелераспреде25 литель 4, откуда проходит в центрифу" ги через клапаны 5.

Вычислительное устройство осуществляет последовательно, начиная с первой центрифуги, открытие клапанов 5 ,30 подачи утфеля в центрифуги n„=1,2,..., ш на соответствующую номинальной производительности степень открытия ц„=1 и, соответственно, клапанов подачи пробеливающей среды „= „К=К, где К вЂ” коэффициент пропорциональности (К (1).

При этом соблюдается логическое

40 неравенство п„Ф и (1) где п — номера центрифуг, не готовых к работе, т,е. центрифуг, 45 для которых R 0.

Кроме того, вычислительное устройство 9 после выдачи управляющего воздействия на клапан подачи очередной и-й центрифуги производит вычисление небаланса производительности

sa 1 о»

5Q3 Q» 7Q3 h2» 3htt (2) 132

Изобретение относится к пищевой промышленности и может найти применение на сахарных заводах в системах автоматического управления производительностью завода.

Целью изобретения является снижение неравномерности потоков продуктов центрифугирования.

На фиг.1 изображена схема, поясняющая осуществление способа, на фиг.2— блок-схема управляющего микропроцессорного вычислительного устройства.

Устройство для осуществления способа управления производительностью группы центрифуг непрерывного действия сахарного производства состоит из группы емкостей-утфелемешалок 1 (К штук), в которых установлены датчики 2 непрерывного измерения уровня, посредством клапанов 3 соединенных с утфелераспределителем 4. Последний связан клапанами 5 с центрифугами 6 (m штук), которые также соединены с магистралью ? пробеливающей среды посредством клапанов 8. Приводы клапанов 5 и 8 связаны с вычислительным устройством 9, а на общем трубопроводе оттека. центрифуг размещен расходомер 10. Управление производительностью группы центрифуг производится с помощью вычислительного устройства 9.

Управляющее микропроцессорное вычислительное устройство 9 включает связанные с датчиками 2 уровня.(К штук) блоки дифференцирования 11 и

12 и нелинейности 13 и 14, соединенные с блоками 15 и 16 умножения, которые связаны с сумматором 17. Последний соединен с блоком 18 задержки, который связан с делителем 19, соединенным с расходомером 10 и блоком

20 сравнения. Последний связан с ручным задатчиком 21 и блоком 22 сравнения, подключенным к делителю 23. Последний связан с блоками 24 и 25 умножения посредством ключа 26 или 27, блока 28 запаздывания и ключа 29.

Блоки 24 и 25 умножения соединены соответственно с блоками 30 и 3 1 усиления и с клапанами 5, а также с вычислительным блоком 32. Блоки 30 и 31 усиления связаны также с клапанами 8, Способ осуществляют следующим образом.

Вводят задание по производительности группы центрифуг на заданный интервал времени, которое определяется где F — корректирующий коэффициент, После этого проверяется условие

К „) Q у„,„° (3)

Если это условие выполняется, то проверяется условие

1324692

n, N (4) где N — количество центрифуг в групгр пе.

В случае невыполнения условия (4)

5 производится выдача управляющих воздействий р„=1, q =К на клапан следующей по номеру центрифуги (п+1). Если условие (4) выполняется, возможности по увеличению производительности группы центрифуг исчерпаны, и задание не может быть выполнено. Вычислительное устройство 9 рассчитывает реализованную, производительность группы (5) после чего выдает сообщение обслуживающему персоналу о возникшем ограничении производительности и величи- 20 . не реализованной производительности.

В случае невыполнения условия (3) вычислительное устройство 9 рассчитывает степень открытия клапанов 5 и 8 подачи (и+1)-й регулировочной центрифуги, которая должна обеспечить точное поддержание задания, и реализует эти управляющие воздействия у Yn+ пп = Мп+11 K °

Использование при расчете управляющих воздействий корректирующего коэффициента F обусловлено необходимостью компенсации нелинейности и неоднозначности расходной характеристики клапанов подачи утфеля ° Изменение физических свойств (плотности, текучести) утфеля в процессе работы является возмущающим воздействием, влияющим на степень нелинейности и неоднозначности расходной характеристики клапана подачи утфеля и снижающим точность управления.

Использование корректирующего коэффициента F определяемого по параметрам, косвенно связанным с физическими характеристиками утфеля, по50 зволяет добиться инвариантности управления к указанным возмущениям.

В качестве косвенного показателя используется отношение расхода первого оттенка Qîòò и утфеля Я .

