Способ управления процессом обжига керамзита и устройство для его осуществления

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 952822 Союз СоветскихСоцкалнсткческкхРеслублкк(5)М, Кл. С 04 В 33/32 Е 27 Р 19/00 Госудерстееииый коиитет СССР по делаи изебретеиий и открытийОпУбликовано 23.08.82. Бюллетень ы, 31 Дата опубликования описания 23,08.82/Центральный научно - исследовательский, эксперимейЬяьцъгйи проектный институт по сельскому строительству(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОБЖИГА КЕРАМЗИТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯИзобретение относится к производству строительных материалов, а именно, к способам и устройствам для управления процессом обжига керамзита в кольцевых карусельных печах,5 Известен способ управления процессом обжига керамзита, состоящий в стабилизации расхода топлива, изменении частоты вращения печи и подачи полуфабриката в зависимости от величины отклонения насыпнои плотности керам.10 зита от заданной, а также устройство для его осуществления, включающее измеритель и задатчик насыпной плотности подключенные на входы устройства сравнения, причем выход последнего соединен с входами регуляторов15 частоты вращения печи и подачи полуфабриката 11,Применение данного способа и устройства20 1 озволяет стабилизировать насыпную плотность керамзита, но не обеспечивает опппиального ведения процесса обжига (в смысле получения продукта с минимальной насыпной плотнос- ю 2тью) при изменении физико - химических свойствисходного сырья. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ управления процессом обжига керамзита преимущественно кольцевой печи, включающий отслеживание минимальной величины измеряемой насыпной плотности керамэита путем шагового;воздействия на температуру обжига, и устройство для управления процессом обжига керамзита, включающее измеритель насьптной плотности, экстремальный регулятор и регулятор температуры обжига Известные способ и устройство не обеспечивают получения керамэита с минимальнойнасыпной плотностью для данного физико - химического состава исходного сырья, в связис тем, что для управления процессом обжигане используется второй важнейший параметр,определяющий качество керамэита, - времяобжига (частота вращения печи),Ф95282 3Кроме того, не обеспечивается коррекцияпроцесса обжига в зависимости от прочностикерам зита.Целью изобретения является повышениекачества управления, 5Цель достигается тем, что согласно способууправления процессом обжига керамзита преимущественно в кольцевой печи, включающемуотслеживание минимальной величины измеряемой насыпной плотности керамзита путем шагового воздействия на температуру обжига, дополнительно измеряют прочность керамзита,производят шаговое воздействие на частотувращения печи и изменяют подачу полуфабриката в печь, причем шаговое воздействие на 15частоту вращения печи чередуют с шаговымвоздействием на температуру обжига при одновременном изменении подачи полуфабрикатав печь, а при отклонении измеряемой прочности керамзита от заданного значения.осуществля. 20ют коррекцию отслеживания минимальной вели.чины насыпной плотности керамзита,Кроме того, отслеживание минимальной ве.личины насыпной плотности керамзита осущест-.вляют через дискретные промежутки времени, 25определяемые скоростью дрейфа экстремума.Причем при коррекции отслеживания одного шагового воздействии, изменение котороговызвало несоответствие требуемой и фактической прочности при одновременном снижениинасыпной плотности керамзита, устанавливаютзначение предыдущего шага и осуществляютпереход на поиск минимальной величины изменением другого шагового воздействия, приодновременном же увеличении насыпной плотнос 35ти поиск минимальной величины продолжаютизменением, первого шагового воздействия впротивоположном направлении.Устройство управления процессом обжига .керамзита, включающее измеритель насыпной40плотности, экстремальной регулятор и регулятортемпературы обжига, снабжено регулятором час.тоты вращения печи, регулятором производи.тельности, измерителем прочности керамзита. иблоком формирования сигналов ограничения,а экстремальный регулятор выполнен двухканальным, причем измеритель насыпной плотности подключен к одним из входов экстремального регулятора и блока формирования сигналаограничения, с другим входом которого соеди.нен измеритель прочности керамзита, а выходподключен к другому входу экстремальногорегулятора, выходы экстремального регуляторасоединены с регулятором температуры обжига,с регулятором частоты вращения печи и регулятором производительности.55.На фиг. 1 показана зависимость насыпнойплотности керамзита от температуры т и времени Т обжига; на фиг. 2 - зависимость требуе 2 фмой минимальной прочности Й от насыпной егоплотности Ч; на фиг. 3 - блок - схема устрой.ства, реализующего данный способ.Процесс обжига керамзита представляетсобой объект управления с экстремальной хара.ктеристикой зависимости насыпной плотности(регулируемый параметр) от температуры ивремени обжига (регулирующие воздействия)Причем, при изменении физико - химическихсвойств исходного сырья наблюдается дрейфэкстремальных характеристик. В связи с этим,для оптимизации процесса обжига необходимопостоянно отслеживать положение экстремумаминимума насыпной плотности керамзита. При.чем, каждой марке керамзита по насыпнойплотности должна соответствовать определеннаяминимальная прочность, при которой керамзитудовлетворяет требованиям по качеству (заштрихованная область на фиг. 2), При прочносности полученного керамзита, меньшей минимальной для соответствующей марки керамзитапо насыпной плотности, процесс обжига необ.ходимо корректировать.Устройство для реализации способа работаетследующим образом.