Способ автоматического управления процессом размола композиционных масс полуфабрикатов в производстве листовых материалов и устройство для его осуществления

Способ автоматического управления процессом размола композиционных масс полуфабрикатов в производстве листовых материалов и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к бумажной промышленности, а именно к автоматическому управлению процессами приготовления волокнистых суспензий сложного состава и размола волокон. Цель изобретения - повышение эффективности управления процессом размола композиционной массы полуфабрикатов. В устройство автоматического управления процессом размола дополнительно введены первый и второй блоки коррекции величины степени помола, датчик оборотов, первый и второй блоки дифференцирования, блок задания расходов компонентных масс, блок вычисления задающей концентрации с блоком переключения, первый и второй блоки сравнения и второй и третий сумматоры. В процессе работы дополнительно определяют величину степени помола, величину соотношения текущего значения концентрации полуфабриката и двух измеренных величин степени помола. Измеряют мощность и число оборотов привода, определяют величину соотношения текущих значений концентрации полуфабриката мощности и оборотов привода. Затем определяют величину соотношения расходов компонентных масс полуфабриката и объемов гидроразбивателя. Определяют величину соотношения текущих значений величины разрывной длины волокон величины мощности и оборотов привода и дополнительно корректируют величину задания регулятора степени помола. Регулировку расходов компонентных масс производят пропорционально величинам фиксированного значения концентрации и разрывной длины до тех пор, пока не станут равны между собой предыдущие и последующие значения разрывной длины и оборотов привода. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4078977/29-12 (22) 23.06.86 (46) 23.09.89. Бюл. Р 35 (71) Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (72) В.В.Мажура, Е.Я.Беляев, В.И.Третьяков и Ю.С.Мазуренко (53) 676.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 953053, кл. D 21 D 1/30, 1982. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РАЗМОЛА КОМПОЗИЦИОННЫХ

МАСС ПОЛУФАБРИКАТОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ

ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЦЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к бумажной промышленности, а именно к автоматическому управлению процессами приготовления волокнистых суспензий сложного состава и размола волокон °

Цель изобретения - повышение эффективности управления процессом размола композиционной массы полуфабрикатов. В устройство автоматического управления процессом размола дополнительно введены первый и второй блоки коррекции величины степени помола, датчик оборотов, первый и второй блоки дифференцирования, блок

Изобретение относится к бумажной промышленности, а именно к автоматическому управлению процессами приготовления волокнистых суспензий сложного состава, размолу волокон, Цель изобретения - повышение ка,чества размола композиционной массы полуфабрикатов.

„„SU„„1509470 А1 (51)4 D 21 F 1/08 В 02 С 25/00

2 задания расходов компонентных масс, блок вычисления задающей концентрации с блоком переключения, первый и второй блоки сравнения и второй и третий сумматоры. В процессе работы дополнительно определяют величину степени помола, величину соотношения текущего значения концентрации полуфабриката и двух измеренных величин степени помола. Измеряют мощность и число оборотов привода, определяют величину соотношения текущих значений концентрации полуфабриката мощности и оборотов привода. Затем определяют величину соотношения расходов компонентных масс полуфабриката и объемов гидроразбивателя. Определяют величину соотношения теку цих значений величины разрывной длины волокон величин мощности и оборотов привода и дополнительно корректируют величину задания регулятора степени помола. Регулировку расходов компонентных масс производят пропорционально величинам фиксированного значения концентрации и разрывной длины до тех пор, пока не станут равны между собой предыдущие и последуюцие значения разрывной длины и оборотов привода. 2 с.п. Ф-лы, 1 ил.

На чертеже представлена схема автаматического управления процессом размола композиционных масс полуфабрикатов в производстве листовых материалов.