Текущее значение суммарного рас55 хода утфеля (сигнал. на выходе сумматора 17) получают в соответствии с выражением (8) К

)=1 где Н. (t) — текуший уровень в j-й

) утфелемешалке, $ (Н) — сечение j-й утфелемешал1 ки в зависимости от уровня;

К вЂ” коэффициент пропорцион нальности.

Текущее значение корректирующего коэффициента получают в соответствии с выражением

Е (a»с=-.,> " ) где aàT — заданный по технологическому регламенту коэффициент выхода первого оттека иэ утфеля.

Вид формулы корректирующего коэффициента получен в результате аппроксимации кривой F=F(oT ), полученной по экспериментальным данным, обеспечивающей компенсацию нелинейности неоднозначности расходной характеристики клапана подачи утфеля.

Сигналы уровня, измеренные датчиками 2, подают на блоки 11 и 12 дифференцирования и блоки 13 и 14 нелинейности, последние реализуют зависимость площади сечения утфелемешалки от ее уровня с учетом масштабного коэффициента, который обеспечивает согласование размерности и знаков.

Сигналы уровня, продифференцированные в блоках 11 и 12, поступают в блоки

15 и 16 умножения, куда поступают также сигналы с блоков 13 и 14. Сигналы произведения с блоков умножения, соответствующие величинам расходов утфеля из каждой утфелемешалки, складывают в сумматоре 17, на выходе которого получают сигнал, соответствующий общему расходу утфеля Q > >(t).

Сигнал с сумматора 17 пропускают через блок 18 задержки, в котором осуществляют задержку сигнала на время равное времени прохождения продукта от утфелемешалок до расходомера, таким образом учитывая запаздывание в объекте управления.

На делителе 19 получают сигнал частного, от деления сигнала расхода общего оттека на сигнал общего расхода утфеля, который подают на

1324692 . 6

Кроме того, указанные сигналы с блоков 24 и 25 подают на блоки 30 и г- 31 усиления, на которых получают управляющие сигналы на клапаны 8 подачи пробеливающей среды блок 20 сравнения, где его сравнива ют с сигналом от ручного задатчика

21, заданным по технологическому ре ламенту коэффициента (Ы ) выхода от тенка из центрифугируемого продукта 5 (утфеля). Сигнал с блока 20 сравнения подают на вход "Минус" следующего блока И сравнения, на вход "Плюс" которого подают сигнал, соответствующий единице, а полученный на послед- 10 нем блоке 22 сравнения сигнал подают на вход "Делитель" делителя 23, на вход "Делимое" которого подают сигнал, соответствующий единице. Сигнал частотного, соответствующий величине 15 корректирующего коэффициента Р, с делителя 23 подают на блоки 24 и 25 умножения напрямую через размыкающий контакт ключа 26 либо на период напал. нения утфелемешалок от блока 28 за- 20 паздывания через замыкающий контакт ключа 29. В период наполнения утфелемешалок утфелем сигнал корректирующего коэффициента ложный,-поскольку устройство позволяет получать сигнал расхода утфеля при условии отсутствия притока в утфелемешалки. Период наполнения утфелемешалок соответствует периоду очередного спуска вакуум-аппаратов и составляет несколько минут 30 (7<) при средней частоте наполнения, примерно, один раз в час.

Для исключения ложных сигналов на период наполнения размыкают контакты ключей 26 и 27 и замыкают контакт ключа 29. При этом сигнал с делителя

23 запоминается в блоке 28 запаздывания, где оН задерживается на время и с блока 28 через замкнутый контакт ключа 29 поступает на блоки 24 и 25 умножения. На блоки 24 и 25 подают также сигналы„ соответствующие расчетным воздействиям на клапаны подачи продукта в центрифуги р,,..., P р„,от вычислительного блока 32,который г рассчитывает их исходя из задания по производительности группы центрифуг (2 ) них состояния (R ) по какому-либо

13 апгоритму (например, по приведенному).

На блоках 24 и 25 умножения получают скорректированные управляющие сигналы на клапаны подачи продукта в центрифуги

Р

&„= „Г, 55

P п n „=к „, которые подают на соответствующие клапаны 5. 4= " н

Таким образом, управляют клапанами подачи продукта и пробеливающей среды в центрифугй, учитывая изменения физических свойств продукта (утфеля), При этом управляют потоками утфеля, обрабатываемого в каждой центрифуге, достигая независимого (инвариантного) управления от указанных изменений свойств утфеля, за счет чего повышают точность управления каждой центрифугой и, как следствие, снижают неравномерность потоков продуктов центрифугирования.

