Система автоматического управления многокорпусной выпарной установкой

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 30,605 Р 27 В 0 ЕНИ ВИ ЕТЕЛЬ АВТОРСКОМ 3-26 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ И(71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(54) (57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ МНОГОКОРПУСНОЙ ВЫПАРНОЙ УСТАНОВКОЙ, содержащая регуляторы давления греющего пара в первом и сокового пара в последнем корпусах, устройства для определения сигнала, пропорционального коэффициенту теплопередачи в первом и последнем корпусах, устройство для определения сигнала коррекции коэффициентов модели выпарной установки, вход которого соединен с выходами устройств для определения коэффициентов теплопередачи в первом и последнем корпусах, устройство для определения сигнала, пропорционального значению переменной составляющей удельной себестоимости процесса, вход которого соединен с выходом устройства для определения сигнала коррекции коэффициентов модели, экстремальный регулятор, вход которого соединен с выходом устройства для определения сигнала, проЯО 1243757 А 1 порционального значению переменной составляющей удельной себестоимости процесса, а выход соединен с входом этого же устройства и одновременно через сглаживающие фильтры подключен к задатчикам регуляторов давления греющего пара в первом и сокового пара в последнем корпусах, регулятор концентрации упаренного раствора на выходе выпарной установки и контуры стабилизации уровней раствора по корпусам, первичные преобразователи для измерения температур греющего пара на входе в первый корпус выпарной установки, раствора на выходе из первого корпуса выпарной установки, греющего пара на входе в последний корпус и раствора на выходе из последнего корпуса выпарной установки, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат на процесс и повышения эффективности работы системы, она дополнительно содержит первичные преобразователи для измерения расхода греющего пара в первый и последний корпусы и функциональные устройства согласования значений параметров, измеряемых во времени, входы которых подключены к первичным преобразователям для измерения температуры и расхода греющего пара в первом корпусе, температуры раствора в первом корпусе, температуры греющего пара в последнем корпусе, расхода греющего пара в последнем корпусе, температуры раствора в последнем корпусе, а выходы подключены к входам соответствующих устройств для определения коэффициентов теплопередачи в первом и последнем корпусах.Изобретение относится к системам автоматического управления вакуум-выпарными установками без промежуточного пароотбора, в частности, в пищевой, химической промышленности, биохимических производствах и т. д.Цель изобретения - снижение энергозатрат на процесс и повышение эффективности работы системы.На чертеже представлена принципиальная схема системы.Система содержит регулятор 1 давления греющего пара, вход которого связан с датчиком давления на линии греющего пара, а выход связан с исполнительным механизмом на линии греющего пара, регуляторы 2 и 3 уровня жидкости по корпусам, входы которых связаны с датчиками уровней в соответствующих корпусах, а выходы заведены на исполнительные механизмы, установленные на линиях подачи жидкости в соответствующий корпус, регулятор 4 концентрации жидкости на выходе из выпарной установки, вход которого связан с датчиком концентрации (плотности), размещенным на линии упаренного раствора, а выход заведен на исполнительный механизм, размещенный на той же линии, и регулятор 5 давления вторичного пара на выходе из последнего корпуса, вход которого связан с датчиком давления вторичного пара на выходе из последнего корпуса, а выход - с исполнительным механизмом, расположенным на трубопроводе подачи охлаждающей воды в конденсатор 6. Система содержит устройства 7 и 8 для определения сигнала, пропорционального коэффициенту теплопередачи, представляющие собой множительноделительные блоки, выходы которых подключены на устройство 9 для определения сигнала коррекции коэффициентов модели выпарной установки. Вход устройства 7 через устройства 10, 11 и 12, служащие для пересчета измеряемых параметров по времени расхода раствора на входе в первый корпус, связан соответственно с датчиком температуры греющего пара в первый корпус, датчиком расхода этого пара и с датчиком температуры раствора на выходе из этого корпуса, Вход устройства 8 через устройства 13, 14 и 15, служащие для пересчета измеряемых параметров по времени расхода раствора на входе в первый корпус, связан соответственно с датчиком температуры сокового пара на входе в последний корпус выпарной установки (ВУ), датчиком расхода этого пара и с датчиком температуры раствора на выходе из выпарной установки.