Автоматическая система управления шнекового пресса

Автоматическая система управления шнекового пресса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскин

Социалистимеооа ввесп ублин

-< а1 662367

К АВТОРСКОМУ СВИДЮТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27. 05.77 (21) 2490287/28 27 (5l) M. Кл

2 с присоединением заявки №

В 30 В 9/18

В 30 В 15/16

Гююудюрютювннвй квинтет

СССР ню двлаи нзююрвтвннй н юткрнтий (23) Приоритет

Опубликовано15.05.79.Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 18,05,79 (53) УДК 621.777. .06 (088.8) А. А. Галиулин, В. А. Долгозвяг и А. В. Иваненко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Одесский технологический институт пишевой цромышленности (54) АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

ШНУКОВОГО ПРЕССА

Система управления шнекового пресса непрерывного действия с приводом 2 н корпусом 3 содержит гидравлическую систему 4 и насос 5, управляемый редук .ционный клапан 6.

Изобретение относится к машинострое-. нию и может быть использовано в шнековых прессах для переработки плодовоягодной мезги.

Известна автоматическая система уп= равления шнекового пресса, содержащая гидрорегулятор с управляемым редукционным клапаном, устройство для определения суслосодержания выжимок, выходаших из пресса, включатошее первичные преоб-разователи, установленные на выходе прес-1о са и в его бункерной части, и исполнительный механизм 1». бднако нзвестйая система не обеспечивает постоянство количества остаточного сусла в выжимах, а режим прессования регулиру- 1.> ется без учета содержания взвесей в суоле, Цель изобретения - повышение качесв ва готового продукта за счет оптимиза" пии режима прессования.

Для этогб система управления шнекового пресса снабжена устройством для определения суслосодержания мезги с

2 первичными преобразователями, размешенными в прессовкой камере и в гидрорегуляторе, устройством для определения содержания взвесей в сусле, установленным в бункерной части пресса, блоком оптимизации, электрически связанным с ус ройством для определения содержания взвеси в сусле и суслосодержания выжимок, а также регулятором переменной структуры и блоком изменения структуры регулятора, при этом регулятор электрически связан с устройствами для оггреаеления суслосодержания мезги и выжимок, блоком оптимизации и исполнительным механизмом.

На чертеже представлена блок-схема

/ автоматической системы управления шнековых" прессов., 662367

Система содержит также устройство для определения содержания вэвесей и сусле 7, первичные преобразователи для определения алектропроводности сусла 8, мезги 9 и выжимок 10, установленные в бункерной части пресса, в начале и конце прессовой камеры, а также первичный преобразователь давления 11, уста"" "новленный в гидравлической системе пресса 4, и манометр 12 для визуального определенйя величины давления в системе.

Выходы первичных преобразователей

8-11 соединены cî входами вычислитель- ного блока 13, содержащего устройство для определения суслосодержания мезги

° 14 и выжимок 15. Блок оптимизации 16 содержит логическое устройство 17 для вычисления оптимальной величины зада.ния суслосодержания мезги и фильтр низ- кой частоты 1 8. Входы блока оптимиза- ции соединены с устройством для бпределения содержания взвесей в.сусле 7 "и суслосодержания выжимок 15, а выходс устройс гвом сравнения 19 регулягора переменной структуры 20, включающего в себя релейный элемент 21, охваченный звеном инерционной отрицательной обратной связи 22, в цепи которой ус гайовлен переключатель 23, управляемый от олока изменения структуры 24, а также исполнительный механизм 25. Второй вход устройства сравнения 19 регулятора 20 соединей с устройством для определения суслосодержания выжимок 15, а третийс блоком формировайия упреждающего сигнала 26, содержащим пропорциональное звено 27 и устройство вычитания 28.

Система работает следующим обозом.

Мезга отжимается в прессе 1, и выжимки, содержащие небольшое, количеств во сусла, продвигаются к прессовой ка-. мере, где расположены первичные преоб разователи 9 и 10 длй определения алеки . ропроводности меэги и выжимок в начале и конце прессовой камеры. Сигналы с этих преобразователей, а также с пер. вичных преобразователей электропровод- ности сусла 8 и давления 11 в гидравлической системе пресса 4 поступают на вычислительный блок 13, содержащий два идентичных устройства 14 и 15, выходной сигнал которых пропорционален, соответственно, суслосодержанию мезги ц и выжимок: р

Величина суслосодержания определяет ся"-в них иэ соотношения: п 1 р2 = — = — К (1)

Alp Pg где p - величина суслосодержання мезги

"или Выжимок, N - масса сусла в мезги или выжимах, кг, В - масса условно сухих выжимок, кг; р - алектропроводность сусла, (ом,м)

ð2- алектропроводность мезги или выжимок, (ом.м) ;

К - коэффициент пропорциональности, зависящий от конструкции первичного преобразователя и давления меэги в прессовой камере, На точность определения величины суслосодержания tu не влияет колебание алектропроводности сусла, вызванное изменением сахаристости, кислотности сус ла, температуры или других параметров, так как алектропроводность меэги в основном определяется алектропроводностью сусла, содержащегося в ней..

