Устройство для автоматического регулирования технологического параметра,преимущественно влажности бумажного полотна

Устройство для автоматического регулирования технологического параметра,преимущественно влажности бумажного полотна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК!

511 4 D 21 F.5/00

gQp p j,Г,-.)1 В 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Ъ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1 (21) 4146234/29-!2 (22) 30.09.86 (46) 15.08.88. Бюл. Ф 30 (71) Ленинградское научно-производственное объединение "Научфанпром" (72) В.В. Вознесенский, В.Н. Романов, В.Н. Леонтьев и В.П. Агапов (53) 676.!(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !! 1139785, кл. D 21 F 5/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПАРАМЕТРА, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ВЛАЖНОСТИ БУМАЖНОГО ПОЛОТНА (57) Изобретение относится к устройствам, осуществляющим автоматическое регулирование различных технологических процессов, и может найти применение в целлюлозно-бумажной промьппленности при регулировании влажности

„.SU 1416582 А 1 бумажного полотна, вырабатываемого на бумагоделательной машине, при регулировании температуры и давления теплоносителя в энергетических установках.

Цель изобретения — повышение производительности бумагоделательной машины.

Эта цель достигается за счет того, что устройство снабжено блоком изменения порогового коэффициента на-, стройки, который обеспечивает оптимальные параметры настроек регулятора в условиях отсутствия значительных скоростей и амплитуд отклонений регулируемого параметра от заданного значения, а в условиях присутствия этих скоростей и амплитуд отклонений воздействует на подавление этих отклонений, нелинейно изменяет коэффициенты настройки в зависимости от амплитуды сигнала отклонения, поступающего с сумматора.) з.п. ф-лы, 1 ил. 1416582

Изобретение относится к устройствам, осуществляющим автоматическое регулирование различных технологических процессов, и может найти применение в целлюлозно-бумажной промышленности при регулировании влажности бумажного полотна, вырабатываемого на бумагоделательной машине, при регулировании температуры и давления теплоносителя в энергетических установках.

Цель изобретения — повышение производительности бумагоделательной машины.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства для автоматического регулирования влажности бумажного полотна (технологического параметра).

Устройство автоматического регупирования содержит датчик влажности полотна 2, которое, проходя через сушильные цилиндры 3 сушильной час- . ти 4 бумагоделательной машины, поступает на накат 5. Датчик 1 соединен с одним из входов блока 6 сравнения и через блок 7 дифференцирования — с входом блока 8 выделения модуля и с входом логического блока 9.

Выход блока 8 подключен через пороговый элемент 10 к блоку 11 переключения настроек. Второй вход сумматора 6 связан с задатчиком 12, а выход блока

6 сравнения соединен как с блоком 13 изменения порогового коэффициента на стройки, так и с входом регулятора

14, снабженным усилительно-преобразовательным блоком 15 и блоком 16 настроек, выход которого связан с исполнительным механизмом 17. Кроме того, выход сумматора подключен через оптимизатор 18 зоны чувствительности с входом порогового элемента 10.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал М.< текущего значения величины влажности бумажного полотна 2, измеренный датчиком 1, поступает на блок 6 сравнения, где сравнивается сигналом задатчика 12. Разностный сигнал-величины Ь отклонения регулируемого параметра с сумматора 6 поступает на вход ПИ-регулятора 14. В регуляторе входной сигнал Ъ блоком

15 усиливается и преобразуется в сигнал

Z=h+ ) ddt, о где Z — выходной сигнал блока 15 регулятора 14;

Ь вЂ” сигнал разности между величиной сигнала от задатчика 12 и датчика 1; — время, с.

На блоке 16 настроек устанавливается величина коэффициента К„ перед пропорциональной составляющей и величина коэффициента Ки перед интегральной составляющей сигнала, формируя на выходе регулятора 14 управляющий сигнал (при отсутствии сигнала с

15 блока 11 переключения,,т.е. М, =О).

t р =К„+К„ ьdt+C, где «< — сигнал выхода регулятора 14;

К„,К„ — коэффициенты усиления, уста20 навливаемые на блоке 16, выбираемые, например, исходя из квадратичной интегральной оценки качества переходного процесса;

25 С вЂ” постоянная интегрирования, Выход сигнал р регулятора 14 с помощью исполнительного механизма 17 изменяет расход пара, поступающего в сушильные цилиндры 3.

