Система автоматизированного управления реактором периодического действия

(59 4 Э 21 С 3/02, 7/12 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОР скин съезд блок-схемаго управского дейНа чертеже изображена системы автоматизированн пения реактором периодич латвия,Система содержит реак дического действия, тепл насос 3 подачи варочного ор 1 перио.- обменник 2, раствора в(71) Институт проблем моделировав энергетике АН УССР и Киевинститут автоматики им. ХХ 7КПСС(56) Авторское свидетельство СССУ 896133, кл. П 21 Р 7/12, 1981.(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕАКТОРОМ ПЕРИОДИЧЕСКОГОДЕЙСТВИЯ(57) Система автоматизированного управления реактором периодическогодействия, которая используется вцеллюлозно-бумажной промышленности Изобретение относится к система автоматизированного управления про цессами целлюлозного производства и может быть использовано для управления периодическим процессом сульфатной варки целлюлозы.Цель изобретения - повышение ка чества управления процессом деляги фикации. для управления сульфат-целлюлознымпроизводством. Цель изобретения - пвышение качества оптимального управления процессом делигнификации и упрощение системы управления. Системауправления включает регулятор расхода пара, к блоку задания, регулятору подключены блоки выбора графика изменения задания в зависимостиот прогноза вещества целлюлозы, регулятор также подключен к блокамкоррекции задания по разности температуры в реакторе и конденсатапара. Новым в системе является подключение к блоку прогноза качествацеллюлозы блоков коррекции по характеристикам размола целлюлозы, причем дополнительно к регулятору подключен блок коррекции по .изменениютемпературы конденсата. 1 ил..теплообменник, промежуточную емкость4 целлюлозы, размалывающий аппарат 5 и его привод 6, датчики температуры 7 и 8 прямой и 9 обратной циркуляции варочного раствора, блок усред кения 10, регулятор расхода 11 греющего пара, блок логики 12, блок задания 13 ряда температур в реакторе, первый таймер 14, .первый и второй блоки 15 и 16 селекции, блок нормирования 17, блок прогноза качества целлюлозы 18, первое вычислительное устройство 19, первое реле 20, блок коррекции 21 прогноза качества целлюлозы, первый блок сравнения 22, первый блок дифференцирования 23, 3 149731второе и третье вычислительные устройства 24 и 25, датчик 26 массыв промежуточной емкости 4, датчикитемпературы полуфабриката 27 до и 28после размалывающего аппарата 5,пер=вый сумматор 29, блок определениястепени помола 30, второй блок срав,нения 31, второе реле 32, третийблок сравнения 33, второй таймер 34, .10делитель 35, преобразователь 36, дат".чик температуры конденсата пара 37,второй сумматор 38, анализатор 39,четвертый блок сравнения 40, третьереле 41, второй дифференциатор 42,пятый блок сравнения. 43, четвертоереле 44.Система работает следующим образом.Сигналы текущих значений температур линий прямой и обратной циркуляций варочного раствора от датчиков7-9 поступают в блок усреднения трехвеличин 10. Сигнал 1 текущего средсрнего значения температур в котле является переменной величиной для регулятора расхода (типа ПРЗ.24) греющето пара 11 в теплообменник 2. Регу 4лятор 11 изменяет степень открытияавтоматического клапана на линии по- З 0дачи пара. Сигналы ряда величин заданий температуры, Т (с) С массы в+реакторе на время варки ( С)поступают в регулятор через блок логики 12 (типа Р 1 Р.З) от блока задания 13, в котором (на базе МК)реализуется следующее уравнение:-128,52 фС (1,02 + р г)-40Сигналы текущего времени С с интервалом 0,05 ч поступают от таймера 14,"Сигналы величины коэффициентовр и р выбора траектории изменениятемпературы массы на время варки,т.е. селекторные коэффициенты р,играфика варки определяются соответственно р,в первом 15 и р вовтором 16 селекторных блоках (набазе БЗ) путем реализации следующих уравнений:в первом устройствен И дМ, = а (Нф)-А (1-а,НФЦ55во втором устройствей Н ММ = а Нф-а Нф-(а Нф)при а = (129271,61) , а =4,536 10 7 4А= 2,09; аг=5,6 10а =4,54 10а =4,24 10 +.Коэффициенты аппроксимации безразмерные.Необходимая для расчета селекторных коэффициентов величина прогноэируемого (через качество целлюлозы)безразмерного Нф-фактора (интегральный критерий Врума) нормируется вблоке 17 (типа ПФ 1.9) путем умноженияпоследнего на нормирующий комплексный коэффициент уСг:иНф = нфСигнал безразмерной величины Нфформируется в блоке прогноза качест-ва 18 (на базе МК) путем реализации следующей статистической моделипроцесса делигнификации:Нф = НФ-А,(1 - рж+ рзйЯ Ьр) +.ф Вр 1 ББ Врпри:гНф = 4054,14; А,=114,286, рг = 3,88 хх 10 , (хь= 0,24 А= 0,742 р =624 10 г с 03110 Аф3,07; р= 0,147где 8 8 - концентрация варочногораствораНф, АА , А - постоянные величины аппроксимирующего многочлена,безразмерные;яг, 4 постоянные коэйфициентыбезразмерные;( ).