Система автоматического управления химическим реактором периодического действия

(71) Новочеркасский ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехническийинститут им, Серго Орджоникидзе(54) (57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГОУПРАВЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКИМ РЕАКТОРОМ ПЕ- .РИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯсодержащаядатчик уровня в реакторе, И компараторов почислу компонентов и (И+1)-.йкомпаратор, причем компараторы подключены входами к выходу датчикауровня, Б исполнительных механизмовна соответствующих трубопроводахподачи компонентов и (И+1)-й исполнительный механизм на трубопроводеслива продукта из реактора, М блоковзадержки, каждый из которых подключен.выходом к управляющему входусоответствующего исполнительного механизма на трубопроводах подачи комнонентов, М элементов И, каждый иэкоторых подключен выходом к входусоответствующего блока задержки,(И+1)-й элемент И, подключенный первым входом к выходу (И+1)-,го компара"тора, 01+2)-й элемент И, привод мешалки, подключенный входом к выходу (И+2)-го элемента И, триггер, две кнопки управления, через которые первый и второй входы триггера соединены с шиной питания, первый выход триггера соединен с вторым входом (И+1)-го элемента И и с управляющим входом (И+1)-го исполнительного механизма на трубопроводе слива, а второй выход триггера - с первым входом (И+2)-го элемента И и с первыми входами всех И элементов И, каждый из которых, начиная с второго, подключен вторым входбм к выходу предшествующего компаратора о т л и ч а юУ Ф щ а я с я тем, что, с целью расши рения области применения системы, в нее введены (И+2)-й компаратор, подключенный входом к выходу датчика С уровня, а выходом - к второму входу . (И+2)-го элемента И, И элементов НЕ, ф каждый из которых подключен входом к выходу соответствующего компаратора, а выходом, начиная со второго элемента НЕ, - к третьему входу соответствующего элемента И, выход первого элемента НЕ соединен с вторым входом первого элемента И, а также введены (И+1)-й блок задержки и (И+2)-й блок задержки, подключенный входом к выходу (И+1)-го элемента И, а выходом - к второму входу триггера, и блок совпадения, входы которого соединены с выходами соответствующих М компараторов, а выход - с входом (И+1)-го блока задержки, подключенного выходом к первому входу тригг"ера.12Изобретение относится к системе автоматического управления периодическими процессами и может быть использовано в химической, электротехнической, фармацевтической и других отраслях промышленности.Цель изобретения - расширение области применения системы путем обеспечейй возможности получения нескольких продуктфй на одном реакОО 255 3нен с выходом. компаратора 2(0+1), авторой вход объединен с управляющимвходом исполнительного механизма8(В+1) на трубопроводе слива продукта из реактора и подключен к первому выходу триггера 6. Второй входэлемента И 5(И+2) соединен с выходомкомпаратора 2(И+2), а выход подключен к входу привода 11 мешалки, О Система работает следующим обра торе,Фчертеже изображена функциональ 4 Хная.схема системы автоматическогоуправления химическим реактором периодического действия,Система содержит датчик 1 уровняв реакторе, подключенный выходомк входам компараторов 2(1) - 2(И+2),блок 3 совпадения, соединенный входами с выходами соответствующих компараторов 2(1) - 2(И), которые подключены выходами к входам соответствующих элементов НЕ 4(1) - 4(Н),а также (И+2) элемента И 5, триггер 6, (И+2) блоков 7 задержки, Мисполнительных механизмов 8 на соответствующих трубопроводах подачи компонентов, а (3+1)-й исполнительныймеханизм 8 на трубопроводе сливапродукта из реактора, кнопки 9 и 10управления и привод 11 мешалки, Первые входы элементов И 5(1) - 5(И)и 5(И+2) объединены и подключены.к второму выходу триггера 6. Элемент НЕ 4(1) подключен выходомк второму входу элемента И 5(1),а каждый из элементов НЕ 4(2) - 4(И)подключен выходом к третьему входусоответствующего элемента И 5(2). -5(И) вторые входы которых подключе)ны к выходам предшествующих компараторов 2(1) - 2(И). Каждый элемент И 5(1) - 5(Б) подключен выходомчерез соответствующий блок 7(1)7(11) задержки к управляющему входусоответствующего исполнительного механика 8(1) - 8(И) на соответствующих трубопроводах подачи компонентов, Первый вход триггера 6 соединенчерез кнопку 9 управления с зинойпитания и подключен к выходу блока7(И+1) задержки, который подключенвходом к выходу блока 3 совпадения.Второй вход триггера 6 соединенчерез кнопку 10 управления с шиноипитания и подключен к выходу блока7(И+2) задержки, который подключенвходом к выходу элемента И 5(Н ).1)Первый вход элемента И (И+1) соедизом,Перед началом работы компараторы 2(1) - 2(И), необходимые для формирования,сигналов управления испол 15 нительными механизмами 8(1) - 8(М),настраивают так, что в начальныймомент их выходные сигналы соответн иствуют уровню логического 0 , а помере заполнения реактора компонента 20 ми и достижении ими заданных уровнеи,зависящих от требуемого количествачтого или иного компонента, выходноисигнал соответствующих компараторов2(1) - 2 Р) становится равным уров 25 ню логической "1". Компаратор 2(3+1),необходимый для формирования, сигналауправления исполнительным механизмом 8(И+1), настраивается так, чтов начальный момент его выходной сигчЗО нал соответствует уровню логическои"1" а при равенстве или превышенииЭ1 о 11заданного уровня - логическому ОЭта установка обусловлена установочными размерами датчика 1 уровня35и пропорциональна объему продуктав реакторе от его нижнего края донижнего края датчика 1 уровня, Компаратор 2(И+2), необходимый для формирования сигнала управления приво 40 дом 11 мешалки, настраивается так,что в начальный момент его выходнойсигнал соответствует уровню логического "0", а при достижении и превышении уровня перемешивания - логической1.