Сигналы с выхода устройств для опре ,"деления взвесей в сусле 7 и суслосодержания выжимок 15 поступают на блок ойтимиэации 16, вырабатывающим напря-: жение, пропорциональное величине задания суслосодержания выжимок /Ц>, соответствующее оптимальному режиму прессования мезги. Оптимальный режим прессования определяется максимальным выходом сусла из мезги, i.å. минимальным остаточным суслосодержанием мезги, при заданном качестве сусла.

Качество сусла определяется содержанием взвесей в нем, так как количество дубильных и фенольных веществ в сусле, полученном на шнековых прессах, тесно связано с этим показателем. о

Верхняя граница суслосодержания выжимок цпп„определяется нормированным выходом сусла 76 дал/т, нижний предел ограничен,п -максимальным содержанием взвесей в сусле. Соотношение количества выхода сусла и взвесей в нем можно изменять с помощью коаффициентов весомости, которые выбираются иэ экономических соображенйй и вводятся опе раторо м.

5лок оптимизаций содеркит логичес кое устройство 17 для определения зйв- : . чения критерия оптимальности 1 функции оптимизации (2).

+ r, (2) к„ к, Рвах Р двах 0 )

И где 9 - критерий оптимальности;

Р и) 0 х, /Ц максимальное .и текущее значение величины суслосодержания выжимок; (5) 5 662367 б ), К, h - максимальное и текушее зна - кового пресса как обьекта регулирова- max е чение величины содержания взвесей в ния. Экспериментальные и теоретические сусле, в относительных единицах; исследования шнекового пресса позволяют

К1, Кг- коэффициенты весомости,- описать динамику его работы дифференкоторые ойределяются из экономической 5 циальным управлением второго порядка модели процесса переработки винограда. с запаздыванием

Величина задания суслосодержания < - Р" т () выжимок определяется иэ условия ми- у (7 нимума критерия оптимальности 0 „ (7 Ф ) (y 1)

0 (о1 2 гр а где К1 — коеффициент усиления пресса, хая 1 "r ®1 райтерпеуюшпй отношение остаточного о ,т!=а ппн -n пержаннп сусла в выжпмкек к Павпенню

К1 в гидросистеме регулятора, Па-<

Т<,72 - постоянные времени, определяюшие инерционные свойства пресса и где /ц - величина задания суслосодержа- длительность переходного пропесса, с; тимал э у емя запаздывания с ному режиму прессования мезги, Передаточную функцию прессовой камеВвиду относительной сложности аналиЗй ры можно описать уравнением тического определения условия оптимальности (3) его можно определять из выра- (8) жения (4), если заранее определить граК ефф (к) г где >- коеффициент усиления прессовой ницы критерия, при которых можно камеры, Па, считать режим прессования оптимальным, /ч

23 с2» время запаздывания йтрессовой а камеры, с.

1- 2 - Поскольку сусло в прессовой камере где y y - предельные границь критерия, отжимается незначительно, а время двий g оп тимальностй. жения мезги в ней велико, то

Логическое устройство 17 блока опти- © . R<» К (9) мизации 16 вычисляет текушее значение критерия оптимальности, сравнивает его а

2 (10) с интеРвалом заданных значений и выРа- Поатому закон изменения суслосодербатывает, если не удовлетворяется усло- жания мезги в начале прессовой камеры вие (5), сигнал на изменение величины подобен закону изменения суслосодержания

35 эаданиЯ суслосодержаниЯ Р>. ФильтР низ- выжимок на выходе из пресса и сдвинут кой частоты 18 предназначен для сглажи- относительно последнего на время предвания высокочастотных составлякипих атой варения с величины. Экспериментальные исследования подВыходное напряжение блока оптимиза-, тверждают,что время движения мезги в

40 ции 16 подается на вход устройства срав прессовой камере в 1,5-2 раза больше

memms 19 регулятора 20, на второй вход времени запаздывания с 1. которого поступает сигнал с устройства (11)

15 для определения суслосодержания выжимок jM а на третий вход -. сит нал Утт- а отношение коеффициентов.усиления— равления /И, пропорциональный проиэвод- равно К ной,изменения суслосодержания выжимок (12)

° r и сдвинутый на время предварения а, тходное напряжение устройства сравне- . сигнал у реждения и р формируется

М Г с ния определяется из выражения в блоке 26 по закону

Ч" (Р Я" Яд () ...я- К „, гпей ц опгпап па salxolte устройства прап- < Pl n< n пения; Й

/ц г - сигнал упреждения. уй

Время 7с движсния мезги в прессовой где у,y - соответственно, значения велиL камере до выхода из пресса, в основном, чин суслосодержания выжимок измеренобусловливает время запаздывания шне- - ные со сдвигом во времени с

367 8

24, который вырабатывает сигнал управления (16)

3 nnpv vр-p» ap

Этот сигнал изменяет структуру регулятора с помощью переключателя 23.

