Способ управления процессом выработки стеклоизделий и устройство для его осуществления

(19) (111 95 И 4 С 03 В 7/06 СЕСОфЭЗ13 . РЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВ той разн ти корректипитателя, ьппении отноия масс и грузку при масс отнбимо уют плов нагрузк при пре велич ением ей отнош уровя умен овую н ьпп тношением й стеклом щениятеле. в сы в пит ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕВАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ 1 ТИЙ ВТОРСКОМУ С 8(71) Киевский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института по автоматизации предприятий промышленности строительных материалов (72) А.А,Бялик и С.И.Кадлец (53) 666.1.031(088.8).(56) Авторское свидетельство СССР У 460250, кл. С 03 В 5/32, 1976.Авторское свидетельство СССР Ф 722857, кл. С 03 В 5/32, 1980. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫРАБОТКИ СТЕКЛОИЗДЕЛИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) . Способ управления процессом выработки стеклоизделий, включающий измерение температуры стекломассы и массы капли стекла, сравнение измеренных значений температуры и массы с заданными, регули-. рование положения плунжера относительно очка питателя по отклонению массы капли стекла и регулирование тепловой нагрузки питателя по отклонению температуры стекломассы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности управления, измеряют уровень стекломассы в питателе, вычисляют отношения измеренных значений уровня стекло- массы и массы капли стекла к их заданным значениям, определяют разность полученных отношений и в зави 2, Устройство управления процессом выработки стеклоизделий, содержащее датчик и задатчик массы капли, соединенные с входами регулятора массы капливыход которого соединен с исполнительным элементом привода плунжера, датчик и эадатчик температуры стекломассы, соединенные с входами регулятора температуры стекломассы, выход которого соединен с исполнительным механизмом подачи топлива, о т л ич а ю щ е е с я тем; что,с целью повьппения точности управления, в него введены датчик и эадатчик уровня стекломассы, два блока деления, блок вычитания и масштабирующий преобразователь, причем датчик и задатчик массы капли соединены с входами первого блока деления, выход которого соединен с одним входом блока вычитания, другой вход которого соединен с выходом второго блока деления, входы которого сое- динены с датчиком и задатчиком уровня, а выход блока вычитания через масштабирующий преобразователь соединен с соответствующим входом регулятора температуры стекломассы.12195381Изобретение относится к производству стеклоиэделий и может быть использовано дпя управления капельным питателем стекловаренной печи.Цель изобретения - повышение точности управления., Повышение точности регулирования достигается путем улучшения динамических свойств процесса регулирования, использования полезного сигнала коррекции тепловой нагрузки питателя при колебаниях массы капли, вызванных,изменением вязкости стекломассы. При этом необходимо исключить те случаи, когда изменение массы вызвано изменением уровня стекломассы, так как в этих случаях коррекция теплового режима значительно ухудшает качество регулирования и приводит к "раскачке" и неустойчивости системы управления. Процесс каплеобразования за счет истечения стекломассы из очка питателя описывается формулой Пуазейля ратуры стекломассы приводят к существенным изменениям ее вязкости.что обуславливает существенные колебания расхода истекающей стекломассы и, соответственно, массы капли. Например, по данным расчетовв области температур каплеобразования изменение температуры на 120 Сприводит к изменению вязкости в10 раэ. Если бы колебания расходастекломассы (массы капли) происходили при постоянном (заданном) уровне стекломассы, то можно было быговорить, что они обусловлены колебаниями вязкости стекломассы, Вэтом случае компенсация возмущенийпо массе капли может осуществляться путем коррекции тепловой нагрузки питателя. Однако, как видно иэвыражения (2), расход стекломассыиэ очка питателя зависит не толькоот вязкости, но и от уровня стекломассы (давление столба жидкости),причем оба фактора могут действовать одновременно. Поэтому коррекция теплового режима производитсяпо алгоритмуБ=К( --- )Н МН" М" ф где Я - объем расход жидкости (стекломассы);К - коэффициент равный ЯН - гидростатический напор (уровень стекломассы);Р - диаметр очка питателя;(2)Ъ где Р - динамическая вязкость.В соответствии с формулой Пуазейля при постоянстве конструктивных параметров .питателя расход стекло- массы, истекающей из очка питателя, прямо пропорционален уровню стекломассы в питателе Н и обратно пропорционален ее вязкостиВязкость связана с температурой стекломассы следующей зависимостью:р/тЙд =А+ , . (3) где А, В, Р - постоянные коэффициенты; Т - температура. Иэ выражения (3) следует, что даже незначительные колебания темпе-, ЗО 35 40 45 5 О 55 где Б - корректирующий сигнал;К - коэффициент масштабирования; Н, Ю - измеренные значения уровняи массы соответственно; Н , М"- заданные (номинальные) значения уровня и массы соответственно.Возможность использования алгоритма (4) обусловлена тем, что и уровень и вязкость входят в выражение (2), в первой степени и, следовательно, одинаково влияют на рас- ход стекломассы.