Устройство содержит размалываюций аппарат. 1, устройство 2 присадки ротора и привод 3 размалывающего аппа3 1509470 рата, гидроразбиватель 4, снабженный транспортером 5 подачи сухих полуфабрикатов, брака и линиями подачи воды, суспензии брака в ванну гидроразбивателя и размола с датчиками 6

5 (Т,) и 7 (Т ) температуры массы, первый сумматор 8, измеритель 9 моцности привода, первый вычислительный блок 10 коррекции величины степени помола, первое реле 11, регулятор 12 степени помола с задатчиком, второе реле 13, первый блок дифференцирования 14, датчик 15 оборотов привода, блок 16 определения текуцего значения 15 концентрации волокнистых полуфабрика" тов, второй сумматор 17, блоки 18 и

19 сравнения, блоки формирования текуцего значения степени помола по разности температур 20 и моцности 20 привода 21. Блок переключения, выполненный из клапана 22 и повторителя 23, блок 24 вычисления задаюцей концентрации, блок 25 задания расходов: компонентных масс, регулятор расхода жид- Б кого брака состоит из регулятора 26, автоматического клапана 27 подачи брака и клапана 28 подачи воды, блок

29 формирования сигнала переключения, третье реле 30, второй блок 31 диф- Щ0 ференцирования, третий сумматор 32, второй вычислительный блок 23 коррекции величины степени помола.

Способом реализуются следуюцие опе- рации: определяется величина степени помола по каналу разности температуры полуфабриката после гидроразбивателя и после размалывающего аппарата и по в каналу моцности; определяется величина соотношения текущего значения кон-,40 центрации полуфабриката и двух величин степени помола, которые определены по двум указанным каналам; измеряются обороты привода; измеряется моцность привода; определяется величина сост- 45 ношения текуцих значений концентрации полуфабриката, мощности и оборотов привода„ пропорционально этой величине соотйошения выполняется первая коррекция величины задания регулятора степени помола, который изменяет величину присадки ротора, определяется величина соотношения расходов компонентных масс в гидроразбиватель и текуцего значения концентрации полуфабриката, объемов гидроразбивателя, 55 его заполнения и содержания в нем волокна брака; пропорционально данной величине соотношения регулируются

4 расходы воды, мокрого брака, сухого брака и целлюлозы в гидроразбиватеЛь; измеряется разрывная длина; определяется величина соотношения текущих значений разрывной длины, мощности и оборотов привода.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы от датчиков 6 и 7 температуры полуфабриката после гидроразбивателя и после размола поступают в первый сумматор 8, где определяется разность температур dT = Т - Т,, функционально связанная с текущим значением показателя степени помола

ОSR волокна. Сигнал от датчика 9 текущего значения потребляемой мощности приводом 3 размалываюцего аппарата 1, тоже функционально связанной со степенью помола, поступает в первый вычислительный блок 10, в котором определяется величина первой коррекции SR, fn+17 степени помола на каждом текуцем шаге (n+1 ) регулировки присадки ротора. Сигнал данной коррекции задания формируется путем реализации в блоке 10 уравнения

S1 1

БК„, (и+17 = IL1 ) W Ä(n7 +

dVdv 6

+р --» — — knJ — P g (nj

de vp р. пd„tn), (1) где 1А,, „ р,, 1<- комплексные коэффициенты пропорциональности соответственно SR x

«кВт ; SRкВт -с; мин -

SR Õ . БК об

И < — величина моцности;

0 — концентрация водной суспензии; п 1„- число оборотов привода.

Если сохраняется в техноло1 ической системе раннее установленное соотношение расходов компонентных масс в гидроразбиватель и суцествуют только флуктируюцие возмущения, т.е. отсутствует сигнал коррекции степени помола по каналу оборотов электропривода, а изменения концентрации полуфабриката имеют малую амплитуду в пределах реализуемости за счет изменения присадки ротора, то сигнал о ЗР

SR к,(n+13 коррекция задания SRâð о

5 150947 степени помола через первое реле 11 поступает в регулятор 12 степени помола (типа ПР.3,21 или РП), в котором формируется сигнал величины изменения присадки ротора, которая изменяется с помощью устройства 2 присадки.

В этой ситуации сигнал текущего значения оборотов привода 3 блокируется с помощью второго реле 1.3, открывающим сигналом для которого является сигнал наличия величины произ1

d n dv водной — — — — формируемый в перд » вом блоке 14 дифференцирования (типа

ПФ .1) по текущему значению скорости электропривода от датчика 15, Необходимая для расчета в блоке 10 величина текущего значения .концентрации О1,реп) волокнистого полуфабриката определя- 20 ется в первом функциональном блоке

16 по зависимости (2) 25

K1 = 0»01;

К = 320,5 постоянные коэффициенты соответственно, (3 . ч) — .м 3 °

n = 1,05 — показатель степени, безразмерный.

