Система автоматического управления многокорпусной выпарной установки

(5 рьско СССР 982. СР1984. системе ногокорожет быт ической повыситьСистем усток 16 2. 1 ил греюще на лиГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Киевский политехническитут им.50-летия Великой Октясоциалистической революции(56) Авторское свидетельствоР 1018660, кл. В 01 П 1/30,Авторское свидетельство СФ 1243757, кл. С 05 Р 27/00,(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ МНОГОКОРПУСНОЙ ВЫПАРНОЙ УСТАНОВКИ(57) Изобретение относится к автоматического управления м пусной выпарной установки, м использовано в пищевой и хим промышленностях и позволяет эффективность работы системь содержит регулятор 1 давлени го пара, связанный с клапан 01 Г) 1/30, С 05 0 27/О нии подачи пара, регуляторы 2 и 3 уровня жидкости в аппаратах установки, связанные с соответствующими первичными измерителями уровня и клапанами.на линии подачи раствора в аппараты. Система содержит также регулятор 4 концентрации жидкости на ныходе из установки, регулятор 5 давления сокового пара на выходе установки, связанный с клапаном подачи охлаждающей воды в конденсатор 6. Выходы устройства 7, удельной себестоимости функциональных устройств 8 и 10 согласования подключены на вход устройства 12 пересчета коэффициентов математической модели. Устройство 12 последовательно связано с устройством 13 для определения математической модели, устройством 15 сравнения, экстремальным регулятором 14 и сглаживающим фильтром 17, подключенным к регулятору 1. Выход регулятора 14подключен через фильтр 18 к регулятору 5 давления, а выход ройства 15 сравнения через бл памяти - к входу устройства 11)1 2 Изобретение относитгя к 11 тс.мамавтоматического угц)авления вясуум-выпарными установками без промежута .ного пароотбора, приме 1 емьм 1, вчастности, в пищевой, химической промышленности, биохимических производствах и т,д,Цель изобретения - снижение энер"Гоэатрат на ведение процесса Выпаривания и повышение эИекгивно ти ра -боты системы,На чертеже представлена принципи .альная схема предлагяеой сстемы,Система содержит регулятор 1 давпения греющего пара, вход которогосвязан с первичным преобразователем по выходг.м перв 11111 ОГО л)с.обрязова ТЕСНсв. 1) СХОДЯ )Я Г ТВОРЯ 1 Я ВХОДЕ В 1;ервый корпус Випяпно установки.8 ьгходь: устройств 7 8 и 10 заьедены ня вход уг.ройстея 12 пересчета 1 о ).,")4 ициентов 1 атемя г)чс.г кой модели, выход котор.го связан с входом устпойства 13 Для опрепелешя по мОдели сигналя, пропорционального значению 1 еременной состявля)щей удельноЙ себестоимости процесса.,Выход устройства 13 связан с Вхо дами ЗкстремальнОГО регугяторя 1 ч и устройства 15 сравеняна второй вход, которого занеден вьгход устрой."гва 7, Выходы устройс.тва 15 сравнеройства давления на линии греющегс паря, яВЫХОД СВЯЗан С ИСгОЛНИТЕЛЬНЫМ УСТройством на линии греющего псеря;., е) -гуляторы 2 и 3 уровня жидкостикорпусам, входы которых связаныпервичными преобразователями уровня в соответствующих корпусах, сс Выходызаведены на исполнительные устройст 25ва, установленные на линиях 1 Одачижидкости в соответствующий корпус;регулятор 4 концентрации жидкости нявыходе иэ вьпарной установки входкоторого связан с пе)виньмрео 5)Я)зователем концентрации (п.отности),размещенным ня линии упаренного ряст"вора, а выход заведен ца исполне тгл .ное устройство, размещенное лз ; Й жеЛИНИИ, И рЕГуЛятОр 5 дВ)С 11. СогО")Го пара на вьгходе из последнего кор . пуся, вход которого связан с псрвичным преобразоватесл Давпения сокового (вторичного)пара на Выходе из последнего корпуса, а Всход - с иснолнитегсьньм устр Ойством., пас. положе нным на трубопроводе подачи Охлаждающей воды в конденсатор 6. Система с.одержит устройство 7 Для опреде.енея сиг нала, пропорционального эначе 1 ю переменной составляющей удельной фактическй себестоимости Входь которого через фукционяльеые ус.;ройс.тва 8, 9 и 1 О согласования знячеий параметров, измеряемых ВО Времени,Бс связаны соответственно г гервичными преобразователями ра ходов греющего пара на линии греющего пары упаренного раствора на выходе Выпарной ус". тановки, размещенног) ня линии упя-..