При поступлении в утфелемешалки утфеля с отличными от заданных физическими свойствами способ осуществляют следующим образом.

Например, исходный утфель поступает с пониженной плотностью, при этом фактически расход утфеля, подаваемого в центрифуги, при открытии клапанов подачи утфеля на расчетную величину (p ) ниже заданного вследствие нелинейности и неоднозначности расходной характеристики клапанов подачи утфеля.

Сигнал с делителя 19 текущего коэффициента выхода аттека из утфеля, косвенно отражающего физические свойства (плотность, текучесть) утфеля, сравнивают с заданным (4т), сигнал которого устанавливают ручным задатчикам 21, Полученный результат сравнения (сигнал с блока 20)

Отт И Ы 0 в рассматриваемом случае (пониженная платность утфеля) представляет собой положительную величину,„ поскольку в утфеле с пониженной плотностью содержится больше межкристальногo раствора и, соответственно, меньше кристаллов сахара, чем в утфеле заданной плотности.

Следовательно, представляющего собой отделяемый в центрифуге межкристальный раствор, больше.

7 1324692

Тогда величина коррекции (сигнал с делителя 23) больше единицы Q, (t) (t- ) т

7:у

F

Q отт (6) F —— 71

1 ) QPxT(t) (t ) т у следовательно, производя коррекцию в блоках 24 и 25, увеличивают степень открытия клапанов подачи в каждую 10 центрифугу, за счет чего расход утфеля, обрабатываемого в центрифугах,, увеличивают на величину, необходимую для компенсации сидения расхода утфеля, вызванного понижением его плот- 15 ности»

Аналогичным образом производят коррекциЬ при поступлении утфеля повышенной плотности. При этом фактичес.кий расход утфеля повышается (по от- 20 ношению к заданному Я ") вследствие нелинейности и неоднозначности расходной характеристики клапанов подачи утфеля при открытии их на расчетную величину (р ) .

При повышенной плотности утфеля межкристального раствора в нем содержится меньше, чем при заданной, следовательно, величина рассогласования (сигнал с блока 20) меньше нуля 30 и, соответственно, величина коррекции (сигнал с делителя 23) меньше 35 единицы

Тогда, производя коррекцию в блоках 24 и 25, уменьшают степень открытия клапанов подачи в каждую центрифугу, за счет чего уменьшают расход утфеля на величину, необходимую для 45 компенсации повышения расхода утфеля, вызванного повышением его плотности.

При поступлении утфеля с заданными физическими свойствами (требуемой плотности) результат сравнения (сиг-1 50 нал с блока 20) равен нулю (t- Г у тогда коррекция не производится, поскольку сигнал с делителя 23 соответ- ствует единице (F=1).

Соотношение степеней открытия клапанов подачи утфеля (p) и пробеливающей среды (q) требуется поддерживать постоянным для обеспечения постоянного соотношения, требуемого по технологическому регламенту расходов утфеля и пробеливающей среды, подаваемых в каждую центрифугу. Это требование выполняют благодаря тому, что управляют клапанами 8 пробеливающей среды от блоков 30 и 3 1 усиления, на вход которых подают сигналы управления, подаваемые на клапаны 5 подачи утфеля.

Таким образом осуществляют автоматическое управление производительностью группы центрифуг непрерывного действия, поддерживая ее на уровне задания и стабилизируя количество сахара в центрифугируемом утфеле, что позволяет снизить неравномерность потоков продуктов центрифугирования и., как следствие, потери в производстве и расходы энергоносителей. формула изобретения

Способ управления производительностью группы центрифуг непрерывного действия сахарного производства, предусматривающий изменение подачи центрифугируемого продукта и пробеливающей среды каждой центрифуги, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения неравномерности потоков продуктов центрифугирования, измеряют уровень продукта в каждой утфелемешалке и общий расход первого отте - ка с центрифуг, определяют текущее значение коэффициента выхода первого оттека из продукта по измеренным значениям и сравнивают его с заданным, а изменение подачи центрифугируемого продукта и пробеливающей среды каждой центрифуги корректируют в зависимости от рассогласования текущего и заданного значений коэффициента выхода первого оттека из продукта.

1324692

1324692

От Ю Q (t) gm7 H(6

Составитель Г.Самбурская

Техред А.Кравчук

Р едакт ор О. Юрк ов ецк ая

Корректор П.Бескид

Заказ 2990/5 Тираж 516

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4