Величина задания расхода целлюлозы и сухого брака вычисляется по уравнению

50 SR at = О(, Д Т, о ь . 6

SR yt = » (4) G", ), (7) ч Р (и ) К 1»/ ехр (К 2 / 4 где К, - постоянный коэффициент, ф х ОSR-1 .

К2» и — постоянный коэффициент и показатель степени кусочной аппроксимации, безразмерные.

Сигнал текущего значения разности о» о д = 21 SR „, ы„- л SR „ отклонений величин степени помола волокнистого полуфабриката, определяемых по каналам разности температуры ЛТ размалываемого полуфабриката и моц ности привода N „, Формируется во втором сумматоре 17. Величины указанных отклонений текуцих значений Бйд, 40 о

БК 2« степени помола по данным каналам от заданного значения SR определяются в соответствуюцих первом

18 и втором 19 блоках сравнения. Сигналы величин текущих значений степе- 45 ни помола по каналам разности температур и мощности привода формируются в соответствуюцих втором 20 и треть ем 21 однотипных Функциональных блоках по зависимостям

5S где 41, .a -. комплексные коэффициенты пропорциональности соответственно SR I - с

SR-кВт

0 6

Сигнал величины текуцего значения концентрации Q ð волокнистого полуфабриката от блока 16 также поступает через клапан 22 и повторитель 23 во второе вычислительное устройство 24.

В данной ситуации клапан 22 открыт и сигнал текущего значения Q,(n+1j повторяется в блоке 23, а также повторяется в блоке 24 вычисления задаюцей концентрации и далее используется в блоке 25 задания для формирования сигналов задания трех величин расходов компонентных масс в гидроразбиватель 4. Величина задания рас" хода брака в гидроразбиватель определяется по уравнению

F (и+11 К Ч р Gq(Q „(n+11). где 7+ - объем заполнителя гидрораз<Р бивателя суспензии волокнистого полуфабриката, мз;

G" — нормированное содержание

Ь волокна оборотного брака в объеме всего волокна, поставляемого в гидроразбиватель, 3.

К „= 0,312; и = 1,05 - постоянный коэффициент и показатель степени аппроксимации зависимости концентраций оборотного полуфабриката соответственно, (ч.3), безразмерные, Величина задания расхода воды в гидроразбиватель вычисляется по уравнению

Fv (n+1 j = V Ð 1 1 Вч и+

К С (O ч оп+1) — А )1» (6) где Л, = 100;

Л = 3 212 10-з - постоянные ве2 личины соответственно, 3, безразмерные;

7 15094 где К 0,01 - постоянный коэффициент, (3.ч)

Сигналы заданий величин расходов компонентных масс поступают в регулятор 26 соотношения, который изме" няет степень открытия соответствующих автоматических клапанов на линиях подачи брака 27 и воды 28, а также изменяет .подачу целлюлозы и сухого брака в гидроразбиватель.

При флюктирующих возмущениях в системе разработки волокна изменяетФ ся величина соотношений LlT u W » которые преобразуются в блоках 20 и 21 в величину текущего значения степени помола по данным каналам измерения SR

20 значений степени помола d SR q и

Д ЯК от заданной величины SR p, В сумматоре 17 определяется их разЬ ность й,д„т, а в функциональном блоке 16 — текуцее значение величины концентрации О Гп 1 волокнистого полуфабриката, которая используется в блоке 10 для формирования сигнала коррекции задания степени помола по уравнению (6) и регулируется путем изменения степени присадки ротора в данном режиме эксплуатации технологической системы, Если после очередной регулировки присадки ротора наблюдается существенный рост величины мощности привода не адекватно величине присадки ротора, значит в системе имеет место благоприятные условия для повышения производительности размалываюц|его

40 аппарата. Наличие этих условий контролируется c помощью блока 29 формирования сигнала переключения, где сравниваются величины текуцего зна.1 чения концентрации О pfn) и ее заданного значения q, и устанавлива- 45 ется эмпирически и соответствует максимальной амплитуде флуктирующих возмущений.в данной системе размола.

