Устройство для оценки качества продукта процесса ректификации

Устройство для оценки качества продукта процесса ректификации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е < зетзвв

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимвских

Реслублин (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 25.11.75(21) 2193273/23-26 (51) M. Кл. В nl 1) д1.12 с присоединением заявки №(23) ПриоритетГосударственный комитет

Совета Министров СССР ое делам иэооретений и открытий (43) Опубликовано 15.03.7Иэюллетень № 10 (53) УДК 66.012-52 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 28.02.78 (72) Авторы В. Л. Токарев, H А. Попков, Г. И. Матикашвили, Л. И. Ротенберг, изобретении В. П. Слаутинский и В. Л. Соломеин (71) Заявители. Тульский политехнический институт и Шекинский ордена

Ленина химический комбинат им. 50 летия СССР (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПЕНКИ КАЧЕСТВА ПРОДУКТА

ПРОЦЕССА РЕКТИФИКАЦИИ

Изобретение относится к вычислительным устройствам для получения оценки качества продуктов технологических процессов химической промышленности, в частности, процессов ректификации смесей циклических углеводородов и может быть применено в системах оптимального управления процессами ректификации.

Известно устройство, преобразуюшее измеряемые косвенные параметры по иэ- 1О вестным зависимостям в величины оценок качества сырья или продуктов и содержашее блок наблюдения, который определяет по давлению в колонне над и под зоной питания и температуре в зоне питания качест 15 во сырья (1 1.

Наиболее близким по технической сушности является устройство, онределяюшее состав сырья по температуре и давлению в колонне и содержащее измерительные при- . щ боры, приборы вычисления разностей и блок наблюдений (2).

Однако, эти устройства не учитывают наличия шумов измерений и неконтролируе мых возмушений, в результате чего появляются ошибки и смешение оценок качества продукта рвктификации.

Heraь изобретения - повышение точности оценки качества продукта ректификации.

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит блок вычисления ошибок, блок умножения на весовые коэффициенты ошибок, сумматоры, блок временных задержек, блок умножения на коэффициенты состояния процесса ректификации и блок умножения на коэффициенты управления, причем выходы приборов вычисления равностей и блока наблюдений соединены со входами блоксЬ вычисления ошибск, выходь.: которого связаны через блок умножения на весовые коэффициенты ошибок с первой группой входов сумматоров, вторая группа входов сумматоров связана с выходами блока умножения на коэффициенты управления и третья группа — с выходами блока умножения на коэффициенты состояния процесса ректификации, входы блока наблюдений соединены с выходами блоков умножения состояния процесса ректифнкации и

597386 блока умножения на коэффициенты управления, а выходы сумматоров — через блок временных задержек со входами блока умножения на кЬэффициенты состояния процес. са ректификации. б

На чертеже изображена схема устрояства для оценили качества продукта процесса ректификации.

Ус гройство содержит измерительные приборы 1, приборы вычисления разностей 2 и 3 6 блок 4 набжрдения, блоки 5 вычисления оши» бок, определяющие разность между наблюдавшимися и предсказанными значениями косвенных параметров, блок 6 умножения на весовые коэффициенты ошибок., сумматоры 7, блок 8, временных задержек, блок 9 умножения на коэффициенты состояния процесса ректификации и блок 1 0 умножения на коэффициенты управления.

Блок наблюдения представляет собой вычислительное устройство, моделирующее функциональяую связь с известными параметрами между качеством: щюдукта 2 и косвенными параметрами У, У, процесса ректификации, такими как разность температур верха колонны и в зоне питания Ь - t„, разность температур в кубе колонйы и в зоне питания 6„ t„, цавление в кубе колонны P .. к

Блок умножения на весовые коэффициенты ошибок содержит коэффициенты, являющиеся элементами матрицы К, определяемой как:

К = РН (НРН + Я) где Р— новариационная матрица ошибок оценок фазовых координат процеоса, не зависит от наблюдения, 7 — матрица постоянных коэффициентов 40 состояния, Н вЂ” матрица наблюдения, состоящая из коэффициентов, определяющих связь измеряемых параметров У, у

45 с фазовыми координатами процесса, такими как: разность температур верха колонны и в зоне питания

Х 1 -1.д, разность температур в кубе колонны и в зоне пи тания Х t<-t„ давление в кубе колонны Х>»Pк и состав продукта ректнфикации Х„= Йе

