Система автоматического управления периодическим процессом ферментации

(504 С 12 3 ВСЕСОРЗРД рИЫ%"; ,.:.:. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВ ЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ФЕРМЕНТАЦИИ(57) Изобретение относится к автоматическому управлениюми процессами ферментацбыть использовано в промикробиологической, мемико-фармецевтической имышленности. Цель изобрличение выхода целевого ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) Авторское свидетельство СССР Кф 721477, кл. С 12 М 1/36, 1978,периодическиии и может изводствах дицинской, хипищевой проетения - увепродукта за1413135 счет повышения качества управления. Система содержит контур регулирования температуры в ферментаторе 1, включающий датчик 2, блок 3 задания оптимальной температуры, блок 4 сравнения, дифференциатор 5, сумматоры 6, 8, нелинейный блок 7 с зоной нечув, ствительности и релейный блок. Рассогласование с выхода блока 4 сравнения поступает на вход дифференциа,тора 5, нелинейного блока 7 и на один иэ входов сумматора 6, на другой вход которого поступает продиф,ференцированное значение сигнала рас. Изобретение относится к автоматическому управлению периодическими ,процессами ферментации и может быть ,использовано в производствах микро; ,биологической, медицинской, химико; Фармацевтической и пищевой промышленности.Целью изобретения является увеличение выхода целевого продукта за счет повышения качества управленияНа фиг,1 представлены графики переходных процессов; на фиг.2-блоксхема системы.Контур регулирования температуры ;. в Ферментаторе 1 содержит датчик 2,блок 3 задания оптимальной температуры, подключенные к входам блока 4 сравнения, выход которого подключен к входу дифференциатора 5, одному иэ входов первого сумматора 6, другой вход которого связан с выходом дифференциатора 5, и к входу нелинейного блока 7 с зоной нечувствительности, соединенного с одним из входов второго сумматора 8, другой вход которого подключен к выходу релейного блока 9, связанного с выходом первого сумматора 6. Выход второго сумматора 8 подключен к исполнительному механизму 10, установленному на линии подачи охлаждающей воды в рубашку, либо з змеевик Ферментатора 1.1 Контур стабилизации расхода воздуха на аэрацию содержит датчик1, подключенный к входу регулятора 12,согласования. С выхода сумматора 6сигнал рассогласования и его поступает на вход релейного блока 9. Еслисигнал рассогласования меньше зонынечувствительности нелинейного блока 7, процесс регулирования температуры определяется только выходнымвоздействием релейного блока 9, припревышении зоны нечувствительностина исполнительный механизм 10 поступает суммарное регулирующее воздействие, обусловленное суммой воздействий релейного блока 9 и нелинейного блока 7. 2 ил. связанного с исполнительным механизмом 13, установленным на линииподачи аэрирующего воздуха.Контур стабилизации давления вферментаторесодержит датчик 14подключенный к входу регулятора 15,связанного с исполнительным механизмом 16, установленным на линии отхо О дящих иэ Ферментатора 1 газов.Система работает следующим образом.Температура в ферментаторе 1 измеряется датчиком 2, сигнал с выходакоторого поступает на один иэ входовблока 4 сравнения, Заданное значение температуры поступает с выходаблока 3 задания на другой вход бло"ка 4 сравнения, Возникающее рассогласование с выхода блока 4 сравненияпоступает на вход дифференциатора 5,на вход нелинейного блока 7,и наодин из входов первого сумматора 6, 25на другой вход которого поступаетпродифференцированное значение сигнала рассогласования, Результирующийсигнал с выхода сумматора 6, составленный из суммы сигнала рассогласования и его производной, поступаетна вход релейного блока 9. Если сигнал рассогласования меньше величинызоны нечувствительности нелинейногоблока 7 с зоной нечувствительности,то воздействие на выходе блока 7 35 отсутствует и процесс регулирования,температуры определяется только выходным воздействием релейного блока3431 9, которое, пройдя второй сумматор 8, поступает на исполнительный механизм 10, посредством которого в установившемся режиме обеспечивается при 5 емлемая амплитуда колебаний температуры относительно заданного значения, При действии возмущений либо при переходе на другой уровень задания по температуре значение сигнала рассогласования повышает зону нечувствительности нелинейного блока 7, и на его выходе формируется воздействие, изменяющееся по линейному закону до тех пор, пока сигнал рассогла сования превышает величину эоны нечувствительности нелинейного блока 7, В этом случае на исполнительный механизм 10 поступает суммарное регулирующее воздействие с выхода второго сумматора 8, обусловленное суммой воздействий релейного блока 9 и нелинейного блока 7 с зоной нечувствительности. При снижении сигнала рассогласования до величины зоны нечувствительности без последующего превышения амплитудой установившихся колебаний этой зоны на исполнительный механизм 1 О вновь поступает выходной сигнал только релейного блока 9. Заданное быстродействие в переходном режиме (при программном изменении температуры в ходе процесса) опреде-. ляется совместным воздействием релейного блока 9 и неленейного блока 7 с зоной нечувствительности. Стабилизация расхода воздуха идавления в ферментаторе 1 осуществляется с помощью регулятора 2 и 15 и 40исполнительных механизмов 13 и 1 б,воздействующих на подачу воздуха исброс отходящих газов,Иа фиг. 1 представлены графики переходных процессов в системе регулирования температуры по прототипу(кривая б), Переходные процессы полу" 35 4чены с использованием динамических характеристик промышленного объектаферментатора объемом 50 м с мешалкой и рубашкой для охлаждения с помощью цифрового моделирования на ЭВМ ЕС. В предлагаемой системе сокращается время достижения заданного значения температуры (на фиг,1 заданное значение температуры условно показано пунктиром)в 1,3 раза, амплитуда колебаний уменьшается в 2,4 раза, Это обеспечивает увеличение выхода целевого продукта ориентировочно на 1,57.Формула изобретенияСистема автоматического управпейия периодическим процессом фер- ментации, содержащая контуры стабилизации расхода воздуха на аэрацию и давления в аппарате, включающие последовательно соединенные датчики, регулятор и исполнительный механизм, контур регулирования температуры, включающий датчик, блок задания оптимальной температуры, дифференциатор, релейный блок и исполнительный механизм, установленный на линии подачи . охлаждающей воды, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта эа счет повышения качества управления она снабжена нелинейным блоком с зоной нечувствительности, блоком сравнения и двумя сумматорами, причем выход блока сравнения соединен с вторым входом первого сумматора и с входом нелинейного блока сзоной нечувствительности, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, при этом выход последнего подключен к исполнительному механизму на линии подачи охлаждающей воды, а блок сравнения, диффереициатор, первый сумматор, релейный блок и второй сумматор соединены последовательно.1413135 аФ ФФЪ Ор 1 ф Ф Ф еФ)оставитель В,Новикоехред Л.Олийнык дактор И.Лазоренк орректор Г,Решетни каз 373 о ИИПИ по д, 4/5 13 а Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Тираж 520 Государственного ком делам изобретений и о осква, Ж, Раушская Подпи тета СССР крытий