Устройство для автоматического управления распределением нагрузки между @ параллельно включенными аппаратами

Устройство для автоматического управления распределением нагрузки между @ параллельно включенными аппаратами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к устройству для автоматического управления распределением нагрузки между п параллельно включенными аппаратами, может быть использовано в химической промышленности и позволяет повысить точность оптимального распределения нагрузок. Устройство содержит параллельно работающие аппараты 1, питаюп1иеся от o6nuix коллекторов 2 п 3, датчиков 5 расходов перерабатываемых потоков , соединенных со входами общего сумматора 15 и с первыми входами п регуляторов 4 подачи перерабатываемых потоков. Выходы последних подключены к п исполнительным механизмам 7. Блок 17 сравнения подключен к 18 задания и к выходу общего сумматора 15, п датчиков 13 выходного параметра соединены со входами блока 11 усреднения через блоки 12 масштабирования . Входы п блоков 6 выбора минимума связаны с выходами п частных сумматоров 8, а выходы блоков 6 - со вторыми входами регуляторов 4. Входы п первых блоков 14 деления связаны с выходом б.лока 11 усреднения и через блоки 12 масштабирования с датчиками 13 выходных параметров . Входы п вторых блоков 16 деления связаны с выходом общего сум.матора 15 и датчиками 5 расходов перерабатываемых потоков. 1 ил. ю (Л со со о о 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

RO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 39770! 6/23-26 (22) 19.11.85 (46) 15.08.87. Бюл. № 30 (72) О. В. Окатый и А. Н. Дрозин (53) 66.012-52 (088.8) (56) Минскер И. Н. Оперативное управление химико-технологическими комплексами. М.:

Химия, 1979, с. 192 — 194.

Авторское свидетельство СССР № 1278350, № 3679667/23-26, кл. С 01 D 7/18, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ НАГРУЗКИ МЕЖДУ N ПАРАЛЛЕЛЬНО ВКЛЮЧЕННЫМИ АППАРАТАМИ (57) Изобретение относится к устройству для автоматического управления распределением нагрузки между и параллельно включенными аппаратами, может быть использовано в химической промышленности и позволяет повысить точность оптимального распределения нагрузок. Устройство содержит

„„Я0„„1330074 д1

„„4 С 01 D 7/18, С 05 D 27/00 параллельно работающие аппараты 1, питающиеся от общих коллекторов 2 н 3, датчиков 5 расходов перераоатываемых потоков, соединенных со входами общего сумматора 15 и с первыми входами и регузяторов 4 подачи перерабатываемых потоков.

Выходы последних подключены к и исполнительным механизмам 7. Блок 7 сравнения подключен к шине !8 задания и к выходу общего сумматора 15, и датчиков 13 выходного параметра соединены Lo в.,одамн блока 11 усреднения через блоки 12 масштабирования. Входы п блоков 6 выбора минимума связаны с выходами п частных сумматоров 8, а выходы блоков 6 — со вторыми входами регуляторов 4. Входы п первых блоков 14 деления связаны с выходом блока

ll усреднения н через блоки 12 масштабирования с датчиками 13 выходных параметров. Входы п вторых блоков 16 деления связаны с выходом общего сумматора 15 и датчиками 5 расходов перерабатываемых потоков. 1 ил.

1330074

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления распределением нагрузки между параллельно включенными технологическими аппаратами> например, содовыми печами, карбонизационHbIMH, абсорбционными, дистилляционными колоннами производства кальцинированной соды и может быть использовано в химической, нефтехимической и пищевой промышленности.

Цель изобретения — — повышение точности оптимального распределения нагрузок.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит параллельно работающие аппараты 1, питающимися от общих коллекторов 2 и 3 перерабатываемого материала и энергетического потока, п регуляторов 4 подачи перерабатываемых потоков, и датчиков 5 расходов перерабатываемых потоков, п блоков 6 выбора минимума, и исполнительных механизмов 7, и частных сумматоров 8, п первых блоков 9 умножения, и вторых блоков 10 умножения, блок ll усреднения, п блоков 12 масштаби рования, датчиков 13 выходного параметра, и первых блоков 4 деления, общий сумматор 15, вторые блоки 16 деления, блок

17 сравнения, шину 18 задания.

Устройство работает следуK)tUHM образом.

Перерабатываемый и энергетический потоки поступают на каждый аппарат 1 соответственно из общих коллекторов 2 и 3.

Входная нагрузка каждого аппарата 1 стабилизируется регуляторами 4 подачи перерабатываемых потоков, управляющих Iloложением исполнительных механизмов 7.

На входы указанных регуляторов 4 поступают сигналы о фактических значениях расходов псрерабатываемых потоков от датчиков 5 расходов .и сигналы о заданных значениях этих расходов от частных сумматоров 8 (если величина задаваемого расхода превышает максимально допустимое значение для данного аппарата, то она ограничивается допустимым значением при помощи блоков 6 выбора минимума).

