Система автоматического управления процессом обжига сырьевой смеси

(21) 391 (22) 20. (46) 07, (71) Все ский и п титут по 5.855,87, Бюл.17 оюзный научно-и оектно-конструк автоматизации п вател скин инсприятий промышленностлов троител ых матер А.(5 7 о ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР559096, кл. Р 27 Э 19/00, 1979,Авторское свидетельство СССР767495, кл. Р 27 П 19/00, 1980. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОБЖИГА СЫРЬЕВОЙ СМЕСИ7) Изобретение относится к производству вяжущих строительных материалов во вращающихся печах, напр в цементной промышленности. Позволяет повысить точность управления. Содержит вращающуюся печь 1, электропривод2 печи, корректирующие регуляторы 3и 4, регулятор 5 расхода топлива искорости вращения печи, регулятор 6расхода отходящих газов, регулятор 7расхода сырьевой смеси, блок 8 выбора регулирующего воздействия, регулирующий орган 9 с исполнительным механизмом расхода гоплива, регулирующий орган 10 с исполнительным механизмом скорости вращения печи, регулирующий орган 11 с исполнительныммеханизмом расхода отходящих газов,регулирующий орган 12 с исполнительным механизмом расхода сырьевой смеси, измеритель 13 расхода топлива,преобразователь 14 тока двигателя печи, преобразователь 15 скорости вращения печи, измеритель 16 температу-ры материала, измеритель 17 температуры отходящих газов, измеритель 18расхода сырьевой смеси, 2 ил.08822 2 но компенсировать изменением расходатоплива, тогда как низкочастотныеизменением скорости вращения печи,более эффективным управляющим воздействием, но оказывающим влияние навсе зоны печи, Система управления расходом топлива осуществляется до техпор, пока расход топлива не выйдетза верхнюю или нижнюю границы, соответствующие номинальному режиму. Привыходе расхода топлива за верхнююграницу блок выбора регулирующего воздействия отключает от первого регулятора регулирующий орган управлениярасходом топлива и подключает регулирующий орган управления скоростьювращения печи. Хотя управление скоростью вращения печи несколько уменьшает ее производительность, но позволяет быстро автоматически увеличитьдо номинальных значений режимные па"раметры печи ( ток, потребляемый приводным двигателем, и температуру).Это ведет к тому, что система увеличивает скорость вращения печи до номинального значения, пбсле достижения которого блок выбора управляющего воздействия отключает от первогорегулятора регулирующий орган управления скоростью вращения печи и подключает регулирующий орган управления расходом топлива. При снижениирасхода топлива меньше нижнего допустимого уровня блок выбора отключаетот первого регулятора регулирующийорган управления расходом топлива иподключает регулирующий орган управления скоростью вращения печи, что 35 исполнительным механизмом расхода от 45 50 55 1 13Изобретение относится к производству вяжущих строительных материалов во вращающихся печах, например, в цементной промышленности.Цель изобретения - повышение качества управления,Бо вращающихся печах имеются два вида основных возмущений, измеряемых с помощью преобразователя, тока привода, т.е, высокочастотные возмущения с относительно небольшой амплитудой отклонения тока (колебания давления топлива, подачи сырьевой смеси, образование и обрушение небольших колец и т.п.) и низкочастотные со значительной амплитудой отклонения тока (колебания физико"химических свойств сырья от бассейна к бассейну, каллорийность топлива и т.п,). Поэтому высокочастотные возмущения целесообраз 5 10 15 20 25 30 бывает при обжиге легкоплавкого сырья, При этом скорость вращения печи превышает номинальную, и соответственно возрастает производительность печи,Таким образом, блок выбора в зависимости от хода процесса обжига производит подключение к первому регулятору или регулирующего органа расхода топлива, или регулирующего органа управления скоростью вращения печи. Такое переключение обеспечивает оптимальный выбор регулирующего воздействия в зависимости от режима работы вращающейся печи, обеспечивая максимальную производительность при различных физико-химических характе" ристиках обжигаемой сырьевой смеси,На фиг. 1 изображена блок-схема системы автоматического управления процессом обжига сырьевой смеси; на фиг. 2 - принципиальная схема блока выбора регулирующего воздействия.