При интенсивном росте степени помола, т,е. Qvp(n j О „ р в блоке 29 форми- 50 руется сигнал "1",. который открывает третье реле 30 и переключает первое реле 11. Тем самым отключается контур регулировки степени помола по каналу соотношения разности температур и мощности привода, а включается канал регулировки по величине разрывной длины R<(nj, определяемый по резуль70 тату штатного анализа на разрывной . машине с выполнением условий TAPPI (СТАНДАРТ). Для вычисления величины коррекции задания степени помола по каналу разрывной длины используется уравнение о

1 dRI.

SR „(n+1J — р5. (n) +

4 44 ndv e (8) где р, р - постоянные коэффициенты соответственно SR м,, БК(м/мин) ; ЯК(об/мин)..

Для вычисления корректируемой величины задания концентрации размалываемого волокнистого полуфабриката используется уравнение ч (и+11 („(и) + pgI1 Rg (nj +

ЙК „

+ Ps д (9) Через открытое реле 30 от задатчи ка сигнал текущего значения разрывной длины поступает в третий сумматор 32, где определяется разность с номинальным значением для данного вида производимого продукта R,,Р.

Результат сравнения dR<(n) поступает в вычислительный блок 33 коррекции величины степени. Во втором блоке 31 дифференцирования определяется текущее значение величины производной dRL/dt, сигнал которой поступает в блок 33, один из входов которого также соединен с реле 13 канала измерения текуцего значения оборотов привода n<,(nj. В блоке 33 путем

1 реализации ураеиеиия )8) вычисляется сигнал коррекции SR (и+1), который по переключенному каналу реле ll поступает в регулятор 12 степени помола. Причем в режиме перегрузки привода, ведущей к изменению его оборотов, которое фиксируется в блоке 14 дифференцирования, сигнал последнего открывает реле 13, через которое сигнал текуцей величины оборотов привода поступает в блок 33. По этому сигналу уменьшается вычисляемая величина коррекции задания степени помола и тем самым вылегчивается ротор аппарата до тех пор, пока обороты привода не станут равными номинальс ным, т.е. nd„= const.

9 15094 где,, р - постоянные коэффициенты соответственно, 4.м

Ф (м/мин)

В режиме переключения каналов сигнал "1" от блока 29 поступает в клапан 22, закрывает его и тем самым фиксирует в повторителе 23 последнее значение концентрации О (и ), сигнал

1 данной величины поступает в вычислительный блок 24, где реализуется уравнение (8). Текущие значения ве1 личин 4К„и dR„/dt в блоке 24 поступают от соответствующих блоков

31 и 32. Вычисленная в блоке 24 величина задающей концентрации Ц (и+1)

5Р поступает в блок 25, где путем реализации уравнений-определяются новые, на данном шаге регулировки и в данной ситуации резкого увеличения концентрации, значения заданий, расходов компонентных масс в гидроразбиватель, которые поступают в регулятор 26 до тех пор, пока предыдущее и последующее значения разрывной длины не бу- 2д дут равны между собой.

Формула изобретения

1. Способ автоматического управления процессом размола композиционных масс полуфабрикатов в производстве листовых материалов, включающий измерение разности температур размалываемого потока композиционной массы после гидроразбивателя и размалывающего аппарата, определение потребляемой мощности размалывающего аппарата и регулирование величины задания регулятора степени помола и расхода компонентных масс в гидроразбивателе, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения качества размола композиционных масс, дополнительно определяют величину степени помола, в зависимос,ти от разности температур размалываемого потока композиционной массы после гидроразбивателя и размалывающего аппарата и величину степени помола в зависимости от мощности размалывающего аппарата, определяют величину соотношения текущего значения концентрации полуфабриката и двух измеренных величин степени помола, измеряют мощность и число оборотов привода, определяют величину соотношения текущих значений концентрации полуфабриката, мощности и обо70 1О ротов привода и в зависимости от отклонения измеренной величины от заданной корректируют величину задания регулятора степени помола, затем определяют величину соотношения расходов компонентных масс в гидроразбиватель и текущего значения .концентрации полуфабриката, объемов гидроразбивателя, его заполнения суспензией волокнистого полуфабриката и содержания в нем волокна брака и в зависимости от отклонения этой величины от заданной регулируют расход компонентных масс в гидроразбиватель, определяют величину соотношения текущих значений величины разрывной длины волокон, величины мощности и оборотов привода и пропорционально этой величине дополнительно корректируют величину задания регулятора степени помола, а регулировку расходов компонентных масс производят пропорционально величине фиксированного значения концентрации и разрывной длины до тех пор, пока не станут равны между собой предыдущие и последующие значения разрывной длины и оборотов привода.