Величина текущего значения 8определяется в первом 19 вычислительном устройстве (на базе БЗ)по следующему уравнению;Бур = ЯА 10 ЧЧщ(1-0,01 У )1Ц уОгде А - постоянная величина содержания химиката, кг;Я, - постоянный коэффициент про(1-3порциональности, 10 ( . кг)Ч,ц - объем щепы в реакторе, Х,Ч - объем реактора, м;И - влажность,по отношениюк объему сырья.Величина прогноза нРкачествацеллюлозы на данную варку поступаетот задатчика через блок коррекции 21и открытое первое реле 20 в блок 18,где вычисляется безразмерный Нф. Ре514973 жим вычисления нового значения данного прогнозируемого Нф имеет место тогда, когда изменяется величина Ри+1последующего прогноза. Для5 этого в первом блоке дифференцирования 23 (на базе ПФ 2.1) определяется величина скорости ( ) , которая10 в блоке 22 (типа П 2 ЭС.1) сравниваетсяГ 1 Р Рс ранее заданной( , и если име 1 е (ет место существенное изменение нового прогноза хр 1 и+1, то в блоке 22 15 формируется сигнал -"1", который открывает первое реле 20 и далее осуществляется выбор нового режима перед варкой. Причиной выбора ново.го режима в процессе варки является 20 величина дополнительной коррекции ,Дл прогнозированного ранее качества л,Р. Для этого в блоке коррекции (на базе П 2 ЭС.З) реализуются следующие два уравнения дар = ар-хм 25зрж = х+Ля",Величина у"качества производимой целлюплозы, используемая для коррекции ранее выполненного прогно за зр, определяется во втором вычислительном устройстве 24 путем реализации данного уравнения ж"= (Ь,чК+ - 7 кд Р Ьм 35 где " - прогнозируемый показателькачества целлюлозы в промежуточной емкости, безраз-мерная величина;Ь - уровень еМкости, м; 40К, - объемный коэффициент, мкЬм - содержание лигнина поМортону, Ж,р, - комплексный коэффициентпропорциональности между 45содержанием лигнина по.Мортону, разницей объемовзапаса произведенной целлюлозы и реактора и числом .Карра, (м 7) ";50Ч , - объем дополнительной покставки в промежуточную емкость целлюлозы илидругимисловами, производительностьварочного реактора, которьп будет выполнять промежуточную емкость, мф .Необходимая для вычисления коррекции прогноза величина Ь, (Ж) со 176держания остаточного лигнина в произведенной и размалываемой целсвозе определяется в третьем вычислтельном устройстве 25 (на базе ИК). Сигнал величины уровня в промежуточной емкости 4 поступает от датчика уровня 26.Для определения 1.м используются параметры размалывающего аппарата 5. Сигналы величин температуры массы от датчиков 27 до и 28 после размола поступают в первый сумматор 29 (типа Пф 1.1), где определяется величина разности Т указанных температур. В блоке определения степени помЬла 30 (типа ПФ 1.9) путем умножения величины дТ С на комплексный коэффициент пропорциональо 8с ности Ы ,текущее значение величины разности температуры преобразуется в величину текущего значения степени помола. Во втором блоке 31 сравнения (типа П 2 ЭС.1) текущего значения БК с номинальным ВКР определяется величина приращения ДЖ. Аналогично в третьем блоке сравнения33 определяется величина приращения ЬК (М)разрывной длины путем сравЕ нения ее текущего значения В.(М) (определяемого по штатному айализу на стандартной разрывной машине, соответствующей ТАРР 1) с номинальным КР(М) значением. Во втором реле 32, (типа П.РЗ) выполняется операция квантования укаэанных приращений по сигналу (С ) от второгонтаймера 34. Ряд дискретных значений указанных приращений поступает вблок 35 (типа ПФ 1,18) деления, где формируется сигнал частной производ 4 РЬнойкоторый после преобразо" вания в электрический в блоке преобразования 36 (типа ПЗм) поступает в третье вычислительное устройство 25 (на базе МК), где реализуется следующее уравнение Ь = ехрК,Н р (К И- Кз 11 ) дЕ 1 Мпри К =14,83; К=6,55 10 К=,3,3111 О; и, = "0,4, и =9,05;и. = -8,53,КК, Кь - постоянные коэффициенты, безразмерные, 1497317п 1 у п р п показатель степени, Сигнал вычислительного содержания остаточного лигнина в размалы" ваемой целлюлозе далее используется для дополнительной коррекции режима варки, а коррекция величины расхода греющего пара осуществляется по каналу измерения температур 9 потока варочного раствора средней циркуля О ции и конденсата пара 37 путем опре деления их разности во втором сумматоре 38 (типа ПФ 1,1) дТ =Т-Т, те 4 кущая величина которой сравнивается в анализаторе 39 (типа П 1 Р.1) с ра нее заданной ЬТЗР, и если ДТ д Т ,зР то в анализаторе формируется сигнал "1", который закрывает выход блока логики и, тем самым, при перерасходе пара сохраняется предьдущее значе О ние задания температуры массы в котле на последующем шаге регулировок.