и ренного раствора охяждающе 1 Воды на конденсатор, установленного на трубопроводе подачи Охлаждающей волы В КГ)1 ДЕНСЯТОР, а ГЯКЖЕ НЕПОСПСДгТВЕ -1" 11 Я СБЯЗЯН 1ВХС)ГО 1 31 СТРЕМЯ.1 ЬНОГ О рсулятора 14 и устрс)йства 16 памяти; Выхоес которогс заведен ня Вход уст - 1)ойства 12, Е)егход экст ремальнОГ) реу;ятора 14 связан с усгройством 13 нгхля 111 ."Г)1 зживяющгх феьров 17 и 18, Зь)од сГлаживающего фльтра 17 связан с заданием регулятора 1, а вход сои).тря:,6 сьязан с заданием регулятора 5,Система работает следующим обраСтаблизиру)щие конуры давлния 1 г, - ЩЕГО ЛаРа В ПЕРВОМ КОРПУСЕ, УРОВ- пей жицког ги ьо соргусам. концентрации жидкости на вьходе из выпарной установки, давления сокового (вторич- НОГО) ПЯРЯ НЯ ВЬГ.ОДЕ Иэ ПОСЛЕДНЕГО корпуса с. помощью соответственнорегуляторов 15 поддерживают соотвествующие переменные на уровнях,равных эаданньм,Б )стройство 7 поступают сигналыОт пеовичиого преобразоьателя расход раствора на вхопе г. первый корпусчерез ру кциональные устройства8"(Оответственно от первичныхреоб;)Я Овате)1 ей расхоДОВ Г 1)еющеГО: яр .:.я Входе в первьЙ корпус, упаренпо о раствора ;-:я Вь ходе выпарной"с, рой ства 1 113 служат для персс чг: 1 з.;ерге 4 Ь); параметров к Вреье ви 1 эс ),.ния ра сходя ня Входе в гс)Р еьеи сор ус.БЯ вьгходе данных устройс) в с;,см,п уе.я си 1.ял с;с)гласно фун;,ционял:1 ОЙ зависимости для аналогового у) "(2) где ю - интервал замера данных;х/в - д-е значение замеренной пере 15менной 1 20 ППо + ПтСоСфЭо(3) переменная технологическая З 0составляющая удельной фактической себестоимости;расход греющего пара навходе в первый корпус, пересчитанный согласно формуле 35(1) или (2);расход охлаждающей воды наконденсатор, пересчитанныйсогласно формуле (1) и (2)1расход раствора на входе в 40первый корпус;расход упаренного растворана выходе выпарной установки, пересчитанный согласноформуле (1) или (2);стоимость греющего пара;стоимость охлаждающей воды. где Сф -45 С Р +Рт ) +РС +Р 411 СО(9) П П Сигнал, формируемый согласно формуле (3) с выхода устройства 7, и сигналы, формируемые согласно формуле (1) или (2) с выходов устройств 8 и 10, поступают на вход устройства 12, на выходе которого Формируются сигналы согласно зависимостям:55(5) где х - измеренная переменная;х - переменная, пересчитанная сучетом динамического сдвига;8(1) - весовая функция по каналух - Б определенная заранее,где 5 - расход раствора навходе в первый корпус выпарной установки;и для дискретного устройства х = л, д(-тп) х/пд,п - количество замеренных значений для расчета. На выходе устройства 7 Формируется сигнал, пропорциональный значению переменной составляющей удельной фактической себестоимости, Выходной сигнал формигуется согласно функциональной зависимости у Р Рз у Р коэффициентыуравнения для определения помодели переменной составляющей удельной себестоимости;лР ,- значения коэффициентов уравнения для определения по модели переменнойсоставляющей удельной себестоимости, рассчитанных напредыдущем шаге адаптационной процедуры, поступающихна вход устройства 12 с выхода устройства 16 памяти; величина, с учетом которойпроисходит корреляция коэффициентом математической модели, рассчитываемая в уст"ройстве 12 по следующей зависимости: л,л,лС (Р+Р 1) +РС +РС 1 ( +)о+Со+1)а Со где у - параметр оптимизации адапта"ционной процедуры.Сигналы, формируемые согласно формулам (4) в (8), с выхода устройства 12 поступают на вход устройства 13, Этот блок предназначен для формирования по модели сигнала, пропорционального переменной технологической составляющей удельной себестоимости ведения процесса выпаривания.Выходной сигнал устройства .13 определяется согласно алгоритму где С- переменная технологическаясоставляющая удельной себестоимости задания процесса, рассчитанная по модели.Сигнал с выхода устройства 3 поступает на вход устройства 15 сравнения, на второй вход которого посту-пает сигнал с выхода устройства 7. Устройство сравнения реализует проверку следующего неравенства:;3333где" величина, характеризующаянеобходимую точность математической модели процесса выпаривания, получаемой путем адаптации,В случае невыполнения неравенства (10) сигнал с выхода устройства 15 поступает на вход устройства 16 памяти, реализующего, Фактически пере присвоение значений коэффициентов Р.коэффициентам Р т,е.