Устройство содержит вращающуюся печь 1, электропривод 2 печи, корректирующие регуляторы 3 и 4, регулятор 5 расхода топлива и скорости вращения печи, регулятор 6 расхода отходящих газов, регулятор 7 расхода. сырьевой смеси, блок 8 выбора регулирующего воздействия, регулирующий орган 9 с исполнительным механизмом расхода топлива, регулирующий орган 10 с исполнительным механизмом скорости вращения печи, регулирующий орган 11 с ходящих газов, регулирующий орган 12с исполнительным механизмом расходасырьевой смеси, измеритель 13 расхода топлива, преобразователь 14 тока двигателя печи, преобразователь 15 скорости вращения печи, измеритель 16температуры материала, измеритель 17температуры отходящих газов и измеритель 18 расхода сырьевой смеси,Блок 8 выбора содержит позиционноеустройство 19 измерителя расхода топлива с замыкающими контактами 20 и 21соответственно минимального и максимального значений расхода топлива и позиционное устройство 22 преобразователя скорости вращения печи с .замыкающим контактом 23 номинального значения скорости вращения печи.Измеритель 16 температуры материала соединен с входом второго корректирующего регулятора 4, выход которого подключен к первым входам первого 5 и второго 6 регуляторов, изме224 3 13088 ритель 17 температуры отходящих газов подключен к вторым входам первого 5 и второго 6 регуляторов, преобразователь 15 скорости вращения печи подключен к первому входу третьего регулятора 7, преобразователь 14 тока, потребляемого приводным двигателем печи, подключен к входу первого ,корректирующего регулятора 3, выход которого соединен с третьим входом 10 первого регулятора 5 и третьим входом второго регулятора 6, измеритель 18 расхода сырьевой смеси подключен к второму входу третьего регулятора 7, измеритель 13 расхода топлива соеди нен с первым входом блока 8 выбора регулирующего воздействия, второй вход блока 8 выбора соединен с выходом первого регулятора 5, преобразователь 15 скорости вращения печи сое- р динен с третьим входом блока 8 выбора, первый выход которого соединен с регулирующим органом 9 расхода топлива, второй выход блока 8 выбора соединен с регулирующим органом 10 скорости 15 вращения печи.Выход "Меньше" регулятора 5 соединен через контакт 23 позиционного устройства 22 и контакт 20 позиционного устройства 19 с входом "Закры- ЗО тие" регулирующего органа расхода топлива, выход регулятора 5 "Больше" соединен с контактом 21 позиционного устройства 19, который соединен с Входом Открытие регулирующего ОР гана расхода топлива.Система работает следующим образом.Из наблюдения за режимом нормальной эксплуатации печи определяются щ 0. номинальные значения технологических параметров, измеряемых измерителями 14,16 и 17, которые устанавливают в качестве заданных. Предположим, что печь работает в номинальном режиме, т.е. обжигается сырьевая смесь сред" ней спекаемости и технологические параметры находятся на заданных зна.чениях, Печь вращается с номинальной скоростью, блок 8 подключает регуля тор 5 к органу 9 управления и отключает орган 10 управления. Регуляторы 5 и 6 подключены так, что в случае роста сигнала преобразователя 14 регулирующий орган 9 закрывается, а 55 регулирующий орган 11 открывается, в случае роста сигнала измерителей 16 и 17 органы 9 и 11 закрываются. При обратных изменениях измерителей регуляторы работают соответственно в противоположную сторону. Пусть началосьпоступление в зону спекания трудноспекаемого материала. При этом происходят сокращение протяженности зоныспекания и уменьшение количества жидкой фазы, что вызывает уменьшениесигнала преобразователя 14 и соответствующее уменьшение сигнала на выходе корректирующего регулятора 3. Врезультате на выходе регулятора 5 появляется управляющее воздействие навыходе Больше" регулятора 5 (фиг,2),которое, пройдя через блок 8 выборавида воздействия, ведет к увеличениюрасхода топлива, изменив положениерегулирующего органа 9 расхода топлива.Одновременно регулятор 6 расходаотходящих газов уменьшает разрежениев пыльной камере. Тем самым повышаается тепгонапряженность в зоне спекания, что необходимо для обжига трудно.спекаемого материала. Если уменьшениетока привода не остановить одноразовыми управляющими воздействиями, тоследуют дальнейшее увеличение расхода топлива и уменьшение разреженияв ыльной камере до тех пор, пока небудет создана необходимая теплонапряженность в зоне спекания, при которойпрекращается уменьшение сигнала преобразователя 14 или величина расхода топлива не достигает максимального значения. В последнем случае вблоке 8 фиг, 2) происходит переключение контакта 21 и регулятор 5 подключен к органу 10, уменьшающему скорость вращения печи 1 путем воздействия на управляемый привод 2,Уменьшение скорости вращения печивызывает соответствующее закрытие органа 12 с помощью регулятора 7 и происходит до прекращения падения сигнала преобразователя 14. Одновременнос уменьшением скорости вращения печиниже номинального значения происходит переключение контакта 23. Следовательно, при ухудшении спекаемости материала в зависимости от степениизменения ее происходят либо увеличение расхода топлива и уменьшение разрежения в пыльной камере, либо, когда расход топлива принимает максимальноезначение, происходит соответствующее уменьшение скорости вращения печи.