Устройство для автоматического управления процессом нагрева сырья в трубчатой печи

торское свидете кл. С 10 С 9/2 рское свидетель кл. С 10 С 9/20 блока умножения рого сумматора, гера последоват вертым потенцио третьего блока ия язан с ым входом трекоторого чеи его сумматора, вых рез фудиненв печь кцион с кла е-. входом второго ка. расчета коне ляющего воздейс дадеумн на вых и блок ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗ(71) Киевский ордена Ленина полтехнический институт им.50-летиВеликой Октябрьской социалистичкой революции(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НА-ГРЕВА СЫРЬЯ В ТРУБЧАТОЙ ПЕЧИ, содержащее датчик расхода исходногопродукта, соединенный с первым потенциометром, выход которого параллельно подключен к первым входамблоков компаундирования и расчетаконечного значения управляющего воздействия, вторые входы которых параллельно соединены с датчиком температуры продукта на входе печи, первый и второй сумматоры, выход которого подключен к первому входу третьего сумматора, выход блока компаунальный преобразовательаном подачи топлива ик температуры продукчи, два потенциометраения, о т л и ч а ю щ е с я тем, что, с целью сокращениявыхода низкокачественного бензинапутем уменьщения времени переходных режимов .печи, оно дополнительно содержитчетвертьо потенциометр,два блока умножения, трп блокаделения, блоки Формирования текущего времени, определения знака,отрицания и триггер, при этом выходпервого потенциометра соединен через первый блок деления с входомвторого потенциометра, выход которого параллельно подключен к входублока Формирования текущего времени и к первым входам второго итретьего блоков деления и первогосумматора, выход блока Формирования текущего времени параллельно свзан с вторыми входами второго блокаделения и первого сумматора, соединенного своим выходом с вторым входом третьего блока деления, выходкоторого параллельно подключен к первым входам второго и третьего бл ков умножения, датчик температуры продукта на выходе через блок опре деления знака параллельно подключе к первому входу триггера и через блок отрицания - к второму входу триггера, первый выход триггера по следовательно соединен с третьим и тенциометром, вторым входом второг и пеРвым входом втовторой выход тригльно соединен с чететром, вторым входомумножения и вторымумматора, выход блоного значения управвия параллельно подключен к третьему входу блока компаундиррвания и первому входу первого блока умножения , соединенному своим вторым входом с выходом второго блока деления , авыходом - с третьим входом второго сумматора. 11437632. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок формирования текущего времени содержит интегратор и компаратор,при этом выход интегратораподключен к управляющему входу компаратора,выход которого связан с управляющим входом интегратора .Изобретение относится к автоматпческому нагреву сырья в трубча -тых печах, не допускающих измерениетемпературы продукта в промежуточных точках печи и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.Известно устройство для автоматического управления трубчатой печью, содержащее датчики температуры 10продукта на входе, в средней точкеи на выходе печи, датчик расходаисходного продукта и клапан подачитоплива в печь 1,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является устройство для автоматического управления процессом нагрева сырья втрубчатой печи, содержащее датчикрасхода исходного продукта, соеди Оценный с первым потенциометром,выход которого параллельно подключенк первым входам блбков компаундирования и расчета конечного значения управляющего воздействия, вторые входы 2которых параллельно соединены с датчиком температуры продукта на входепечи, первый и второй сумматоры, выход которого подключен к первому входу третьего сумматора, выход блокакомпаундирования связан с вторьмвходом третьего сумматора, выход которого через функциональный преобразоьатель соединен с клапаном подачи топлива в печь, датчик температурыпродукта па выходе печи, два потен 35циометра и блок умножения 2.Недостатком известных устройств является то, что их использование для управления печами, в которых не яв ляется возможным измерять температуру движущего продукта в средней точке, увеличивает в 1 емя переходных режимов печи, что приводит к увеличению выхода низкокачественного бензи" на.