Р,. =Р 1=1 4. (11)15Сигналы с выхода устройства 16 поступают на вход устройства 12 и уточнение коэффициентов математической модели с помощью адаптационной процедуры осуществляются по форму лам (4)-(9) вплоть до проверки условия (10), Если неравенство (10) выполняется, сигнал с выхода устройства 15 поступает на вход экстремального регулятора 14, запуская его. На второй вход регулятора 14 поступает сигнал с устройства 13. Регулятор 14 предназначен для оптимизации режима работы выпарной установки поисковым методом, 30Поиск оптимальных значений управляющих воздействий осуществляетсяна модели. С этой целью выходные сигналы экстремального регулятора заводятся на устройство 13, где они слуЯсат в качестве переменных расходагреющего пара на входе в первый корпус и расхода охлаждающей воды наконденсатор. Эти же сигналы передают- Гся на Фильтры 17 и 18, предназначенные для сглаживания высокочастотныхсоставляющих сигналов, поступающихна их входы. Сигнал с фильтра 17 заводится на задание регулятора 1 давления греющего пара. Путем изменениявеличины задания изменяется значениерасхода греющего пара на входной линии в первый корпус.Сигнал с Фильтра 18 заводится назадание регулятора давления сокового(вторичного) пара в последнем корпусе 5, Путем изменения величины задания изменяется расход охлаждающейводы на конденсатор55Предлагаемая система позволяетвести оптимальное управление выпарнойустановки по математической модели,адекватной процессу выпаривания,55б.)то позволяет снизить затраты напроцесс на 252. Формула из об ре тенияСистема автомати геского управления многокорпусной выпарной установки, содержащая регуляторы давления грею- щего пара в первом и сокового пара в последнем корпусах, регулятор концентрации упаренного раствора на вьгходе выпарной установки и контуры стабилизации уровней раствора по корпусам, первичный преобразователь для измерения расхода греющего пара в первьгй корпус, выход которого соединен с входом первого функционального устройства согласования значенийпараметров, измеряемых во времени, устройство для определения по модели сигнала, пропорционального значению переменной составляющей удельной себестоимости процесса, экстремальный регулятор, вход которого соединен с выходом устройства для определения сигнала, пропорционального значению переменной составляющей удельной себестоимости, а выход соединен с входом этого же устройства и одновременно через сглаживающие Фильтры подключен к задатчикам регуляторов давления греющего пара в первом и сокового пара в последнем корпусах выпарной установки, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения энергозатрат на процесс и повышения эффективности работы системы, она дополнительно содержит первичные преобразователи для измерения расхода раствора на входе в первый корпус, расходов охлаждающей воды на конденсатор и упаренного раствора на выходе выпарной установки, второй и третий Функциональные устройства согласования значений параметров, измеряемых во времени, входы которых подключены к первичным преобразователям для измерения расходов охлаждающей воды на конденсатор и упаренного раствора на выходе выпарной установки, устройство для определения сигнала., пропорционального значению переменной составляющей удельной Фактической себестоимости, вход которого соединен с выходами Функциональных устройств согласования значений параметров, измеряемых во времени, и выходом первичного преобразователя для измерения расходаЗаказ 3863/6 Тираж б 5 б Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, гУжгород, улПроектная, 4 7 13 раствора на входе в первый корпус, устройство пересчета коэффициентов математической модели, входы которого соединены с устройством для определения сигнала, пропорционального значению переменной составляющей удельной фактической себестоимости, а также с выходами первого и второго функциональных устройств, устройство памяти, устройство сравнения, входы которого соединены с выходом устройства для определения сигнала, про 33355 8порционального переменной составляющей удельной фактической себестоимости, и с выходом устройства для определения сигнала, пропорциональногозначению переменной составляющейудельной себестоимости, а выход под"ключен к входам экстремального регулятора и устройства памяти, вход 1 О которого соединен с выходом устройства сравнения, а выход подключен квходу устройства пересчета коэффициентов математической модели.