Устройство для оценки качества продукта процесса ректификации

гО П И С А Н И Е п 5 в 7 зввИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДИЕДЬСТВУ Союз Соаетсних Социалистицвсних Реслублин(22) Заивлено 25,11,75(21) 2193273/23-26 (51) ИКл, В 01 Э 3/42с присоединением заявки (23) ПриоритетГосударственный комитет Совета Министров СССР оо делам иэооретений и открытий(45) Дата опубликования описания 28,02,78(71) Заявители. Тульский политехнический институт и Шекинский ордена Ленина химический комбинат нм. 50 летия СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПРОДУКТА ПРОЦЕССА РЕКТИФИКАЦИИ1Изобретение относится к вычислительным устройствам для получения оценки качества продуктов технологических процессов химической промышленности, в частности, процессов ректификации смесей циклический углеводородов и может быть применено в системах оптимального управления процессами ректификации.Известно устройство, преобразующее измеряемые косвенные параметры по иэ О вестным зависимостям в величины оценоккачества сырья или продуктов и содержашее блок наблюдения, который определяет по давлению в колонне над и под зоной питания и температуре в зоне питания качест Иво сырья 11.Наиболее близким по технической сущности является устройство, онределяюшее состав сырья по температуре и давлению в колонне и содержащее измерительные при боры, приборы вычисления разностей и блок наблюдений 12.Однако, эти устройства не учитывают наличия шумов измерений и неконтролируеыйй возмущений, в результате чего появ- Ы ляются ошибки и смешение оценок качества продукта рвктификации.Цель 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 нв коэффициенты состояния процесса ректификации и блок умножения на коэффициенты управления, причем выходы приборов вычисления равностей и блока наблюдений соединены со входами блоксЬ вычисления ошибск, выйодь.: 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 нв коэффициенты состояния процесса ректификации, входы блока наблюдений соединены с выходами блоков умножения состояния процесса ректифнквции иблока умножения на коэффициенты управления, а выходы сумматоров - через блоквременных задержек со входами блока умножения на кЬэффициенты состояния процесса ректификации.бНа чертеже изображена схема устроФства для оценки качества продукта процесса ректификации.Ус гройство содержит измерительныеприборы 1, приборы вычисления разностей 2 и 30блок 4 набердения, блоки 5 вычисления ошибок, определяющие разность между наблюдавшимися и предсказанными значениямикосвенных параметров, блок 6 умноженияна весовые коэффициенты ошибок сумматоры 7, блок 8, временных задержек,блок 9 умножения на коэффициенты состояния процесса ректификации и блок 1 О умножения на коэффициенты управления,Блок наблюдения представляет собойвычислительное устройство, моделирующеефункциоиальяую связь с известными параметрами между качеством продукта 2 икосвенными параметрами У, Ъ,процесса ректификации, такими как разность ффтемператур верха колонны и в зоне питания В - 1, разность температур в кубеколонйы и в зоне питания 6- Вп, давление в кубе колонны Р .к30Блок умножения на весовые коэффициенты ошибок содержит коэффициенты, являющиеся элементами матрицы К, определяемой как:К = УРН (НРН + Я)где Р - новариационная матрица ошибок оценок фазовых координат процеоса, не зависит от наблюдения,У - матрица постоянных коэффициентов 40состояния,Н - матрица наблюдения, состоящая изкоэффициентов, определяющих связьизмеряемых параметров У У45с фазовыми координатами процесса,такими как: разность температурверха колонны и в зоне питанияХ 1-Ьд, разность температур в кубе колонны и в зоне питания ХСхдавление вкубе колонны ХРк и составпродукта ректификации Х = Й еЙ- матрица новариации шумов измерений, МБлок умножения нв коэффициенты состояния процесса ректификации содержит коэффициенты, характеризующие динамику процесса ректификации по каждой координатепроцесса. 60 Блок умножения нв коэффициенты управления содержит коэффициенты, характеризующие влияние на фаэовые координаты процесса таких управляющих воздействий, как расход флегмы О, отбор кубового продукта 0, расход греющего пара в испарителе колонны О и расход сырья.ф Устройство работает следующим образом, Йзмеряемые сигналы Усоответствующие новым наблюдениям, 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( 1 +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 экстраполир( ванных оценок образуется блоком 1 О умножения на коэффициенты управления, в результате перемножения величин, пропорциональных текущим значениям управляющих воздействий, таких как, расход флегмы ЬА, отбор кубовой жидкости ЫР, расход греющего пара и расход сырья ЬЦ ь 7,йэ - Обе группы составляющих экстраполированных оценок поступают на входы соответствующих сумматоров 7, на выходах которых образуются экстраполированные ценки соответствующих фазовых координатбф.,Х (ф),1 (1+1),1 (1 ф 1)преобразуемые блоком 8 временных задержек в соответл л ствующие оценки фазовых координат Х, Ю, Х Я, Я з, 4(1) Выходные сигналы блока 9 умножения на коэффициенты состояния процесса, подключенного к выходам блока 8 временных задержек, поступают на третью группу входов соответствующих сумматоров и на входы блока 4 наблюдения. Сигналы, поступающие с блока 10 умножения на коэффициенты управления на другие входы блока 4 наблюдения позволяют сформировать сигналы, величины которых пропорциональны предсказанным значениям косвенных параметров процесса ректификации( 1),З (Ф 1), (тф 1) Кроме того, на вход сумматора, формирующего сигнал экстраполированной оценки качества готового продукта поступает сигнал, пропорциональный начальному составу Е (О) продукта ректифнкацди а на соответствующийвход блока 6 умножения на весокле коэффи циенты ошибок поступает начальное значение матрицы новариации ошибок оценки (Рв),Ланное 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 неконтролиРууемых 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 повы 7 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 ректифи 597386екации 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 Ио 279576, кл. В 01 Э 3/42, 1968,2. Авторское свидетельство СССР Ио 384527, кл, В 01 2 3/42, 1970.