Одновременно сигнал < с датчика 1 поступает на вход блока 7 дифферен» цирования, вырабатывающего сигнал М значение которого описано зависи35 мсстъю

d o d «t<

Т вЂ” +of, =K

dt

40 Т< — постоянная времени дифференцирования блока 7, с;

К, — коэффициент усиления блока 7.

Далее сигнал с блока дифференцицо45 вания поступает как на вход блока 8 выделения модуля, выходной сигнал которого с =/о /, так и на вход логического блока 9.

Поступая на пороговый элемент 10, сигнал Ы сравнивается с опорным сигналом g от задатчика, который определяет зону нечувствительности элемента

10 и выбирается исходя из конкретных для данного технологического параметра величин частот и амплитуд, присутствующих в сигнале « < . В результате сравнения на выходе порогового элемента вырабатывается релейный сигнал

14!658

1 приЫ. >8 о 4

0 прио с8, который является управляющим для блока 11. 5

Одновременно разностный сигнал с сумматора 6 поступает на блок 13, вырабатывающий сигнал о 5 4Ь> .где К вЂ” коэффициент настройки бло10 ка 13.

Логический блок 9, получая сигнал o(и м., вырабатывает управляюЪ щее воздействие о в соответствии со.

15 следующей зависимостью

Ы при о4 > О и о! > 0 о .при oL (0 и о а О

6 О при о О ио, О

О при о, 60 иоа,О.

Этим -обеспечивается на выходе логического блока сигнал оС =К Ь только в моменты времени, когда величина Ь отклонения регулируемого параметра увеличивается по абсолютной ве- 2 личине относительно заданного датчи ком 12 задания. В остальных случаях сигнал с блока 9 равен нулю.

Сигналы d.< и ос6 поступают на входы блока переклочения .настроек, который вырабатывает сигнал о приоС =1 и о о 0

0 при a4< =! иЫ =О

0 при о -О иоь 10 р тем самым обеспечивая на выходе вели-, чину сигнала oc =oC, когда и превьппа- З5 ет опорный сигнал g, устанавливаемый иа пороговом элементе 10.

Сигнал оС с блока 1 1 поступает на блок 16 настроек регулятора 14, который в случае < =о устанавливает одни 4О параметры настройки регулятора, а при о1,=0 изменяет их.

При этом управляющий сигнал с регулятора 14 на исполнительный механизм 17 равен 45 (К„+ с4 Ь) Ь+К dd t+C при oL,Т,ФО

1=

К„Ь +К„ddt+C при <, =0.

Таким образом, исполнительный ме 50 ханизм 17 находится под интенсивным воздействием регулятора !4 в моменты времени, когда регулируемый параметр имеет направление отклонения от заданного значения в сторону увеличения 55 этого отклонения и когда интенсивность отклонения превьппает устанавливаемый на элементе 10 опорный сигнал.

4

При отсутствии этих ограничивающих условий на регуляторе устанавливаются настройки, не обеспечивающие форсированное воздействие на механизм 17.

Учитывая, что параметры объекта регулирования, в частности условия удаления конденсата из сушильных цилиндров 3 бумагоделательной машины, со временем могут изменятся для обеспечения изменяемого в этих условиях оптимального значения опорного сигнала g элемента 10, появляется необходимость в корректировке этого опорного сигнала. Медленное изменение во времени свойств объекта регулиро-. вания вызывает и аналогичное изменение оптимального значения величины g °

В условиях, когда есть техническая возможность реализации контура корректировки величины g, целесообразно устройство регулирования дополнить оптимизатором 18, который в зависимости от текущей величины отклонения d регулируемого параметра изменяет значение опорного сигнала g до тех пор, пока отклонение Ь не примет минимального значения.

В качестве оптимизатора !8 целесообразно использовать оптимизатор шагового (импульсного) типа, принцип работы которого состоит в следующем: оптимизатор в дискретные моменты времени nod t), где n=1,2,3,... (d t) дискретность опроса, осуществляет измерение приращения величины 3Д ="

Д(n)=!!(n-Ö . В оптимизаторе хранится информация о значении на предыдущем шаге, т.е. значение d jn-. g . С этим значением сравнивается значение Ь, полученное на последующем шаге (значение d jnJ). Если же в последующем шаге значение 6 становится меньше предыдущего, то оптимизатор

18 изменяет выходной сигнал (приращение 5 g ) в том же направлении, что и на предыдущем. При достижении минимального значения Ь запоминается.