Сигналы î заданных значениях расходов перерабатываемого материала формируются частными сумматорами 8 как сумма двух сигналов: первого — скорректированного по выходному параметру сигнала расхода перерабатываемого потока, поступающего от первых блоков 9 умножения и второго — сигнала корректирующей добавки расхода, поступающего от вторых блоков 10 умножения.

Коррекция сигналов расхода по выходному параметру осуществляется следующим образом.

При помощи блока 11 усреднения, на входы которого через масштабирующие блоки 12 поступают сигналы от датчиков

13 выходного параметра, вычисляют среднее значение масштабированных выходных параметров но всем работающим аппаратам, равное частному от деления суммы масштабированных значений выходных параметров на число работающих аппаратов. Сигнал от блока 11 усреднения и сигналы от датчиков 13 выходного параметра (последние через блоки 12 масштабирования) поступают на входы первых блоков 14 деления, посредством которых (как отношение указанных выше двух сигналов) определяют

10 коэффициенты коррекции расходов по выходному параметру. Умножение сигналов о расходах перерабатываемого материала (от датчиков 5 расхода) на корректирующие коэффициенты (сигналы от блоков 14), осуществляемое в первых блоках 9 умножения, определяет первую составляющую сигнала задаваемого расхода, поступающую на

55 входы частных сумматоров 8

Состояние равновесия описанного контура коррекции расхода по выходному параметру характеризуется равенством друг другу масштабированных значений выходных параметров по всем работающим аппаратам (в этом случае они также равны их усредненному значению, определяемому при помощи блока 11 усреднения, а значения коэффициентов коррекции, вычисляемых блоками 14, тогда равны единице). Отклонение величины масштабированных значений выходных параметров в ту или иную сторону от их усредненного значения вызывает увеличение ил и у меньшение коэффициентов коррекции, рассчитываемых блоками 14 и далее приводит к увеличению или уменьшению заданий расходов перерабатываемого потока на аппараты, вычисляемых блоками 9. Это в свою очередь вызывает соответствующее изменение значения выходных параметров, направленное на достижение их равенства, и приводит тем самым систему в состояние равновесия.

Фактическая общая нагрузка группы аппаратов определяется при помощи общего сумматора 15, посредством суммирования сигналов, пропорциональных расходам перерабатываемых потоков на каждый аппарат, измеряемых датчиками 5. Величина отклонения фактической общей нагрузки от заданного значения, устанавливаемого при помощи шины 18 задания, определяется путем сравнения указанных двух сигналов, поступающих на входы блока 17 сравнения.

Сигнал, пропорциональный величине отклонения, поступает на вторые входы вторых блоков 10 умножения. На первые входы этих блоков поступают сигналы от вторых блоков 16 деления, посредством которых вычисляют коэффициенты коррекции расходов по общей нагрузке. Указанные коэффициенты определяются как доля, занимаемая расходом перерабатываемого потока на данный аппарат (сигналы от датчиков 5) в общей сумме расходов на все аппараты (сигнал от общего сумматора 15). Таким об1330074

3 разом, при равенстве масштабированных значений выходных параметров, коэффициенты коррекции по общей нагрузке характеризуют (прогнозируют) относительные производственные возможности аппаратов. Перемножением сигналов: о коэффициенте коррекции и об отклонении фактического суммарного расхода от заданного, осуществляемом во вторых блоках умножения, определяют вторую составляющую сигнала задаваемого расхода, поступающую на входы частных сумматоров 8.

Состояние равновесия контура коррекции расхода по общей нагрузке характеризуется равенством значений фактического и задаваемого сумматорных расходов перерабатываемого материала (в этом случае их разность, вычисляемая в блоке 17 сравнения, и соответственно сигналы корректирующей добавки расхода, поступающие на частные сумматоры 8 от вторых блоков 10 умножения, равны нулю). Появление рассогласования между значениями заданной и фактической суммарной нагрузки вызывает изменение заданий расходов перерабатываемого потока на каждый аппарат в соответствии с величиной рассогласования (сигнал от блока 17 сравнения и коэффициентами коррекции по общей нагрузке (сигналы от вторых блоков 16 деления). Причем величина корректирующей добавки расхода на каждый аппарат (выходной сигнал первых блоков 0 умножения) пропорциональна произведению последних двух сигналов, т.е. рассчитывается с учетом производственных возможностей аппаратов. Таким образом происходит компенсация указанного рассогласования, и система снова приходит в состояние равновесия.

Для подавления поступающей в систему высокочастотной составляющей сигналов расхода перерабатываемого потока, возникающей в контурах: датчик 5 расхода регулятор 4 — исполнительный механизм 7 (например, из-за колебаний плотности потока перерабатываемого материала или по каким-либо другим причинам), B устройство в случае необходимости могут быть дополнительно введены фильтры, устанавливаемые в точках а (см. чертеж).

