Способ автоматического управления процессом сушки

)3, БЯБЯд,1: )(А ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 06 юл.24кибернетикиНаучно-прибернетикадов, 3. М, Саямов088.8)свидетельстР 26 В 25/2 с вычислительизводственногоАН УЗССРлихов, М. ХасаСССР 1982. О УП(54) СПОСОБ АВТОМАТ РАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССО (57) Изобретение относитс ки и может найти при ческой и пищевой пром-ст локнистых материалов, Ц ИЧЕСКОГ М СУШКИ я к техни менение в и при суш лью изоб е суш- химике во- етения материала. 1 и ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институтным центромобъединения сК(56) Авторское1142713, кл. является интенсификация тепломассообмена. В вычислительное устр-во 6 вводятся экспериментальные коэффициенты, характеризующие влияние окружающей среды на т-ру теплоносителя внутри сушилки, и расчетные значения влагоотбора, влажности и количества материала до и после сушки. В устр-ве 6 определяются коэффициенты передачи по каналам топливо- теплоноситель - волокнистый материал - влагоотбор. Коэффициенты настройки регуляторов 30, 17 и 18 рассчитывают, считая, что сушилка в первом приближении относится как объект управления к апериодическому звену. Управление осуществляется поддержанием максимального значения отношения интенсивности влагоотбора к массе готового продук-та воздействием на расход теплоносителя(6) Изобретение относится к технике сушки, а именно к автоматическому управлению процессами сушки, может найти применение в химической, легкой и пищевой промышленности при сушке волокнистых материалов и является усовершенствованием известного способа по основному авт. св.1142713.Цель изобретения - интенсификация тепло- и массообмена.На чертеже представлена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа автоматического управления процессом сушки.Устройство содержит сушилку 1, топку 2, регулятор 3 расхода топлива с исполнительным механизмом 4, блок 5 настройки, вычислительное устройство 6, блок 7 заданий, датчики 8 и 9 температуры, установленные на расстоянии 1/3 и 3/4 длины сушилки 1, например барабанной сушилки, датчик 10 влажности готового материала, сумматоры 11, 12 и 13, датчик 14 влажности исходного материала, датчик 15 массы готового продукта, сумматор 16, регуляторы 17 и 18 расхода теплоносителя и исходного материала соответственно с исполнительными механизмами 19 и 20 соответственно и блок 21 оптимизации, причем выходы датчиков 8, 9, 10 и 15, а также блока 7 заданий соответственно связаны с входами сумматоров 11, 12, 13 и 16, выходы которых, а также выход датчика 14 соединены с входами вычислительного устройства 6, первый выход которого соединен с регулятором 3, а второй выход - с входом блока 5 настройки, который в свою очередь через регулятор 3 подключен к исполнительному механизму 4, а третий и четвертый выходы вычислительного устройства 6 подключены к регуляторам 17 и 18, при этом пятый выход его соединен с блоком 21 оптимизации, выходы которого через регуляторы 18 и 17 подключены к исполнительным механизмам 20 и 19.Способ автоматического управления процессом сушки реализуется следующим образом.Волокнистый материал, например хлопок- сырец, подается в сушилку 1, куда поступает теплоноситель, получаемый в топке 2.Влагоотбор В из материала в процессе сушки связан со значениями влажности %и и % и количества материала бн и б до и после сушилки соотношениями:В = 6(%н - %); (1)би = 6+ В. (2)Для небольших относительно времени переходного процесса временных интервалов режима сушки принято:= СТ + СгТг (3) Сс = С 3 бть В = К)йт = Кгбс = Кзбн,(4) откуда В = 6 (Юн - СТ 1 - СгТг); (5) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Кг= - -, (7); Кз= о-, (8) где С; Сг, Сз - коэффициенты, определяемые экспериментально, вводимые в вычислительное устройство 6 и характеризующие влияние окружающей среды на температуру теплоносителя внутри сушилки 1 на расстоянии 1/3 и 3/4 ее длины от входа материала и на количество топлива, расходуемого на получение теплоносителя (соответственно коэффициенты бт; б);К 1; Кг; Кз - коэффициенты передачи по каналам топливо - теплоноситель - волокнистый материал - влагоотбор соответственно, которые определяются в вычислительном устройстве 6 по экспериментальным данным С; Сг, Сз, а также измеряемым значениям Фн, %; Т; Тг, б и расчетным значениям В; бт; б,; бн по формулам 3 - 8.Полученные данные %н, %; Т, Тг, бт; бн, 6; В; С, Сг, Сз К 1; Кг; Кз, а также формируемые блоком 7 задания задаваемые значения и сумматорами 11, 12, 13 и 16 допускаемые значения переменных и отклонения от них фактических текущих значений переменных %зад, Т 1 доп, Тгдоп, Вдоп, ЛФ = % -- %зад, ЛТ = Т 1 - Тдоп, ЛТг = Тг - Тгдоп служат исходными данными для расчета коэффициентов усиления Кр; Крг, Крз регуляторов 3, 17 и 18 и коэффициентов времени изодрома Ти, Тиг, Тиз для каналов расход топлива, теплоносителя, волокнистого материала - влагоотбор из материала соответственно.