Система автоматического управления мощностью привода аппарата непрерывного размола

(19) (И) О), 21 1/2 3(59 В 02 С ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторскийинститут по проектированию оборудования для целлюлозно-бумажнойпромышленности(прототип),(54 ) (57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГОУПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ ПРИВОДА АППАРАТА НЕПРЕРЫВНОГО РАЗМОЛА, включакщаяблок измерения мсщности приводногодвигателя аппарата, регулятор мсщности. с каналами Формирования пропорциональной и интегральной составлякщихзакона управления мсщностью и с задатчиком регулятора, и механизм осевого перемещения ротора, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения динамической устойчивости управления, она снабжена блоком начальных условий, формирователем общегосигнала рассогласования по мсщностии сумматором пропорциональной и интегральной составлякщих, канал формирования пропорциональной составляющей выполнен в виде первого блока умножения и первого блока формирования коэффициента усиления, а канал. формирования интегральной составляющей выполнен в виде второго блока умножения, второго блока формирования коэффициента усиления и интегратора, причем первый вход каждого из блоков умножения подключен к выходу формирователя общего сигнала рассогласования по мощности, второй вход каждого из блоков умножения соединен е соответствукщим выходом первого и второго блоков формирования коэффициентов усиления, первые входы которых соединены с задатчиком регулятора, вторые и третьи входы - И с соответствукщими выходами блоКа начальных условий, а четвертые выко- Ц 3 ды - с выходом блока измерения мсв- уеав ности приводного двигателя аппарата, %авве причем выход первого блока умножения подключен к первому входу сумматора пропорциональной и интегральной составлякщих, выход второго блока умножения подключен через интегратор к второму входу сумматора пропорцио-: нальной и интегральной составлякщих выход которого подключен к механизму., осевого перемещения ротора, а входы формирователя общего сигнала рассогласования по мощности подключены к задатчику регулятора мощности и бло-, ку измерения мощности, 106345910 При работе аппарата непрерывного размола фактически потребляемый приводным двигателем ток нагрузки 60 измеряется с помощью первичных трансФорматоров тока и усиливается " помс"цью дополнительных трансформаторов в такое число раз, которое определяетс я к оэффициен том трансформации 65 дополнительных трнсформаторов . Изменение тока нагрузки воспринимается схемой с четырехкратным усилением 2.Недостатками известной системы являются невысокая динамическая устойчивость замкнутой системы на всех диапазонах регулирования мощности и вытекающая иэ этого низкая точость стабилизации заданного значения ощности, а значит и показателей качества размолотой массы.Попытка изменения задания по мсацности привода часто вызывает колебания в замкнутой системе, особенно при изменениях задания в сторону увеличения мощности, в тр время как при уменьшении задания по мощности процессы изменения мощности носят затяжной характер. Наблюдались также в некоторых случаях и незатухающие колебания мощности в замкнутой системе. В пределах параметров настройки регулятора подавить эти колебанияпрактически возможно лишь за счет увеличения зоны нечувствительности регулятора, что неизбежно приводит к потере точности стабилизации заданного значения мощности и .к отклонению параметров размола ,массы от заданных. В конечном счете все это отражается на качестве размола массы, которое не остается постоянным.Цель изобретения - повышение динамической устойчивости управления.Поставленная цель достигается тем, что система автоматического управления мощностью привода аппара-. та непрерывного размола, включакщая блок измерения мощности приводного двигателя аппарата, регулятор мощности с каналами формирования пропорциональной и интегральной составлякщих закона управления мощностью и с задатчиком регулятора, и механизм осевого перемещения ротора, снабжена блоком начальных условий, формирователем общего сигнала рассогласования по мощности и сумматором пропорциональной и интегральной составлякщих, канал формирования пропорциональной составлякщей выполнен в виде первого блока умножения и перво. о блока формирования коэффициента усиления,а канал формирования интегральной составляющей - в виде второго блока умножения,второго блока формирования ке коэффициента усиления и интегратора, причем первый вход каждого из блоков умножения подключен к выходу формирователя общего сигнала рассогласования по мощности, второй вход каждого из блоков умножения соединен с соответствующим выходом первого и второго блоков формирования коэффициентов усиления, первые входы которых соединены с задатчиком регулятора, вторые и третьи входы в . с соответствующимивыхсдами блока начальных условий, ачетвертые входы - с выходом блокаизмерения мощности приводного двигателя аппарата, причем выход первогоблока умножения подключен к первомувходу сумматора пропорциональной иинтегральной составляющих, выходвторого блока умножения подключенчерез интегратор к второму входу сумматора пропорциональной и интегральной составляющих, выход которого под ключен к механизму осевого перемещения ротора, а входы формирователяобщего сигнала рассогласования помо(цности подключены к задатчикурегулятора мощности и блоку измерения мощности,На чертеже показана блок-схемасистемы,Она состоит из блока 1 измерения .мощности, привода 2 аппарата непрерывного размола, регулятора 3 мощности с задатчиком 4, и механизма.5 осевого перемещения ротора.