Алгоритм работы устройства включает следующие операции: — измерение значений выходных параметров для каждого аппарата; — вычисление масштабированных значений выходных параметров для каждого аппарата; — вычисление усредненного значения масштабированных выходных параметров с учетом всех работающих аппаратов; — определение коэффициентов коррекции по выходному параметру; — измерение расходов перерабатываемых потоков на каждый аппарат;

Q Q+Q- )=1 и (1) где Q — скорректированное по выходному параметру значение расхода перерабатываемого потока на j-Tûé аппарат:

Q,: — корректирующая добавка расхода перерабатываемого потока íà j-тый аппарат по общей нагрузке.

Уравнение работы первых блоков умножения

30 Q К Q J i u (2) где КΠ— значение коэффициента коррекции по выходному параметру Hà J-й аппарат.

Уравнение работы первых блоков деления

35 (3) Кп — А.

Уравнение работы блока усреднения

Accv= — „ А, 1=1 (4) 40

Уравнение работы общего сумматора

Q =Я@; (5) 45 Уравнение работы блока сравнения лЯ â€” — Q — Q (6) где +Q; — выходной сигнал блока сравнения, пропорциональный рассогласованию между заданной (- и фактической Qi- суммарными нагрузками.

50 Уравнение работы вторых блоков деления

К;= - —, .=Я

j=1,n, (7) где К ; — значение коэффициента коррекции на j-й аппарат по общей нагрузке.

Уравнение раооты вторых блоков умножения — вычисление скорректированных по выходному параметру задаваемых расходов перерабатываемого материала; — вычисление суммарного расхода перерабатываемого материала на группу аппаратов; — определение отклонения фактического суммарного расхода перерабатываемого материала от заданного значения; — вычисление коэффициентов коррекt0 ции по общей нагрузке; — вычисление корректирующих добавок к задаваемым расходам перерабатываемого материала по общей нагрузке; — формирование управляющего воздействия по выбранному закону регулирования.

Функционирование группы аппаратов, управляемых согласно описанному алгоритму, обеспечивает выполнение следующих условий.

Уравнение работы частных сумматоров

1330074

Иьм

2 — у-@, или

А — — —" !

3:й; (10) Г1одставим (11) в (9) Поставитгли Г. Огаджанов

Редактор М. Недолуженко Техред И Верее Кг>рректор Л. Г>бр чар

Заказ 3532!23 Тираж 455 Подписное

ВНИИПИ Государственного коми>сз» (.(.СР яо делам изобретений и открытий

113035, .Чг>гf if>I. Ж --З;>, Раун>ская наб.,,1. 4!5

1 р изв>> тственнг>-воли: р;н1,.:. скос >ре.н>риятие, г. Ужп>род, ул. Проектная. 1

g -r = К2>.EQ,, j= 1, и, (8)

Решим систему уравнений (! ) — (8) относительно А;„ — А.

j= 1, п. (9)

Я.—

СЬ

2 — — „—

Просуммируем (9) по j от 1 до п здесь учтено, что суммирование по j величин, не зависящих от 1, равно их произведению на и.

После преобразования (10) получим

Я= Q (1 1) Из уравнений (11) и (12) можно сделать вывод, что условия оптимального распределения выполняются данным устройством без погрешностей и следовательно, более точно, чем известным устройством.

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления распределением нагрузки между п параллельно включенными аппаратами, со5 держагцее п датчиков расхода перерабатываемых потоков, соединенных с входами общего сумматора и с первыми входами и регуляторов подачи перерабатываемых потоков, выходы которых подключены к и исполнительным механизмам подачи перерабатываемых потоков, блок сравнения, подключенный входами к шине задания и к выходу общего сумматора, и датчиков выходного параметра аппаратов, соединенных через блоки масшабирования с входами блока усреднения, и п блоков выбора минимума, входы которых связаны с выходами частных сумматоров, а выходы — с вторыми входами регуляторов подачи перерабатываемых потоков, отличающееся тем, что, с целью повышения точности оптимального распределения нагрузок, оно дополнительно содержит и первых блоков деления, п вторых блоков деления, и первых блоков умножения и и вторых блоков умножения, при этом входы и первых блоКов деления связаны с выходом блока усреднения и через

2S блоки масштабирования — с датчиками выходных параметров, и выходы подключены к первым входам и первых блоков умножения, вторые входы которых соединены с датчиками расходов перерабатываемых потоков, а выходы — с первыми входами частных сумматоров, входы л вторых блоков деления связаны с выходом общего сумматора и датчиками расходов перерабатываемых,нотоков, а выходы подключены к первым входам п вторых блоков уможения, вторые входы которых соединены с выходом блока сравнения, а выходы — с вторыми входами частных сумматоров.