R- матрица новариации шумов измерений.

b5

Блок умножения на коэффициенты состо.яния процесса ректификации соцержит коэффициенты, характеризующие динамику про»цессЛ ректификации по кажцой координате процесса. 60

Блок умножения на коэффициенты управления содержит коэффициенты, характеризующие влияние на фаэовые координаты процесса таких управляющих воздействий, как расход флегмы () отбор кубового продукта 0, расход греющего пара в испарителе колонны 0 у и расход сырья 0 .ф

Устройство работает следующим образом, Йзмеряемые сигналы У,, У я, У соответствующие новым наблюцениям, дискретно с заданным периодом, поступают с измерительных приборов 1 и приборов вычисления разностей 2 и 3 на входы блоков 5 вычисления ошибок, где сравниваются с предсказанными значениями У (1 +1), М .(1 +1) и У (i +1) . Сигналы ошибки между наблюдавшимися и предсказанными значениями косвенных параметров преобразуются блоком 6 умножения на .весовые коэффициенты ошибок в составляющие экстраполированных оценок соответствующих фазовых координат процесса.

Другая группа составляющих экстраполиро» ванных оценок образуется блоком 10 умножения на коэффициенты управления, в результате перемножения величин, пропорциональных текущим значениям управляющих возцействий, таких как, расход флегмы

hd., отбор кубовой жидкости ЫР, расход греющего пара и расход сырья аЯ h7, %le

Обе группы составляющих экстраполированных оценок поступают на входы соответствующих сумматоров 7, на выходах которых образуются экстраполированные ценки соответствующих фазовых координат

6 );Х (ii<), 3 + . 4 1+1),преобразуемые блоком 8 временных задержек в соответ» л л

: ствующие оценки фазовых координат Х,(), X (), R (i)> 4(().Выходные сигналы блока 9 умножения на коэффициенты состояния про»цесса, подключенного к выходам блока 8 временных задержек, поступают на т ытью группу входов соответствующих сумматоров и на входы блока 4 наблюдения. Сигналы, поступающие с блока 10 умножения на коэффициенты управления на цругие входы блока 4 наблюдения позволяют сформировать сигналы, величины которых пропорциональны предсказанным значениям косвенных параметров процесса ректифнкации (1), 3 (i>1),3>(it4) Кроме того, на

I вход сумматора, формирующего сигнал экстраполированной оценки качества готового продукта поступает сигнал, пропорциональный начальному составу 2 (О) продукта ректифнкац и а на соответствующий

j вход блока 6 умножения на весокле коэффициенты ошибок поступает начальное значение матрицы новариации ошибок оценки (Р ).

Данное устройство реализует расширенный, оптимальный фильтр с минимальной дисперсией оценок фазовых координат процесса ректификации, одной из которых -является состав готового продукта, по наблюдениям косвенных параметров процесса реитификации. Производимая устройством фильтрация шумов измерений и неконтролируемых возмущений повышает точность оценки качества готового продукта процесса ректификации на 5-10%.

Формула изобретения

Устройство для оценки качества продукта процесса ректификации, содержащее измерительные приборы, приборы вычисления разностей и блок наблюдений, о т л и— ч а ющее с ятем, что, сцелью повы7g шенин точности оценки качества продукта ректифйкации, оно снабжено блоком вычислении ошибок, блоком умножения на весовыей ко- эффициенты ошибок, сумматорами, блоком временных задержек, блоком умножения на коэффициенты состояния процесса ректифи597386

4 кации и блоком умножения на коэффициенты управления, причем выходы приборов вычисления разностей и блока наблюдений соединены со входами блоков вычисления ошибок, выходы которого связаны через блок умножения на весовые коэффициенты ошибок с первой группой входов сумматоров, вторая группа входов сумматоров связана с выходами блока умножения на коэффициенты управления и третья группа с выходами блока умножения на коэффициент состояния процесса ректификации, входы блока наб-людений соединены с выходами блоков умножения на коэффициенты состояния процесса ректификации и блока умножения на коэффициенты управления, а выходы сумматоров — через блок временных задержек со входами блока умножения на коэффициенты состояния процесса ректификации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:. 1. Авторское свидетельство СССР

hb 279576, кл. B 01 D 3/42, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

hb 384527, кл, В 01 D 3/42, 1970.

ЫНИГПИ Заказ 1571/2 Тираж 964 Подписное

Филиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4