Уменьшение скорости вращения печи ве 1308822дет к прекращению падения и в дальнейшем к увеличению тока привода,что вызывает переключение выхода регулятора 5 и появление сигнала на выходе "Меньше" (фиг. 2). Этот сигналпоступает через контакт 23 на входрегулятора 10, увеличивая скоростьвращения печи. Процесс увеличенияскорости вращения продолжается дотех пор, пока она не достигнет, номинального значения. При этом контакт23 возвращается в первоначальное положение. Если на выходе регулятора 5сохраняется сигнал "Меньше", то, пройдя через контакты 23 и 20, он вызывает закрытие регулирующего органа расхода топлива с помощью регулятора 9,возвращение контакта 21 в первоначальное положение и восстановлениеноминального режима обжига. Если в 20зону спекания поступает легкоспекаемое сырье, то происходят увеличениетока на выходе преобразователя 14 ипоявление сигнала 11 Меньше 1 на выходерегулятора 5, который через контакты 23 и 20 вызывает закрытие регулирующего органа расхода топлива. В слу.чае достижения расходом топлива минимального значения происходят переключение контакта 20 и увеличение ско- ЗОрости вращения печи, которое продолжается до тех пор, пока состояние взоне спекания не начнет ухудшаться.Это ведет к появлению сигнала на выходе "Больше" регулятора 5, расходтоплива начинает увеличиваться, Если расход топлива достигает максимального значения, то переключаетсяконтакт 21 и скорость вращения начинает уменьшаться до номинального значения, при котором переключается контакт 23. При этом, если на выходе11регулятора 5 появляется сигнал Мень-.ше", то возобновляется управление топливом (через контакты 23 и 20), если 45сохраняется сигнал "Больше", то через контакт 21 происходит дальнейшееуменьшение скорости. В этом случаеповторяется управление,Если считать, что средний рабочий 50диапазон изменения расхода топлива107, от номинальной величины, то прииспользовании системы от среднего расхода уменьшение расхода топлива 1- 1,57. Использование предлагаемой системы позволяет увеличить производительность и снизить удельный расход топлива,Формула изобретенияСистема автоматического управления процессом обжига сырьевой смеси во вращающейся печи, содержащая три регулятора и регулирующие органы скорости вращения печи, расхода отходящих газов, расхода топлива и сырьевой смеси, измерители температуры материала и отходящих газов, расхода топлива и сырьевой смеси, преобразователь тока двигателя печи, преобразователь скорости вращения печи, два корректирующих регулятора, причем измеритель температуры материала через второй корректирующий регулятор подключен к первым входам первого и второго регуляторов, измеритель температуры отходящих газов подключен к вторым входам первого и второго регуляторов, преобразователь скорости вращения печи подключен к Первому входу третьего регулятора, преобразователь тока двигателя печи подключен через первый корректирующий регулятор к третьим входам первого и второго регуляторов, измеритель расхода сырьевой смеси подключен к второму входу третьего регулятора, выход второго регулятора соединен с регулирующим органом расхода отходящих газов, выход третьего регулятора соединен с регулирующим органом расхода сырьевой смеси, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества управления, она снабжена блоком выбора регулирующего воздействия, причем измеритель расхода топлива соединен с первым входом блока выбора, второй вход блока выбора соединен с выходом первого регулятора, преобразователь скорости вращения печи соединен с третьим входом блока выбора, один выход которого соединен с регулирующим органом расхода топлива, а другой " с регулирующим органом скорости вращения печи.1308822 Составитель В. АлекперовРедактор О. Головач Техред Л.Олейник орректор М. Пож писное ака 5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул ектна 88/31 . Тираж 544 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раушомитета ССС открытий кая наб., д