Коэффициенты настройки регуляторов 3, 17 и 18 рассчитывают, считая, что сушилка в первом приближении относится как объект управления к апериодическому звену первого порядка с большой инерционностью и наличием транспортного запаздывания,Стабилизирующая часть устройства для реализации предлагаемого способа работает следующим образом.В статическом режиме контур автоматического регулирования подачи топлива обеспечивает подачу топлива в топку 2 в коВ статическом режиме контур автоматического регулирования подачи топлива обеспечивает подачу топлива в топку 2 в количестве бт, позволяющем выполнить условия материального (1, 2 и 4) и теплового (3) баланса сушилки 1 при заданном значении влажности готового продукта и допустимых значений температуры Тдоп и Тгдоп теплоносителя на расстоянии соответственно /3 и 3/4 длины сушилки 1.В динамическом режиме контур автоматического регулирования подачи топлива обеспечивает изменение подачи топлива (Лбт в количестве, позволяющем устранить случайно возникшие отклонения влажности готового продукта Л% от заданного его значения, а также отклонения температуры ЛТ 1, ЛТг от допустимых значений:1320627 0,82Кр 1= ,Ти, =2,5 т 1,1 12) форму,га изобретения 35 Составитель С. ПолянскийРедактор М. Петрова Техред И. Верес Корректор С. ЧерниЗаказ 2648/43 Тираж 636 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Лб, = +ЛВ; ЛВ = б (% - ЛЪ); (9) Л% = С 1 ЛТ 1 + СгЛТг, ЛТ 1 = Т 1 - Т 1 до, ЛТр = Тр - Тгдод 110) Параметры статической и динамической настроек регулятора 3 посредством блока 5 настройки определяются вычислительным устройством 6,где Кр 1 - коэффициент усиления регулятора;К 1 - передаточное число объекта, определяемое оптимизирующей частью устройства;Т.1 - время изодром а;т 1 - постоянная транспортного запаздывания объекта, а также оптимизирующей частью устройства.Формируемые в вычислительном устройстве 6 значения Кр 1, т 1, Т.1 поступают в блок 5 настройки параметров регулятора 3, задавая закон регулирования расхода топлива в толку 2 регулятором 3 с исполнительным механизмом 4.Оптимизирующая часть устройства для реализации предлагаемого способа работает следующим образом.В статическом режиме оптимизирующая часть обеспечивает подачу теплоносителя 61 И ВОЛОКНИСТОГО МатЕрИаЛа 1.г. В СУШИЛ- ку 1 в количествах, позволяющих выполнять условия материального (1, 2, 4) и теплового 13) баланса и критерия оптимальности, в качестве которого используют отношение интенсивности влагоотбора к массе готового продукта. при В = Вд-,- время.Значение критерия поддерживают максимальным воздействием на регуляторы 17 и 18 расхода теплоносителя и исходного волокнистого материала, Кроме того, в статическом режиме вычислительное устройство постоянно корректирует значение коэффициентов К 1; Кг; Кз, которые подаются соответственно в блок 5 настройки и блок 21 оптимизации, где формируются корректирующие коэффициенты усиления 1 К 11; К,; Крз регуляторов 3, 17 и 18 по общей формуле К, = -)ф .О 32В динамическом режиме оптимизирующая часть устройства обеспечивает изменение подачи теплоносителя Л 1.11 и волокнистого материала Лб. в количестве, позволяющем устранить случайно возникшее откло нение значения интенсивности влагоотбораот максимально допустимого его значения: 5 где ЛВ = В- В при Т 1( Т 1.; Т,((Тздоч, Ф = %зад.Одновременно в динамическом режимеоптимизирующая часть позволяет рассчитатьпостоянные времени изодрома Т 1; Т.; Т,1по общей формуле20 Т = 2,5 т, (13)гДе т = т 1, тг тз, экспеРиментально определяемым участкам транспортного запаздывания сигналов управления по каналам 25соответственно расход топлива - влажность готового продукта и расход теплоносителя - влагоотбор из материала, расход волокнистого материала - влагоотбор из материала. Значения Т з и Т з в блоке 21 оптимизации преобразуются в корЗ 0 ректирующие сигналы для регуляторов 17и 18 с исполнительными механизмами 19 и 20, т.е. формируются законы регулирования соответственно расхода теплоносителя и исходного материала. Способ автоматического управления процессом сушки по авт. св.1142713, отличаюи 4 ийся тем, что, с целью интенсификации тепло- и массообмена, дополнительно измеряют исходную влажность материала и массу готового продукта, определяют интенсивность влагоотбора и при ограничениях на допустимые значения последней и температуры теплоносителя поддерживают 45 максимальное значение отношения интенсивности влагоотбора к массе готового продукта воздействием на расход теплоносителя и материала.