Система автоматического управления периодическим процессом ферментации

ности, соединенного с одним из входов второго сумматора 8, другой вход которого подключен к выходу релецного блока 9, связанного с выходом первого сумматора 6.Контур стабилйзации расхода воздуха на аэрацию содержит связанный с первичным преобразователем расхода 10 датчик 11, подключенный к входу регу лятора 12, связанного с исполнительным механизмом 13, установленным на линии подачи аэрпрующего воздуха.Контур стабилизации давления в ферментаторе 1 содержит датчик 14, под ключенный к входу регулятора 15, связанного с исполнительным механизмом 16, установленным ца лцццц отходящих из Ферментатора 1 газов.Схема содержит блок 11 задержки, 20 подключенный к выходу второго сумматора 8, корректирующий фильтр 18, подключенный к выходу датчика " температуры, выходы блока 17 задержки и крректирующего фильтра 18 подключены 25 к входу третьего сумматора 19, выход которого подключен к входу интегратора 20, четвертый сумматор 21, один вход которого подключен к выходу интегратора 20, другой вход - к выходу 3 О второго сумматора 8, выход четвертого сумматора 21 соединен с исполнительным механизмом 22, установленным на линии подачи охлаждающей воды.Система работает следующим образом,Заданное значение температуры поступает с выхода блока 3 на вход блока 4 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал с выхода датчи- д 0 ка 2 температуры. При действии возмущения на выходе блока 4 сравнения возникает рассогласование между заданным значеццсм температуры и фактическим значением. Сигнал рассогласона ния поступает на вход дифференциатора 5, на вход первого сумматора 6 и на вход блока 7 с зоной нечувствительности.Результирующий сигнал с выхода перного сумматора 6, составленный из суммы сигнала рассогласования и его производной, поступает ца вход релейного блока 9, который с учетом знака поступившего на вход сигнала юорми 55рует величину регулирующего воздействия,поступающего на один из нходон второго сумматора 8. Если величина рассогласования лреньппает величину(2) Выбирая Т,Т, и Т (Т, можно обеспечить на выходе корректирующего фильтра 18 значение сигнала (в частности при Т =О, Т =О)л л лГ(г.)=О(е-б)+Г(с-) (4)который содержит информацию о возмущении и регулирующем воздействии, Чтобы разделить эту информацию выходной сигнал корректирующего Фильтра 18 поступает на вход третьего сумматора 3, на второй вход которого поступает инвертированный сигнал с ныкода блока 17 задержки. В результате на выкоде третьего сумматора 19 значение сигнала определяется выражением зоны нечувствительности нелинейного блока 7, то на другой вход второго сумматора 8 с выхода блока 7 поступает величина дополнительного воздействия к регулирующему воздействию, формируемому релейным блоком 9, и суммарный сигнал с ньмода второго1 сумматора 8 поступает на один из входов четвертого сумматора 21. Выходной сигнал датчика 2 телературы поступает также на вход корректирующего фильтра 18 с передаточной функцией вида(р)а (1)к К (Т, р+1) (Т р+1)где Е - коэффициент усиления объектапо каналу расход охлаждающейводы - температура в Ферментаторе;Т,Т - постоянные времени объектапо этому же каналу;1Т,Т 2 - настроечные параметры;р - оператор Лапласа.Передаточная Функция объекта по каналу расход охлаждающей воды - температура в Ьерменаторе имеет вид1 сеО (р) о р ,(Т р+1)(Т р+1) ф1 2лгде ь - нремя запаздывания.