На выходе печи 1 контролируется насыпнаяплотность керамзита измерителем 2, сигнал откоторого поступает на вход двухканальногоэкстремального регулятора 3, осуществляющегоавтоматический поиск, пробные шаговые изменения двух регулирующих воздействий путемизменения задания регуляторам температуры 4и частоты вращения печи 5, анализ результатовпробных шагов и определение направленийдальнейших изменений регулирующих воздействий. Поиск экстремума может осуществляться, например, путем последовательной по.методуГаусса - Зайделя оптимизации но каждому регулирующему воздействию, При незначительныхскоростях дрейфа экстремальной характеристики,с целью уменьшения износа исполнительных устройств, отслеживание экстремума целесообразно производить не непрерывно, а через дискретные промежутки времени, называемые периодомповторения. При изменении частоты вращенияпечи одновременно корректируется задание регулятору 6 производительности питателя печи,Изменение температуры обжига может осуществляться, например, путем изменения подачи топлива, а частота вращения печи - путемизменения частоты вращения приводного электродвигателя,В связи с тем, что прочность керамзита также является нелинейной функцией регулирую .щих воздействий, в процессе экстремальногоуправления возможен выход системы в областьпараметров регулирующих воздействий, прикоторых получаемый керамзит не удовлетворяет требованиям стандарта по прочности.Следовательно, величина прочности керамзитавыполняет роль технологического ограничения,лимитирующего снижение его насыпной плотности.Наложение этого ограничения осуществляет- %ся следующим образом,Прочность керамзита на выходе печи контролируется измерителем 7 прочности, сигналкоторого подается на вход блока 8 формирования сигнала ограничения. На этот же блокподается сигнал измерителя 2 насыпной плотности, который в соответствии с заданным алто.ритмом, например,в соответствии с зависимос,тью фиг. 2) преобразуется в сигнал, пропорциональный требуемой минимальной прочностидля данной марки керамзита по насыпнойплотности, сравнивается с сигналом измерителя 7 прочности и при меньших значениях последнего блоком 8 формируется сигнал ограничения, который подается на вход зкстремаль 20ного регулятора 3.При этом, если одновременно произошлоснижение насыпной плотности керамзита регулирующему воздействию, изменение котороговызывало несоответствие требуемой и факти. 25ческой прочности устанавливается значениепредыдущего шага и осуществляется переходна поиск экстремума изменением второгорегулирующего воздействия, если же произошло увеличение насыпной плотности, поиск 39экстремума продолжается изменением данногорегулирующего воздействия в противоположном направлении.Таким образом, применением предлагаемогоспособа и устройства достигается оптимизацияпроцесса обжига в смысле минимизации насыпной плотности керамзита при изменениифизико - химических свойств сырья, снижениетем самым удельных расходов сырья и энергоресурсов и повышение эффективности работыпечи в целом,.Расчетный годовой экономический эффект на одну печь составит 20 -30 тыс. руб,Формула изобретения1, Способ управления .процессом обжига керамзита преимущественно в кольцевой печи, включающий отслеживание минимальной величины измеряемой насыпной плотности керамзита путем шагового воздействия на температуру обжига, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что. с целью повышения качества управления,дополнительно измеряют прочность керамзита,производят шаговое воздействие на частотувращения печи и изменяют подачу полуфабриката в печь, причем шаговое воздействиена частоту вращения печи чередуют с шаговымвоздействием на температуру обжига при одповременном изменении подачи полуфабрикатав печь, а при отклонении измеряемой прочности керамзита от заданного значения осуществляют коррекцию отслеживания минимальной ве.личины насыпной плотности керамзита,2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что, отслеживание минимальной величины насыпной плотности керамзита осуществляют через дискретные промежутки времени,определяемые скоростью дрейфа экстремума.3. Способ по п, 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что. при коррекции отслеживания одногошагового воздействия, изменение которого вызвало несоответствие требуемой и фактическойпрочности при одновременном снижении насыпной плотности керамзита, устанавливают значение предыдущего шага и осуществляют переходна поиск минимальной величины изменениемдругого шагового воздействия, при одновременном же увеличении насыпной плотности поискминимальной величины продолжают изменениемпервого шагового воздействия в противоположном направлении.4. Устройство для управления процессомобжига керамзита, включающее измерительнасыпной плотности, экстремальный регулятори регулятор температуры обжига, о т л и ч а.ю щ е е с я тем, что оно снабжено регулятором частоты вращения печи, регуляторомпроизводительности, измерителем прочностикерамзита и блоком формирования сигналаограничения, а экстремальный регулятор выполнен двухканальным, причем измеритель насыпной плотности подключен к одним из вхо-,дов экстремального регулятора и блока формирования сигнала ограничения, с другим входомкоторого соединен измеритель прочности керамзита, а выход подключен к другому входуэкстремального регулятора, выходы экстремального регулятора соединены с регулятором температуры обжига, с регулятором частоты вращения печи и регулятором производительности.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР У 461294,кл. С 04 В ЗЗ/32, 1975,2, Авторское свидетельство СССР У 278513,кл. С 04 В 33/32, 1970 (прототип), 952822952822 Составитель В. Алекперов Техред М. Надь Редактор Н, Джуган Заказ 6197/36 Тираж 641ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Корректор М. 1 ЬмщкПодписное