Выход устройства 9 заведен на вход устройства 16, представляющего собой множительно-делительный блок, для определения сигнала, пропорционального значению переменной составляющей удельной себе стоимости процесса упаривания. Выход устройства 16 связан с входом экстремального регулятора 17, выход которого связан с устройством 16 и с входами сглаживающих фильтров 18 и 19. Выход сглаживающего фильтра 18 связан с заданием регулятора 1. а выход фильтра 19 - с заданием регулятора 5,30 Х = Л 1 Х,о(ст)х(т), (2) 40, Игде А 1 -- интервал замера данных;К - т-е значение замеренной переменнойл - количество замеренных значенийдля расчета.45На выходе устройства 7 формируетсясигнал, пропорциональный коэффициентутеплопередачи через стенки греющей камерыпервого корпуса. Выходной сигнал формируется согласно функциональной зависи- мости 50 О. С.,7(3)Р 7 :Г)где К; - коэффициент теплопередачи черезстенки греющей камеры первогокорпуса;О, - расход греющего пара в первыйкорпус ВУ, пересчитанный согласно формулам (1) или (2);С - коэффициент пропорциональности; 55 Система работает следующим образом,10Стабилизирующие контуры давления греющего пара в первом корпусе, давлениявторичного пара на выходе из последнегокорпуса, уровней жидкости по корпусам,концентрации жидкости на выходе из выпарной установки с помощью регуляторов 1 - 5поддер.живают соответствующие переменныена уровнях, равных заданным.В устройство 7 через функциональныеустройства 10, 1 и 12 согласования междусобой значений измеряемых параметров во20 времени поступают сигналы с датчиков температуры и расхода греющего пара на входев первый корпус и датчика температурыраствора на выходе из первого корпуса.Устройства 10, 11, 12 служат для пере 25счета )азмеряемых параметров по временирасхода раствора на входе в первый корпус.На выходе данных устройств формируетсясигнал согласно функциональной зависимости для аналогового устройстваХ = ХР)ж, (1)где Х -- измеряемая переменная;Х - переменная, пересчитанная с учетомдинамического сдвига;д(1) - весовая функция по каналу Х 35 определенное заранее (5, - расходраствора на входе в первый корпусВУ),а для дискретного устройства1243757 НИИ 1 И Заказ 37376 Тираж 663 Г 1 одписное Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Т- - температура пара на входе в первый корпус, пересчитанная согласно формулам (1) или (2);1.- температура жидкости на выходеиз первого корпуса, пересчитанная согласно формулам (1) или (2).На вход устройства 8 через функциональные устройства 13, 14, 15 согласования между собой значений измеряемых параметров во времени поступают сигналы с датчиков температуры греющего пара на входе в последний корпус, жидкости на выходе из последнего корпуса и с датчика расхода греющего пара на входе в последний корпус, Работа устройств 13, 14, 15 аналогична работе устройств 10, 11, 12.На выходе устройства 8 формируется сигнал, пропорциональный коэффициенту теплопередачи через стенки греющей камеры последнего корпуса, согласно формуле (3).Выходные сигналы устройств 7 и 8 посту- лают на вход устройства 9, представляющего собой множительно-делительное устройство. На выходе этого устройства формируется сигнал, пропорциональный значениям коэффициентов модели выпарной установки. Зависимость каждого коэффициента от коэффициентов теплопередачи через стенки греющей камеры первого и второго корпусов К 1 и К 2 аппроксимируется зависимостью видаР; = 6 о + 61 К + 62 К 2 (4) где Р;(г=1, 2, 3, 4) - коэффициенты уравнения для технологической составляющей удельной себестоимости;6 оь 611, 62; - числовые константы.Сигналы, формируемые согласно формуле (4), с выхода устройства 9 поступают на вход устройства 16, предназначенного для формирования на выходе сигнала, пропорционального переменной технологической составляющей удельной себестоимости процесса упаривания.Выходной сигнал устройства 16 определяется согласно алгоритмуС = р 1 + Р 20 о + Рзбо +,04600 о (5)где С - переменная технологическаясоставляющая удельной себестоимости ведения процесса;рь р 2, рз, р 4 - коэффициенты, определяемыев блоке;.О, - расход греющего пара в первый корпус ВУ;156, - расход охлаждающей водына конденсатор.Сигнал с выхода устройства 16 поступаетна вход экстремального регулятора 17, который предназначен для оптимизации режима работы ВУ поисковым методом.20 Поиск оптимальных значений управляющих воздействий осуществляется на модели.С этой целью выходные сигналы экстремального регулятора заводятся на устройство 16, где они служат в качестве переменных расхода греющего пара и расхода охлаждающей воды. Эти же сигналы передаются на фильтры 18 и 19, предназначенные для сглаживания высокочастотных составляющих сигналов, поступающих на их входы.Сигнал с фильтра 18 заводится на задание регулятора 1 давления греющего пара. Путем изменения величины задания изменяется значение расхода греющего пара на входной линии в первый корпус.Сигнал с фильтра 19 заводится на задание регулятора 5 давления вторичного пара в последнем корпусе ВУ. Путем изменения величины задания изменяется расход охлаждающей воды на конденсатор.