После этого оптимизатор начинает оценивать пРиРащение ЬЬ = d мо„; d/n-l).

Как только выполняется условие ЕЬ

=Й,„,„„,-d(n-1j Я (где Š— зона чувствител! ности), оптимизатор вновь начинает осуществлять приращение величины 8Ь до момента установки нового оптимального Ь.

Таким образом, экстремальный регулятор вне зависимости от возмущений.

6582 6 оптимизатор 18 — на шаговом электронном регуляторе РО 10! В. В качестве исполнительного механизма используется электрический механизм типа МЭО, 5 в качестве датчика 1 — влагомер Роя са-3". б

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет сократить длительность переходйого процесса и уменьшить величину динамического отклонения регулируемого параметра, что позволяет повысить техникоэкономические показатели вырабатывае" мой продукции, а именно снизить неоднородность бумажного полотна, вырабатываемого бумагоделательной машиной.

Экономический эффект от использования предлагаемого устройства на бумаго«g делательной машине обеспечивается за счет того, что оно позволяет поддерживать постоянную влажность вырабатываемого полотна.

20р „(p)= где W, (р) — передаточная функция сульи 28 ной части по каналу Степень открытия механизма 17 — влажность полотна 2 перед накатом 5", %/мА; (p) — передаточная функция дат30 г. чика 1, мА, %;.

И, (р) — передаточная функция блока 7, мА/мА; р — оператор Лапласа.

Устройство может быть реализовано ЗБ как на функциональных блоках управляющей вычислительной техники, например на блоках микро-ЭВМ "Ремиконт Р-100, так и на локальных средствах электроавтоматики.

Так, реализация предлагаемого устройства может быть осуществлена на базе приборов управления системы

"1(онтур-"" и "АКЭСОР". В качестве регулятора 14 может быть использован электронный ПИ-регуля" îð РП-ч, в качестве блока 6 сравнения- прибор А04," выполняющий функцию суммирования стандартных (0-5 мА) входных сигналов, в качестве задатчика 12 — задающий блок BP-21,. а в качестве блока 13— функциональный прибор К16.1.2. Блок

7 цифференцирования BbiiioJIiIHPTcB на приборе Д02, а логический блок 9, блок ll и пороговый элемент !Π— на 55 электронных приборах К26.1. Блок 8 выполнения модуля выполняется на двухпериодном выпрямителе KIJ 402A

5 141 действующих на бумагоделительную машину все время ведет поиск оптимального значения опорного сигнала поро-: говому элементу 10, добиваясь минимального значения отклонения величины А.

Предлагаемое устройство моделировалось на аналоговой вычислительной машине типа MH-7M. В качестве обьекта регулирования была рассмотрена сушильная часть бумагоделательной машины. Устройство и объект регулирования описывалисв следующими зависимостями:

-0,05е 0,65

230р+1 г. 5p+1

О, 175Ь+О, 05 Ай!:+С при о ФО

1 = (0, 75+0,О7Ь)6+0,05 Ьdt+C приь ФО

l формула изобретения

Устройство для автоматического i регулирования технологического параметра, преимущественно влажности бумажного полотна, содержащее задатчик и датчик регулируемого технологического параметра, подключенные к блоку сравнения, выход которого соединен с усилительно-преобразовательным блоком, блок дифференцирования, вход которого подключенк датчику регулируемого параметра, а выход через по следовательно соединенные блок выделения модуля, пороговый элемент и первый вход блока переключения на . строек подключен к первому входу блока настроек, второй вход которого соединен с выходом усилительно-преобразовательного блока, а выход — с исполнительным механизмом, причем второй вход блока переключения настроек соединен с выходом логического блока, первым входом подключен-ного к выходу блока дифференцирования, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности, в него введен блок изменения порогового коэффициента настройки, вход которого подключен к выходу блока сравнения, а выход — к второму входу логического блока.

1

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что оно допол7 )416582 8 нительно содержит оптимизатор зоны ключен к выходу сумматора, а выход— чувствительности, вход которого под- к второму входу порогового элемента.

Составитель Л. Прохорова

Редактор Т. Парфенова Техред Л.Сердюкова Корректор М. Демчик

Заказ 4037/26 Тир аж 348 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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