Дополнительная коррекция расхода пара выполняется по каналу температуры конденсата, сигнал которой Т+ 25 от датчика сравнивается в четвертом (типа РП 1.1) блоке 4 О с заданным ТР и при достижении заданной температуры открывается третье реле 41 (типа ПР 1.3)через которое сигнал Т поступает на второй блок дифференцирования 42 (типа ПФ 2.1) и далее в пятом блоке 43 сравнения текущей скоростиатс заданной ( ) и при ее понижении35 открывается четвертое реле 44, через которое сигнал коррекции поступает в регулятор, увеличивая величину задания расхода пара.40Формула изобретения Система автоматизированного управления реактором периодического действия, содержащая реактор, теплообменник, насос подачи варочного раствора в теплообменник, размалывающий аппарат и его привод, датчики температуры потоков раствора, связанные с блоком усреднения, регулятор расхода греющего пара, соединен- ный с автоматическим клапаном на линии подачи пара в теплообменник и первым входом подключенный к выходу блока логики, блок задания ряда тем 55 ператур в реакторе, первый таймер, первый блок селекции режима процесса, вход которого через блок нормирования соединен с выходом блока прогноза качества целлюлозы, пер: чвход которого соединен с выходом,.рвого вычислительного устройства задатчиками величин объема щепы в реакторе, ее влажности и объема реактора, а также постоянных величинуравнения, блок коррекции прогнозакачества целлюлозы, первый блок сравнения, анализатор, выход которогосвязан с первым входом блока логики,датчик температуры конденсатора парана выходе теплообменника, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюповышения качества управления процессом делигнификации, она дополнительно содержит. промежуточную емкость с датчиком уровня массы, первое, второе, третье и четвертое реле, второй, третий, четвертый и пятый блоки сравнения, первый и второйблоки дифференцирования, второе итретье вычислительные устройства,датчики температуры до и после размалывающего аппарата, первый и второй сумматоры, блок определения степени помола, второй таймер, делитель, преобразователь, второй блокселекции, при этом выходы блоковселекции подключены к блоку заданияряда температур, связанного с выходом первого таймера и вторым входомблока логики, выходы блоков селекциисвязаны между собой, выход первогореле соединен с вторым входом блокапрогноза, первый вход первого релесоединен с выходом блока коррекциии входом первого блока дифференцирования, второй вход - с выходомпервого блока сравнения, связанного.с выходом первого блока дифференцн -рования, два входа блока коррекциисоединены с задатчиком прогноза качества и выходом второго вычислительного устройства, пять входовкоторого соединены соответственно сдатчиком уровня массы в промежуточной емкости, выходом третьего вычислительного устройства и задатчиками величин объемного коэффициента,дополнительной поставки целлюпозы впромежуточную емкость и комплексного коэффициента пропорциональности,выходы датчиков температуры полуфабриката до и после размалывающегоаппарата подключены к входам первого сумматора, выход которого соединен с первым входом блока определения степени помола, второй вход ко1973 4 Составитель М.Белавинактор И.Сегляник Техред М.Ходанич орректорС.Шекм 416/34 Тираж 330 ПГосударственного комитета по изобретения113035, Москва, Ж, Раушская ЗаказВНИИПИ одписное ГКНТ ССС ям5 и откр бей де ина,10 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. торого соединен с задатчиком комплексного коэффициента пропорционаньности, а выход с входом второго блока сравнения с эадатчиком значе 5 ния степени помола, выход которого соединен с первым входом второго реле, второй вход которого связан с выходом третьего блока сравнения, к входу которого подключены эадатчики текущего и заданного значений, разрывной длины, третий вход второго реле соединен с выходом второго таймера, а выходы второго реле через последовательно включенные делитель 1 Б и преобразователь вида сигнала соединены с первым входом третьего вычислительного устройства, другие шесть входов которого соединены с задатчиками постоянного коэффициентов и степеней уровня, выход датчика температуры раствора средней циркуляции подключен к первому входу 17 1 Овторого сумматора, выходом подключенного к анализатору с задатчикомразности температур, выход датчикаконденсата пара одновременно соединен с вторым входом второго сумматора, с вторым входом четвертого блокасравнения и первым входом третьегореле, вторым входом связанного с выходом четвертого блока сравнения сзадатчиком степени помола, выходтретьего реле подключен к входу второго блока дифференцирования, выходкоторого подключен к входу пятогоблока сравнения с задатчикдм скорости, первый вход четвертого реле свя-.зан с выходом пятого блока сравнения,второй вход соединен с задатчикомсигнала коррекции задания регулятору, а выход соединен с вторым входомрегулятора расхода пара, третий входкоторого соединен с выходом блокаусреднения,