Целью изобретения является сокращение выхода низкокачественного бензина путем уменьшения времени переходных режимов печи,Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического управления процессом нагрева сырья в трубчатой печи, содержащее датчик расхода исходного продукта, сое - диненный с первым потенциометром выход которого параллельно подключен к первым входам блоков компаундирования и расчета конечного значения управляющего воздействия, вторые входы которых параллельно сбединены с датчиком температуры продукта на входе печи, первый и второй сумматоры, выход которого подключен к первому входу третьего сумматора, выход блока компаундирования связан с вторым входом третьего сумматора, выход которого через функциональный преобразователь соединен с клапаном подачи топлива в печь, датчик температуры, продукта на выходе печи, два потенциометра и блок умножения, дополнительно содержит четвертый потенциометр, два блока умножения, три блока деления, блоки формирования текущего времени, определения знака, отрицания и триггер, при этом выход первого потенциометра соединен через первый блок деления с входом второго потенциометра, выход которого параллельно подключен к входу блока формирования текущего времени и к первым входам второго и третьего блоков деления и первого сумматора, выход блока формирования текущего вре1143мени параллельно связан с вторыми входами второго блока деления и первого сумматора, соединенного своим выходом с вторым входом третьего блока деления, выход которого параллельно подключен к первым входам второго и третьего блоков умножения датчик температуры продукта на выхо- де через блок определения знака параллельно подключен к первому входу 1 О триггера и через блок отрицания к второму входу триггера, первый выход триггера последовательно соединен с третьим потенциометром, вторым входом второго блока умножения и первым входом второго сумматора, второй выход триггера последовательно соединен с четвертым потенциометром, вторым входом третьего блока умножения и вторым входом второго сумматора, выход блока расчета конечного значения управляющего воздействия параллельно подключ .н к третьему входу блока компаундирования и первому входу первого блока умножения, соединенному своим вторым входом с выходом второго блока деления, а выходом - с третьим входом второго сумматора.Кроме того, блок формирования текущего времени содержит интегратор и компаратор, при этом выход интегратора подключен к управляющему входу компаратора, выход которого связан с управляющим входом интеграто 35 ра. 40 На фиг,1 представлена блок-схемаустройства для автоматическогоуправления трубчатой печью; наффиг.2 - схема блока формированиятекущего времени. 763 4функциональный преобразователь 23 и клапан 24 подачи топлива в печь,Блок формирования текущего времени (фиг.2) содержит компаратор 25 и интегратор 26.Устройство для автоматического управления работает следующим образом.Сигнал с датчика 1 расхода исходного продукта(поступает на первый потенциометр 2, который реализует умножение поступающего сигнала на постоянный коэффициент 1/б , где5 - площадь поперечного сечения трубы входного коллектора.С выхода потенциометра 2 сигнал, пропорциональный скорости движения продукта 1= "( , поступает на вход блока 21 компаундирования на вход блока 19 расчета конечного значения. управляющего воздействия и на вход первого блока б деления. В блоке 6 деления происходит формирование сигнала, равного времени пребывания продукта в печи (6 = К /Ч) который затем умножается на коэффициент К = 0,6-0,7 с помощью второго потенциометра 3. Сигнал М=К к с выхода потенциометра 3 поступает на управляющий вход компаратора 25 (фиг.2) блока формирования текущего времени. Компаратор выполня. ет следующие логические функции: еслис М , то Р = 0;если 1М , то Р = м.Компаратор 25 может быть технически реализован на пятимембранном элементе сравнения И 2 ЭС,З. Сигнал Рв с выхода компаратора поступает на управляющий вход интегратора 26, реализующего выражение"Сброс" Р: , в этом положении выход 5 равен входу 55 на клемме начального значения;"Вычисление" Рг = Р : О,интегратор производит интегрирование; Устройство (фиг. 1) содержит датчик 1 расхода исходного продукта, первый, второй, третий и четвертый 45 потенциометры 2-5 соответственно первый, второй и третий блоки 6-8 деления, первый, второй и третий блоки 9-11 умножения, первый, второй и третий сумматоры 12-14 соответственно, блок 15 формирования текущего времени, блок 16 определения знака, блок 17 отрицания, датчик 18 температуры продукта на выходе печи, блок 19 расчета конечного значения управляющего воздействия, триггер 20, блок 21 компаундирования, датчик 22 температуры продукта на входе печи,-.1Шпри 1,5 0 при о)1"Прерывание" Р,в - и., интегратор запоминает значение на выходе, т,е,оно остается в этом положении по стоянным независимо от того, что подается на вход.