2. Устройство для автоматического управления процессом размола композиционных масс полуфабрикатов в производстве листовых материалов, содержащее датчики температуры массы, размещенные в трубопроводах гидроразбивателя и подключенные к первому сумматору, измеритель мощности привода размалывающего устройства, регулятор степени помола с задатчиком, соединенный с устройством присадки ротора, регулятор расхода жидкого брака, соединенный с автоматическими клапанами на линии подачи в гидроразбиватель о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности управления процессом размола волокнистого полуфабриката, в него введены первый и второй блоки коррекции величины степени помола, датчик оборотов, первый и второй блоки дифференцирования, блок задания расходов компонентных масс, блок вычисления задающей концентрации с блоком переключения, первый и второй блоки сравнения, второй и третий сумматоры, причем вто" рой сумматор входами подключен к блокам сравнения, первый вход первого блока сравнения соединен с первым входом второго блока сравнения и с

11 1509470 l2 задатчиком степени помола, блок фор- масс подключен к задатчикам постоянмирования величин текущих значений . ных коэффициентов, степени помола, степени помола по разности темпера- обьема заполнения гидроразбивателя тур включен между выходом первого и содержания волокна оборотного брасумматора, входом задатчика комплекс- ка, к регулятору расхода жидкого бра5 ного коэффициента и вторым входом ка и к выходу блока вычисления задапервого блока сравнения, а также вве- ющей концентрации, первый и второй дены три реле, причем первое реле входы которого подключены к задатчиподключено к задатчику уровня отсче- о кам постоянных коэффициентов, третий та, к третьему реле, к выходу перво- вход - к первому входу третьего сумго блока коррекции величины степени матора,.четвертый вход - к шестому помола и к входу регулятора степени входу второго блока коррекции велипомола, второй вход первого реле под- чины степени помола, а также введены ключен к выходу второго блока коррек- 5 блок определения текущего значения ции величины степени помола, причем концентрации волокнистых полуфабрипервый вход первого блока коррекции катов, блок формирования текущего величины степени помола подключен к значения степени помола по мощности измерителю мощности привода, втоРой - привода, блок формирования сигнала пятый входы подключены к задатчикам 2О переключения, первый вход которого постоянных величин, шестой вход под- подключен к задатчику концентрации, ключен к второму реле и первому входу второй вход соединен с первым выховторого блока коррекции величины сте дом блока переключения, второй выпени помола, второй — четвертый ВхО ход которого подключен к седьмому ды которого подключены к задатчикам 25 входу первого блока коррекции велипостоянных величин, пятый вход aÀ чины степени помола, к третьему вхо" ключен к первому входу третьего сум- ду блока формирования сигнала перематора, а шестой вход через второй ключения и к выходу блока определеблок дифференцирования - к третьему ния текущего значения концентрации реле и к второму входу третье о сум" 3р волокнистых полуфабрикатов, вход матора, третий вход которого .CoeAUIHGH которого подключен к выходу второго с задатчикаии разрывной длины датчик сумматора, блок формирования текущеоборотов привода подключен к первому го значения степени помола по мощносвходу и через первый блок дифференци ти привода включен между вторым вхо. Рования к второму входу второго реле дом второго блока сравнения и выходом

35 блок задания расходов компонентных измерителя мощности привода.

Составитель Л.Прохорова

Редактор И.Булла Техред M.ËèäûK Корректор И.Самборская

Заказ 5771/25 Тираж 330 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101