С учетом Формул (1) и (2) выражение для выходного сигнала корректирующего Фильтра 18 в операторной Форме можно записать следующим образом: л е (О+У),сР=-И (р) И (р)(О+Р)- ----о К (Т р 1) (Т,рф 1) 1 (3)где 0 - регулирующее воздействие релейного блока 9 и нелинейногоблока 7 с зоной нечувствительности.40 формула изобретения 16 71694Г(Т) =Г - Я-)=( ")+Рл 1 Рования температуры определяетсятолько регулирующим воздействием 0л Л-0(с-ь) =Г(-ь), (5) релейного блока 9, которое пройдяесли О(Е-Ь)=О( -е-ь)=0(т-ь), 5второй сумматор 8 и четвертый сумматор 21 поступает на вход исполнительТаким образом, иэ выражения (5)ного механизма 10. В результате рабоследует, что при равенстве параметров ты интегратора 20 вырабатывается репередаточной Функции корректирующего гулирующее воздействие, которое, пройФильтра 18 и передаточной Функции объ- дя четвертый сумматор 21, полностьюекта по рассматриваемому каналу и при компенсирует возмущение Р. В этом слупостоянстве запаздывания ь выходной чае на выходе корректирующего Фильтрасигнал третьего сумматора 19 содержит 18 отслеживается только величина регуинформацию о внешнем неизмеряемом воз- лирующего воздействия О, поступающаямущении Г. Поскольку величина возму- на вход исполнительного механизма 10щения по изменению выходного сигналас выхода второго сумматора 8. Придатчика 2 температуры с помощью корэтом на выходе третьего сумматора сигректирующего Фильтра 18, имеющего пеф нал обнуляется, так как выходные сигредаточную функцию (1), определяется ллналы блока 1 7 задержки О ( с- ь ) и кор -точно только прич О, Т =Т =0 и по- Д лу 1 2 20 ректирующего фильтра 18 О (-с) равстоянных параметрах объекта (2), чтоны. При нулевом входном сигнале интене выполняется в периодическом про- гратора 20 прекращает интегрированиецессе ферментации, то С учетом динаф у и на вход четвертого сумматора 21 помических свойств объекта (Ферментатоступает с выхода интегратора 20 сигра) величина компенсирующего воздей 25 нал, компенсирующий влияние возмуществия определяется с помощью сигна/ Л ния на процесс регулирования темпералов О (г.-ь) и Г(С), поступающих с выу туры. Вследствие этого при изменившемхода третьего сумматора 19 на входся возмущении нет необходимости деинтегратора 20. Величина на выходелать перерасчет системы. При этом синтегратора 20 определяется выражением30 помощью релейного блока 9 реализуются1 е лрегулирующие воздействия, обеспечиваю)я уо) 0 С сйс 1 (6) Шие в установившемся режиме минимальные отклонения температуры от оп"где 0 - регулирующее воздействие,тимальной при максимальных возмущаюкомпенсирующее влияние воз"щих воздействиях. Последние компенсимущения Р на качество регуруются регулирующим воздействием,лирования температуры,Тф формируемым с помощью корректирующего- настроечный коэФФициент.Выходной сигнал интегратора 20 по"фильтра 18, третьего сумматора 19У Р вблока задержки 17 и интегратора 20.ступает на вход четвертого сумматора 21, на другой вход которого поступает регулирующее воздействие 0с выхода второго сумматора 8, опредеСистема автоматического управлеляющее динамику системы при возмущенииния периодическим процессом Фермента ции по авт. св. В 1413135, о т л иРегулирующее воздействиеч а ю щ а я с я тем, что, с цепьюО =О+ ( повьппения точности, система содержитс выхода четвертого сумматора 21 по- блок задержки и последовательно соеступает на вход исполнительного меха- диненные корректирующий Фильтр, трениэма 10, посредством которого обес тий сумматор, интегратор и четвертыйпечивается компенсация влияния воэ- сумматор, причем вход корректирующегомущения Р на отклонение температуры фильтра соединен с выходом датчикав ферментаторе 1. температуры, второй вход третьего сумматора - с выходом блока задержки,П и снижении вр иже ии величины отклонения входом соединенного с выходом второ 55го сумматора, которьп соединен с иснелинейного блока 7 с зоной нечувстполнительным механизмом на линии повительности воздействие на выходе дачи охлаждающей воды через четвертыйблока 7 отсутствует и процесс регули- сумматор.1 б 71 б 94 оставитель Л.Птенцоваор А.Бер Текред М,дидык Корректор М,Самборс каз 2 349 одписно В Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужг ун, Гагарина, 10 803 Гир аж Государственного 113035митета по изо сква, Ж, Р тениям и открытиям при ГКНТ СССская наб д, 4/5