Во второй блок 7 деления поступает сигнал М оу потенциометра 3 и сигнал 1 из блока 15 формирования текущего времени. С выхода блока 7 деления сигнал, равный (Ю ., поступает в первый блок 9 умножения, на другой вход которого подается сигнал Т с выхода блокка 19 расчета конечного значения управляющего воздействия.Блок 19 реализует математическое соотношениеТ=к Т-Т,) Ек 1 где 2 = константа,С (1 Р 1(Р Ьу 1 С=Е- /т, 2 к- общая длина трубызмеевиков печи; г- плотность материала продуктаР - теплоемкость продукта; 0,ЭВ- соответственно внутренний и внешний диаметры труб сырьевых,30змеевиков; п,ПЬ - коэффициенты теплопередачи, соответственно, от теплоносителя к материалу труб змеевиков и от материала труб к продукту н - 3,14, С выхода первого блока 9 умножек ния сигнал, равный 1/МТ., поступает на вход второго сумматора 13. На вход третьего блока 8 деления по 40 дается сигнал М и сигнал с выхода первого сумматора 12, равный разности сигналов ( М - т ), поступающих соответственно с потенциометра 345 и блока 15 формирования текущеГо времени. С выхода третьего блока 8 деления сигналпоступает наМ входы второго и третьего блоков. 10 и 11 умножения. Сигналы с датчика 18 температу 0 ры продукта на выходе печи Твы и с задатчика температуры в этой точке Г,кзд подаются на входы блока 16 определения знака.Блок 16 реализует математическоесоотношение Переключение блока определения знака с 0 на 1 и с 1 на 0 происходит при минимальном рассогласовании между Твых и ТсдВыход блока определения знака Р связан со входами триггера 20, причем к входу "Запись в 0" он подключен через блок 17 отрицания.Второй вход второго блока 10 умножения связай с прямым выходом триггера 20 через третий потенциометр 4, который умножает выходной сигнал "-иггера на коэффициент К, Т , , где Т- нижнее граничное значение температуры теплоносителя.Если на прямом выходе триггера 20 имеется "единица", то на выхо - де второго блока 10 умножения появляется сигнал, равный , ТмтщоВ противном случае (на прямом выходе триггера "нуль") на выходе блока 10 умножения сигнал отсутствует.Второй вход третьего блока 11 умножения связан с четвертым потенциометром 5, который умножает инверсный выход триггера 20 нат т коэффициент 1 =Т , где У верхнее граничное значение температуры теплоносителя.Сигнал на выходе третьего блока 11 умножения равняется Т , еслиМ-Ъ т на инверсном выходе триггера "единица", В противном случае выходной сигнал блока умножения равен нулю. Таким образом, в один и тот же момент времени отличный от нуля сигнал имеет место на выходе только одного из двух блокоп 10 и 11 умножения и, следовательно, на выходе второго сумматора 13 появляется только один из двух сигналов конт МФ т т кТт 3 д Трах " М т,ркоторый поступает т на вход третьего сумматора, 14, Блок 21 компаундирования реализует математическоеоотношение1143763 20 7где Т- сигнал коррекции по ско -рости движения продукта.Корректирующий сигнал йТ ф поступает со знаком "плюс" на другой вход третьего сумматора 14, где5 суммируется с выходным сигналом второго сумматора 13, который поступает на вход третьего сумматора 14. контСуммарный сигнал Т т с выхо- Ю да третьего сумматора 14 подается на вход функционального преобразователя 23,который преобразует квазиоптимальный сигнал температуры в камереконттеплоносителя (Т т ) в квазиопти мальный сигнал расхода теплоносите- контля О т согласно выражению,конг конт ( конГ т 2 г конт ЪКоэффициенты ао,д а а определяются путем обработки экспериментально полученных последовательностей значений расходов горючего газаи соответствующих значений температур в камере теплоносителя методомнаименьших квадратов,С выхода преобразователя 23кв зиоптимальный сигнал расхода теплоносителя подается на клапан 24подачи топлива в печь.Использование предлагаемого устройства для автоматического нагревасырья в трубчатой печк позволяет сократить время переходных процессов,имеющих место при переводе печи содного температурного режимана другой, что сокращает выход низкокачественных бензинов с установки каталитического риформинга.1143763 Составитель Г.ОгаджанТехред А.Бабинец ектор И.Эрдей ктор Г,Волкова аз 853/23 По е лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проек 4 Тираж 546 ИИПИ Государственного делам изобретений и о 035, Москва, Ж, Ра митета СССРрытийскан наб., д