В состав регулятора входят блокб умножения канала пропорциональной 25составлякщей, блок 7 умножения канала интегральной составляющей, блок8 формирования коэффициента усиленияв канале пропорциональной составляющей, блок 9 Формирования коэффициен З 0та усиления в канале интегральнойсоставляющей, формирователь 10 общего сигнала рассогласования по мощности, сумматор 11 пропорциональной иинтегрально составляющих, интегратор 12 в канале интегральной составляющей и блок 13 начальных условий.Основной характеристикой аппаратанепрерывного размола является нагрузочная характеристика мельницы, представляющая зависимость изменениямощности приводного двигателя М отрабочего зазора Ф . Обычно регулирование мощности производят в интервале мощности М,- М. Этому интервалусоответствует зона рабочих зазоров 45Необходимо отметить сущест.венно нелинейный характер нагрузочной характеристики мельницы, имеющей вид, 9о 8 п -(1) 50Могдето)- любое заданное значение мощности в зоне К- К,.ф - зазор, соответствуюций мощности Но;8 - константа; 55Первоначально перед вводом системы в работу в период технологической.наладки (обследования) размольнойлинии снимается нагрузочная характеристика аппарата й: 1 р), из которой 60определяется значение коэффициентаЬ, а также значение мощности Ц (исоответствукщее значение зазора),обеспечивающее требуемую степень по..мола массы на выходе аппарата. б 5(4) (5) Значение крутизны нагрузочной характеристики определяют в точке К1 Ц 7 оптимальные значения параметров К и К настройки регуляторасоответственно по пропорциональнойи интегральной составляющих, удовлетворяющие условию отсутствия колебаний,л+К. /К(К (".21 К Кг К, (К К, К, (2)где Т - постоянная времени механизма- ;присадки;К 3- коэффициент передачи механизма присадки.Из анализа неравенства (2) следует,что для исключения колебательных режимов следует изменять параметрыКи К настройки регулятора такимобразом, чтобы при изменении /К/ условие (2) выполнялось безусловно.Для этого необходимо, чтобы во всейроне регулирования мощности соблюдались условия-й-йрК,=З егде С и Д - константы,Выражения (4) и (5) устанавливают каким образом необходимо изменять коэффициенты К Л и К настройкирегулятора чтобы он, будучи оптималь"но настроен однажды при заданиипо мощности, равном М , в дальнейшем при переходах на новые задания,большие или меньшие 1, не вызывалколебания в замкнутой системе.Численные значения коэффициентовС,3 и Ъ вводятся в блок 13 начальныхусловий и там запоминаются.Система работает следующим образом.На задатчике регулятора 4 мощности устанавливается значение мощностиНо, которая должна затем поддерживаться регулятором 3 мощностина.постоянном уровне.С помощью дистанционного управления механизмом 5 осевого перемещения 5 устанавливается значение мощности Й = Мв, на котором проводитсяобщая балансировка ргулятора З.мощности. В случае баланса сигнал рассогласования по мощности равен нулю.При л = й, имеют )(,: с, К:с, 1=3,т. е, регулятор 3 мощности полностью сбалансирован. В этом состояниирегулятор 3 мощности переводитсяв режим автоматического управления.При автоматическом управлениивозможны два основных режима работысистемы; режим перехода на новое.Ужгород,ул,Проектная,4 Г "Патент Фили задание по мощности путем установкиэадатчика в новое положение (в связанной системе управления раэмоломпутем подачи сигнала задания Мизвне) и режим отработки внешйих5возмущений по мощности.В первом режиме любое изменениезадания по мощности Мо = Ио приводит к пересчету коэффициентов ив блоках 8 и 9 Формирования коэф 0Фициентов усиления. Выходные сигналы с блоков 8 и 9 формирования коэфФициентов усиления вводятся на входблоков 6 и 7 умножения в качествепервого сомножителя; Вторым сомножителем является общий сигнал рассог- )5 ласования, На сумматоре 11 пропорциональной и интегральной составляющих Формируется управляющий выходнойсигнал б, причемМ-Йо Й-Ио 20ь с е.иЯ В е ви)й, (б(Под действием этого сигнала механизм 5 осевого перемещения ротораизменяет зазор между рабочими органами аппарата до тех пор, пока текущее значение мощности не станет равным заданному.Иэ выражения (6) видно, что в случае, когдаК, т.е. ротор аппара- З 0та движется в сторону уменьшения зазора, коэффициенты К,и К уменьшаются, чем и достигается повышение устрйчивости управления мощностью при переходе на новый участок нагру- З 5эочной,характеристики с повышенной крутизной,Если Ц с Яот.е; ротор движется на отсадку, имеет место обратная картина, т,е. коэффициентыи К увеличиваются, чем достигается ФорОировка управляющего воздействия. Аналогичные процессы происходят и при компенсации внешних возмущений по мощности, параметры настройки изменяются синхронно с отклонением мощности от заданного значения.Предлагаемая система обладает основными преимуществами самонастраивающихся систем. Применительно к управлению аппаратами непрерывного размола это означает, что при любом задании по мощности система сохраняет свои динамические свойства неизменными, исключаются колебательные процессы регулирования мощности и обусловленные этим колебания степени помола массы на выходе из аппарата, равномерность размола массы улучшается.Конструктивно система может быть реализована на аналоговой или цифровой аппаратуре. Предпочтительной является цифровая реализация Функциональных и множительных блоков . Отмеченные на чертеже связи между блоками сохраняются и при чисто цифровой реализации регулятор в целом, например, в АСУТП подготовки массы.Экономические преимущества предлаГаемой системы определяются улучшением качества размола массы и уменьшением выпуска буиаги пониженного сорта.