Устройство для автоматического управления процессом термообработки материала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕПЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный государственный институтнаучно-исследовательских и проектных работогнеупорной промышленности(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ТЕРМООБРАБОТКИ МАТЕРИАЛА(57) Изобретение относится к автоматизации процессов термообработки материалов и позволяет повысить точность управления. С помощью регулятора 3 температуры входящего теплоносителя стабилизируют эту температуру на заданном уровне.Посредством регулятора 8 расхода материала стабилизируют величину расхода на заданном уровне. При превышении величинытем пер атуры . отра бота в щего теплоносителя 801576819 А 1(51)5 Р 26 В 25/22 над заданной температурой отработавшего теплоносителя, измеряемой датчиком 12, осуществляют корректировку заданного значения температуры входящего теплоносителя для регулятора 3 посредством корректирующего регулятора 13. Одновременно этот сигнал с корректирующего регулятора 13 подается на динамический блок 14, который вырабатывает исчезающий во времени разнополярный сигнал, величина и направление которого зависят от скорости и направления изменения игнала от регулятора 13. Далее разнополярный сигнал с динамического блока 14 поступает на диодный блок 15, который пропускав на р- гулятор 8 расхода материала только положительный исчезающий во времени сигнал с динамического блока 4, меняя тем самым задание регулятору 8. Воздействие по двум контурам регулирования на величину температуры отработавшего теплоносителя позволяет повысить точность управле. ния. 1 ил.Изобретение относится к области автоматизации процессов термообработки материалов, касается устройства автоматического управления процессом термообработки материала и может найти применение в химической, пиц(евой и строительной отраслях промышленности при автоматизации процессов сушки и диспергирования материала в газоструйных установках.Целью изобретения является повышение точности управления.На чертеже приведена блок-схема устройства для автоматического управления процессом термообработки материала.Блок-схема включает объект уира вления - газоструйную сушильную установку, включающую топку 1 и собственно сушнльну)о камеру 2, а также устройство для упрявл(ния процессом трмообработки материала. Последнее содержит Регулятор 3 темпера уры ВходяцьеГО тРплОнОсителя, со- . Он(цЙ из датчика 4 температуры Входящего теплоносителя, блока 5 регулирования РГО ТРМПРРаТУРЫ, ИСПОЛН(ТЕЛЬНОГО МРХЯПИЗ- мя 6 ня линии подачи топлива и исполнительного механизма 7 ня ликии подаци ьоздухя в топку 1, регулятор 8 ра- ХОДЯ материала, состоящий из блока 9 регулирования раходя, позпционсраС, исполнитсльпого механизма 1 ня линии подацч матриала в сушильнхю камеру 2, датчик 12 температуры фтработявп)его теплоносителя, корректирующий регулятор 13 превып(ения температуры последнего, дннямицРС- кий блок 14, диодный блок 15, при этом датчик 4 темпсратуры входящего теплсносителя подключен к первому Входу блока 5 регулирования его температуры, выход которого соединен с исполнительным механизмом 6 ня линии подачи топлиВа В топку 1, датчик 12 температуры отработавшего теплоносителя подклюцен к входу корректирующего регулятора 13 превышения температуры отработавшего теплоносителя, своим выходом соединенного с вторым входом блока 5 регулирования температуры входя(цего теплоносителя, а церез динамицеский блок 4 и диодный блок 15 корректи 1)ующий регулятор 13 св 5)зяг с перВым входом олокя 9 регулирования расхода мзтРря,я, к второму Входу кото,)ОГО подкл(оюзиционерО, регистриру(ощий стеОгкрытия исполнительного механизма 11 па линии подачи материала в сушиль(ук) камеру 2, причем сам исполнительный механизм 11 подкл(очен к выходу блока 9 регулирования расхода материала.Устройство для автоматического управления процессом термообработки материяля работает следующим обоазом,С ио.(Ощью датчика 4, блока 5 и механизча 6 осущствляют стабилизаци)О температуры входящего теплоносителя. Так, например, при увеличении (уменьц)енин) температуры входящего теплоносителя выше 20 25 30 35 40 4 г 55(ниже) заданного блоку 5 значения 1например в результате увеличения (уменьшения) теплотворной способности поступающего топлива, датчик 4 передает соответствующий сигнал 1, поступающий на вход блока 5. Блок 5, реализующий пропорционально интегральный (ПИ) закон упгявления, воздействует на исполните (ьнь й меха низм 6 для уменьшения (увеличения) расхода топлива до тех пор, пока температура рабочего агента не достигнет згда .- ного блоку 5 значения. При этом блок 5 вырабатывает сигналУ - К (1. - 1.-)+К)Я)1, - ( О),Где Ккоэффициент настройки пропорциональной составляющей блока 5,К) - коэффи циент настройки интегр. а .- ной составляющеи блока 5;- сигнал. поступающий с датчика ;Ь. - сигнал заданного блоку 5 значения (устанавливается на задятчикеблока 5);- ВРРМЯ.