В начальный момент на выходахкомпараторов 2(1) - 2(М) и 2(0+2)"О" на выхоформируется логическии О , наде коме компаратора 2(И+1) - логическая"1", а на выходе элементов НЕ 4(1)4(И) - логическая " 1".Для пуска системы кнопкой 106управления устанавливают триггерв состояниепри котором на его выЭододе 1 формируется логическийхоИ 1155 а на выходе - логическая 1Элементы И 5(2) - 5(М) не срабатывают, так как на их вторых входахн 11формируется логический 0 от пред3 1200шествующих компараторов 2(2) - 2(И),а элемент И 5(1) не имеет такоговхода, поэтому элемент И 5(1) срабатывает, и через блок 7(1) задержкии исполнительный механизм 8(1) от 5крывает соответствующий трубопроводдля поступления в реактор первогокомпонента приготавливаемого продукта. При поступлении первого компонента срабатывает компаратор 2(И+1) 10и формирует логический "О на первомвходе элемента И 5(И+1), а при достижении и превышении продуктом уровняперемешивания срабатывает компаратор 2(И+2) и через элемент И 5(Я+2)включает привод 11 мешалки для перемешивания продукта в реакторе,255 4задержки с задержкой, необходимойдля перемешивания продуктав реакторе, устанавливает триггер 6 по первому входу в состояние, при которомна его втором выходе формируется логический "О", а на первом выходе -логическая "1", которая через исполнительный механизм 8(И+1) открываетсоответствующий трубопровод для слива готового продукта из реактора.При уменьшении количества продукта в реакторе до уровня перемешивания компаратор 2(И+2) на своем выхо. де формирует логический "О" и черезэлемент И 5(И+2) отключает привод 11мешалки. При дальнейшем уменьшенииколичества продукта до уровня срабатывания компаратора 2(И+1) последний на своем выходе формирует логинческую 1 , которая через элемент И5(И+1) и блок 7(И+2) задержки с задержкой, определяемой необходимымдля слива остатков продукта временем,устанавливает триггер 6 по второмувходу в состояние, при котором на егопервом выходе Формируется логический нли0 , а на втором выходе - логичеси икая 1 , что приводит к началу процесса последовательной подачи кампо.агентов в реактор.Кнопки 9 и 10 управления необходимы для установки триггера 6 в соответствующие положения при переходес автоматического режима управленияна ручное управление.Изменение программы управленияпроизводится изменением установокна компараторах 2(1) - 2(И). Дляисключения какого-либо компонентаили нескольких компонентов из состава продукта достаточно соответствующие компараторы настроить так, чтопри любом значении уровня продуктав реакторе выходной сигнал их соответствует уровню логической "1", т.е.установить значение уставок,равныминулевому уровню. Это приводит к появлению логического "0" на выходесоответствующего элемента НЕ 4(1)4(И), что обеспечивает блокировкусоответствующего исполнительного механизма 8(1) - 8(И) и запуск по-.следующего, разрешенного для управПри достижении продуктом в реакторе уровня, заданного для первогокомпонента, срабатывает компаратор2(1) и формирует на своем выходелогическую "1", которая через элемент НЕ 4(1), элемент И 5(1),блок 7(1) задержки и исполнительныи механизм 8(1) закрывает соответн25ствующий трубопровод.для подачи первого компонента. Одновременно срабатывает следующий элемент И 5, например элемент И 5(1), Формирующий насвоем выходе логическую "1", котораячерез блок 7(1) задержки с задержкой, определяемой необходимым дляперемешивания (-1)-го компонентавременем, и через исполнительныймеханизм 8(1) открывает соответствующий трубопровод для поступленияв реактор 1-го компонента. При достижении продуктом в реакторе уровнязаданного для 1-го компонента, срабатывает компаратор 2(1) и Формирует на своем выходе логическую "1которая через элемент НЕ 4(1), элемент И 5(1), блок 7 задержки иисполнительный механизм 8(1) закрывает соответствующий трубопровод для 4подачи в реактор 1-го компонента ичерез элемент НЕ АЙ+1), элемент И5(1+1), блок 7(1+1) задержки и испол-,нительный механизм 8(1+1) открываетсоответствующий трубопровод для 50поступления (1+1)-го компонента,В момент времени, когда продуктв реакторе заполняется до И"го уровня, срабатывает компаратор 2(И),все трубопроводы закрыты, а входные Ысигналы блока совпадения равны логической "1". Блок 3 совпадениялбатывает и через блок 7(И+1) ления.Система реализована на пневматической элементной базе.Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает полу-. чение нескольких продуктов на одном/53 Тираж 862ВНИИПИ Государственного комитепо делам изобретений и откр 3035, Москва, Ж, Раушская на ии, д. 4 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,5 1200255 6реакторе, при этом повышается опера- так как она состоит из типовых блбтивность перенастройки системы и ков, ч. существенно расширяет обимеется возможность наращивать ее, ласть применения системы.