Если вязкость стекломассы постоянна, то изменения расхода стекло- массы (массы капли) вызваны только изменением уровня стекломассы (формула (2, коррекция тепловой нагрузки тогда не нужна. При этом отношения измеренных значений уровня и массы к заданным в силу соотношения (2) равны между собой, а их разность равна нулю, что обуславливает отсутствие корректирующего сигнала. И, наоборот, при постоянстве уровня отношения Н/Н"=1, тогда как М/М Ф, и именно это неравенство и обуславливает формирование сигнала коррекции тепловой нагрузки.55 В случае действия обоих факторовсистема, реализующая способ, действуя в соответствии с алгоритмом(4),формирует требуемый сигнал коррекции 11.Использование алгоритма (4) позволяет регулировать тепловую нагрузку питателя по разности измеренного и заданного значений температурс коррекцией по отклонению массыкапли в тех случаях, когда это отклонение вызвано изменением вязкостистекломассы, и исключить случаиложной коррекции, когда изменение.массы связано с изменением уровня.Таким образом, реализуя алгоритм(4), способ фактически обеспечивает коррекцию тепловой нагрузки повязкости стекломассы, косвенно определяемой по отклонениям массы.Такое решение особенно эффективнов связи с логарифмической зависимостью (3) вязкости стекломассы оттемпературы,На чертеже приведена схема устройства, реализующее предлагаемыйспособ,Температура стекломассы измеряется датчиком 1 температуры, в качестве которого может быть использован, например, пирометр, визированный на каплю 2 стекла. Сигнал датчика 1 температуры капли 2 поступаетна один из входов регулятора 3 температуры, на второй вход которогопоступает сигнал эадатчика 4 температуры. Регулятор 3 при наличиина его входах разбаланса между сигналами датчика 1 и эадатчика 4 температуры формирует управляющий сигнал,в соответствии с которым исполнительный механизм 5 изменяет тепловую нагрузку питателядо ликвидации разбаланса.Масса капли 2 стекла контролируется датчиком 6, в качестве которогомогут быть использованы, например,весы, взвешивающие готовое стеклоизделие после его формования. Сигнал датчика 6 массы поступает наодин из входов регулятора 7, на второй вход которого поступает сигналзадатчика 8 массы, Регулятор 7 приналичии на его входах разбалансамежду заданным и измеренным значениями массы капли при помощи исполнительного механизма 9 изменяет высоту подъема плунжера 10 относительно очка в сторону уменьшения разба 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 ланса входных сигналов. При этом, если масса капли меньше заданной, высоту подъема плунжера 10 увеличивают, а если больше заданной - уменьшают.Одновременно сигналы датчика 6 и эадатчика 7 массы капли 2 поступают на входы первого блока 11 деления. Выходной сигнал последнего пропорциональный отношению измеренного значения массы капли к заданному, поступает на один из входов блока 2 вычитания. Уровень стекломассы в питателе контролируется при помощи датчика 3 уровня, в качестве которого может быть использован, например, электроконтактный уровнемер. Сигнал датчика 13 уровня поступает на один из входов второго блока 4 деления, на второй вход которого поступает сигнал эадатчика 15 уровня. Выходной сигнал блока 14 деления, пропорциональный отношению измеренного значения уровня к заданному, поступает на второй вход блока 12 вычитания, Выходной сигнал блока 12, пропорциональный алгебраической разности между отношениями измеренных значений массы и уровня к их заданным значениям, поступает на масштабирующий преобразователь 16, осуществляющий масштабирование сигнала блока 2 и формирование на своем выходе корректирующего сигнала, поступающего на третий вход регулятора 3 температуры. В качестве блоков 11 и 2, задатчика 15 уровня и масштабирующего преобразователя 16 могут быть использованы стандартные алгебраические блоки аппаратуры "Каскад".Устройство работает следующим образом.Если вязкость стекломассы не меняется, то изменение скорости истечения происходит только в связи с изменениями уровня стекломассы в питателе, причем изменения массы капли пропорциональны изменениям уровня. Возникающие колебания массы капли, вызванные колебаниями уровня, устраняются регулятором 7 путем перемещения плунжера 10 относительно очка 17. При этом, отношения измеренных значений массы и уровня и их заданным значениям равны между собой, выходной сигнал блока 12 вычитания равен нулю и кор,ректирующий сигнал на входе регуля1219538 з 1226/Д Тираж 457 Подписн 1 ИИПИ илиал ППП "Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,тора 3 температуры отсутствует,Уменьшение (увеличение) вязкостистекломассы вызывает увеличение(уменьшение) скорости ее истечения иэ очка 17 питателя, что является причиной соответствующих изменений массы капли, Отношение измеренного значения массы к заданномустановится больше (меньше) отношения измеренного значения уровня кзаданному, и масштабирующий преобразователь 16 по сигналу блока 12вычитания формирует упреждающий сигнал коррекции, поступающий на одиниэ входов регулятора 3. В соответствии с этим сигналом регулятор 3температуры корректирует тепловую нагрузку питателя, понижая ее вслучае, если отношение масс большеотношения уровней, и повышая, еслиотношение измеренной и заданной массы меньше отношения измеренного изаданного уровней. Эффект достигается за счет сниже ния брака, обусловленного несоответствием температуры и массы каплизаданным значениям, при производстве стеклянных изоляторов типа ПСГ с 4,3 до 2,37. Система для управления процессом выработки стеклотары может быть использована на питателях типа ПИГ, что даст экономический эффект.