С помощью регулятора 8 стабилизируют ве,личину расхода материала, подаваемого В сушильную камеру 2, на заданном регулятору значения. Измерение величины расхода материала осу(цествляетсяпомощью позиционера 1 С, оценивающегостепень Открытия механизма 11. Як, уве,(ичению (умень(пению) степени открытия механизма 11 соответствуег Увеличение (уменьшение) расхода материала,лицивается (уменьшается) величина сигпэляс познционера 10. На блоке 9 регулятогя 8,реализук)щего ПИ-закон управлечия, сравни.ВЯЕТСЯ СИГНЯЛ ОТ ПОЗИЦИОНЕПЯ С За(анным регулятору 8значением и при:-.,еЛИЦРНИИ (УМЕНЬ)ПЕНИИ) )ЯСХОДЯ МатЕРИЯЛЯ Ькамеру 2 блок 9 уменьшает (увелицивяет)расход материала через механизм 1 До техпор, пока не восстановится заданная степень открытия механизма 11.Величина задания блок), 5 регулятора 3меняется с помощью корректирующего регулятора 13. Причем регулятор 13 пропускает на выход только сигнал, соответс-.вующий превышению температуры отработанного теплоносителя, измеряемой датцико12, над заданным максимальным знацением, которое устанавливается на регуляторе 13. Например, величина сигнала, поступяющеГО с датчика 12 и соответствующая температуре отработанного тепло.-(остеля, превышает (не превышает) заданнуювеличину, установленную на ре;уляторе 13,при этом регулятор 13 вырабатывает сигнал1576819 Формула азобретения Составитель С. ПолянскийРедактор Л. Гратилло Техред А. Кравчук Корректор С. ЧерниЗаказ 1843 Тираж 579 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР13035, Москва, Ж- - 35, Рауьзская и во., д 4,5Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ухчгород, ул. Гагарина, О сс - сигнал заданного максимального значения температуры отработанного теплоносителя, устанавливаемого на регуляторе 13.Благодаря формированию нелинейного сигнала р регулятор 13 уменьшает 1 не изменяет) заданное блоку 5 значение. При этом блок 5 снижает (не изменяет) величину температуры входящего теплоносителя, что вызывает снижение температурыотработавшего теплоносителя. Таким "О образом, при повышении температуры отработавшего агента, измеренной датчиком 12, относительно заданного значения максимальной температуры отработавшего теплоносителя регулятор 13 изменяет задание блоку 5 до тех пор, пока температура отработавшего теплоносителя не снизится до заданного максимального допустимого значения.Для предотвращения значительного повышения температуры отработавшего су шильного агента выше максимально заданной температуры в период перехо.,ных процессов, вызванных, например, уменьшением влажности материала, подаваемого В сушильную камеру, используется контур автоматической коррекции, в котором сигнал с выхода регулятора 13 дополнительно поступает последовательно на бло-.си 14 и 15 и изменяет величину заданного значения регулятору 8 расхода материала.Динамический блок 14 отрабатывает ЗО функциональную зависимость% (Р)Т (1+РУгде % (Р) - передаточная функция блока;К - коэффициент усиления оло- ЗВка 14.Т - постоянная времени блока 14;Р - оператор Лапласа.Диодный блок 15 Вырабатывает сигнал Рз, изменяющий величину заданного значения регулятору 8 по следующей зависиГ О, при 31(0;1-г1. Рь при Р)О, 45 где Р 1 - сигнал, поступающий с блока 14.Так, например, при изменении влажности поступающего материала на выходе регулятора 13 появляется сигнал, соотВетствующий превышению температуры отработавшего теплоносителя, который поступает кяк на регулятор 3, вызывая уменьшение температуры рабочего агента, так и на блок 14, который вырабатывает исчезающий во времени разнополярный сигнал Рь величина и направление изменения которого зависят от скорости и направления изменения сигнала от регулятора 13. Далее этот разнополярный сигнал Рч поступает на вход диодного блока, который пропускает на свой выход только положительный исчезающий во времени сигнал Р., изменяющий увеличивающий) величину заданного значения регулятору 8, направленную на увеличение расхода материала. Благодаря наличию сигнала Ъосуществляетсч упреждающее воздействие на уменьшение температуры 1, Отработавшего теплоносителя еще до того момента, пока не начнет изменяться эта температура от воздействия, направленного на уменьшение температуры Входящего теплоносителя, Причем в момент, когда температура отработавнего теплоносителя снизится под воздействием изменения температуры входящего теплоносителя, Восстановится (увеличится) величина расхода материала, так как сигнал Р станет равен нулю. Таким образом, наличие од- нсноляпнОГО сиГнала Рз пОзволяетмень п 1 пть Веллчи, динамического Выброса преВыш: - ния температуры ОтработавнчеГО тепло. НОСИТСЛЯ НЯД ЗЯЗЯННЫМ ЗНЯЧЕНИЕМ и ПОВЫ- сить тем самым точность . праьления. В случае отсутстви сигнала с регулятора 13 величина заданного значения последнему не изменяется. Ст.: йСТВО ДЛЯ авт МЯТНЧЕСКОГО УПРап ного теплоносителя, соединенный с кор 1 зектирующим регулятором превышения Смпературь; отработанного теплоносителя. Вы ход которого подкл очен к входу регул к тора температуры Входящего теплоноси. тЕЛя, рсгудятОр раСХОда МатЕРИЯЛЯ И дИ. л ныи Олок, оглача:,",ееа.ч тем, что. с Гн льк повышения точ нос Ги у пря Влени я, спо до- полнительнО содержит динамический блок, подключенный к Выходу корректирующего регулятора и к Входу диодного блока, ВЫ ХОд КОТОро ГО СОС,Л НЕН С рЕ Гуд я ТО 00 ч 1 рас(02 материала.