ПиО ри f =Q

QrITMMOAb Hblli î ьыстродейс дд

"(камеры, в отн.един.

При этом выходное напряжение устройства 14, определяющего суслосодер- >0 жание меэги Ul, поступает на пропорциональное звено 27, коэффициент кото(1, ) 2S (1Д) 36

Следовательно, обеспечивается гибкая обратная связь по сигналу упреждения

I Цг

При воздействии возмущений на систе му управления возможен прорыв пробки», 3® т,е. той части мезги, которая находится под давлением в прессовой кемере и обес-: печивает нормальнуи работу пресса.

Исследования показывают, что при превышении определенно И величины сусльсодержания выжимох, равйой критичес-, кой величине р к р> и„ „д„-,обьект теряет свойства самовыравнивания и становится неуправляемым, т.е. происходит прорыв пробки .

Для предотвращения этого явления в регуляторе 20 предусмотрено изменение структуры. Причем предусмотрено два режима работы регулятора, умеренный и форсированный. Первый обеспечивает вы56 сокое качество регулирования в зоне рационального режима управления, а второй позволяет быстро, с учетом статических и динамических характеристик пресса, вый и из зоны докритичесхой величины суслосодержаниа выжимок.

Gri переключения структуры регулятора введен блок изменения структуры - время между двумя измерениямй величины суслосодержания выжимок, в отн.еднн.; ,О,,О - соответственно, производная измеренйя суслосодержания выжимок и мезги в начале прессовой камеры;

К коэффициент усиления прессовой рого равен коэффициенту усиления прессовой камеры К, а затем да блок срав нения 2З, другой вход которого соединен с выходом устройства 15, определяющего величину суслосодержания выжимок (ц, а выход блока 26 формирования упреждающего сигнала — с устройством сравнения 19 регулятора 20, Величина входного сигнала регулятора Л pl определяется из выражения (6), В установившемся режиме

Р=Р -к,р,.

В умеренном режиме применяется изодромный закон регулирования, а в форсированном - оптимальный по быстродействию при ограничении по максимальному давлению в гидросистеме 4 пресса с помощью первичного преобразователя

11, установленного там, и обратной связи, заведенной на релейный элемент 21 регулятора 20.

Введение устройства.для определения взвесей в сусле и блока оптимизации позволяет системе автоматически выбирать оптимальный режим прессования мезги с учетом количества и качества полученного при этом сусла, увеличить производительность оборудования, снизить удельный расход энергии.

Устранение шнекового дожимного устройства связано с упрощением конструкции пресса и уменьшением времени запаздывания в системе управления, что позволяет повысить качество регулирования.

Зтому же способствует и применение регулятора переменной структуры. о

Точность определения величины суслосодержания мезги и выжимок повышаетса за счет использования отношения величины их электропроводности к электропроводности сусла, получаемого из них, а также за счет учета давления в гидравлической системе пресса. Кроме того, сигнал на входе регулятора формируется в виде разности (6), пьэтому значительно уменьшается величина систематической составляющей погрешности. Зто позволяет применять единую градуировочную характеристику устройства дла определения суслосодержания мезги и выжимки для различного сырья.

Формула изобретения

Автоматическая система управления шнекового пресса, содержащая гидроре662367

1 тах

Составитель В. Быченхо

Редактор H. Острова ТехредЛ. Алферова Корректор О. Билак

Заказ 2614/19 Тираж 817 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР

lIo делам изобретений и отбытий

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

Филиал ППП Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 гулятор с управляемым редукционным клапаном, устройство для определения суслосодержания выжимок, выходяших иэ пресса, вклвчаюшее первичные преобразователи, установпенные на выходе пресса и в его бункерной части и исполнительный механизм, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения качества готового продукта эа счет оптимизации режима прессования, она снабжена устройством для определения суслосвдержания мезги с первичными преобразователями, разме-.—. шенными в прессовой камере и в гидрорегуляторе, устройством для определения содержания взвесей в сусле, установлен ным B бункернои части пресса, блоком оптимизации, алектрйчесйГ связанным c, устройством для определения содержания вэвесей в сусле и суслосодержання выжимок, а также регулятором переменной структуры и блоком изменения структуры регулятора, при етом регулятор электрически связан с устройством для определения суслосодержания мезги и выжимок, блоком оптимизации и исполнительным механизмом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка М 2390173/27, по которой принято решение о выдаче авторско о свидетельства.