Способ автоматического управления параллельно работающими сушильными агрегатами

(5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Белорусский филиал Всесоюзного науч:,но-исследовательского и проектного института галургии(73) Белорусский научно-исследовательскийи проектный институт галургии(56) Стальский В.В. Автоматизация управления процессами обезвоживания на обогатительных фабриках, М,. Недра, 1977, с, 174,Авторское свидетельство СССРМ 1099200, кл. Р 26 В 25/22, 1984,Изобретение относится к технике управления процессом сушки на нескольких параллельно работающих агрегатах при производстве калийных удобрений и может быть использовано в других областях про мышленности.Цель изобретения -улучшение качества управления и стабилизация влажности конечного продукта.На чертеже представлена структурная схема, реализующая предлагаемый способ,Устройство содержит сушилку 1 с топкой 2 и камерой смешения 3, распределительный конвейер 4, бункер 5, питатель 6, сборный конвейер высушенного продукта 7, датчик 8 расхода первичного воздуха, исполнительный механизм 9 с регулирующим органом 10, датчик 11 расхода вторичного воздуха, исполнительный механизм 12 с регулирующим.органом 13, датчик 14 темпера(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТАЮЩИМИ, . СУШИЛЬНЫМИ АГРЕГАТАМИ(57) Использование: химическая промышленность, промышленность по производству минеральных удобрений, Сущность изобретения: определяют разностные отклонения влажности на каждом агрегате по сравнению с заданными и их суммарное значение, Определяют величину отношения изменения общео расхода материала к суммарному значению разностных отклонений и по величине произведения полученного отношения на разностные отклонения дополнительно корректируют расход исходного материала и расход топлива на каждый сушильный агрегат. 1 ил 3 табл,туры в,камере смешивания, датчик 15 давления в топке, исполнительный механизм 16 с а регулирующим органом 17. датчик 18 расхо- ф) да исходного материала в сушилку, исполнительный механизм 19 с регулирующим органом 20. датчик 21 уровня в бункере 5, исполнительный механизм 22 с регулирующим органом 23, датчик 24 расхода топлива, исполнительный механизм 25 с регулирую щим органом 26, датчики 27 общего расхода и алажности 28 исходного материала, датчик 29 общей влажности высушенного мате- ,д риала, датчик 30 температуры высушенного материала на выходе из сушилки, микропроцессорный контроллер 31, адаптер 32, вычислительное устройство 33.Способ управления сушильными агрегатами осуществляется следующим образом. Сигналы от всех датчиков поступают на входы микропроцессорного контроллера 311806317 5 10 15 25 30 35 40 45=1 (10 плива на суши атериала в ты го(в дальнейшем МПК), связанного с вычислительным устройством 33 через адаптер 32. Алгоблоки МПК 31 осуществляют регулирование в соответствии с выбранными из библиотеки МПК алгоритмами. К выходу МПК подключены исполнительные механизмы 9, 12, 16, 19, 22, 25. Расход первичного воздуха, измеряемого датчика 8 с помощью исполнительного механизма 9 и регулирующего органа 10 изменяется МПК в зависимости от сигнала расхода топлива, измеряемого датчиком 24. Расход вторичного воздуха, измеряемого датчиком 11 с помощью исполнительного механизма 12 и регулирующего органа 13 изменяется МПК в зависимости от сигнала температуры в камере смешения 3, измеряемой датчиком 14, МПК выполняет стабилизацию. давления в топке 2, измеряемого датчиком 15, воздействуя на исполнительный механизм 16 и регулирующий орган 17, В.вычислительном устройстве 33 по сигналу температуры высушенного материала, измеряемого датчиком 30, определяется текущее значение влажности высушенного материала по формуле В/1 = Ь - Ь 1(Тс) + Ь 2 Т,где Ю- текущее значение влажности высушенного материала на выходе 1-го сушиль. ного агрегата, О;Тс - температура высушенного материала на выходе 1-го сушильного агрегата, С;Ьо, Ь 1, Ь 2 - коэффициенты, определяемые экспериментально; для сушки концентрата хлористого калия они соответственно равны 1,556; 0,0001; 0,0219,Используя сигналы общего расхода материала, измеряемого датчиком 27, его влажности от датчика 28, расхода материала и топлива в каждый сушильныйагрегат от датчиков 18, 24, заданное В/з и рассчитанное Вл значения влажности высушенного материала, решается задача управления параллельно работающими сушильными агрегатами, заключающаяся в минимизации общего расхода топлива и стабилизации влажности высушенного продукта по фор- муле где Ос - общий расход тные агрегаты, тч;0 - расход исходногсушильный агрегат, т/ч;Ю- влажность исход К - коэффициент, характеризующий отношение количества испаренной влаги к.расходу топлива 1-ого сушильного агрегата,Его К значение определяется в процессе эксплуатации для каждой сушилки призначениях влажности высушенного концентрата близких к заданному.В ыражение (1) должно обеспечить обработку общего расхода исходного материалаи0 о =,Я СЬ при заданном значении влажно=1сти высушенного продукта Иа выходе каждого сушильного агрегата,В с В,с Решение выражения (2) с указанными ограничениями позволяет получить оптимальные значения расходов материала и топлива на каждый сушильный агрегат. Сформированные в вычислительном устройстве 33 оптимальные управляющие сигналы через ., адаптер 32 поступают непосредственно на первые входы алгоблоков МПК 31, осуществляющих ПИД- регулирование расходов исходного материала и топлива на каждый сушильный агрегат, В алгоблоках осуществляется сравнение расчетных и текущих значений и в случае несоответствия сигналов, алгоблоки выдают управляющие воздействия на исполнительные механизмы 19, 25, которые воздействуют на регулирующие органы 20, 26, до тех пор и в ту сторону, пока текущие значения расходов не станут равны расчетным. Далее в вычислительном устройстве 33 выполняется сравнение заданного и расчетных по формуле (1) текущих значений влажности высушенного материала для всех работаю- .щих сушильных агрегатов. ЬВ/1 =Юз -В/1 Ь В с=ЧЧз "В 2Д Вс В с Вс Р) После расчета величии разностных отклонений, определяются их суммарное значение по формуле 50 Ь Мс=Л В(1+А В/2+ , + Ь ЧЧ 1 (4) о При изменении общего расхода исход кого материала его приращение + Ь 0 перераспределяется по сушильным агрега 5 там в зависимости от величины произведе ния отношения изменения общего расхода материала Ь 0 к суммаоному значению раэностных отклоненийЬ В/ д 0 -т дщ сна величину разностных отклонений, Ь 9/по формулам. формуле (1) и управляющие воздействия нарегулирования расходов кека концентрата01, 02, Цз, топливо 01, 02, Оз до приращеЬ 01= д 0 Ь И 1, Ь 02- д 0 Ь 9 Ь, ния и после приращения ЬО нагрузки. ВЬО д О, Ь 9 с (6) 5 случаеиэменениянагруэкикекаконцентрата перераспределение ЬО по сушильнымгде Ь 01, Ь 02, , Ь 0 - изменение рас- барабанам и корректирование расхода топходов исходного материала на 1,2 1-й су-: лива выполнялось по формулам 3-6.шильные агрегаты. Для трех сушильных барабанов матемаСигналы ЬЯ 1, Ь 9/2, , Ь 9/1 с и 10 тическая постановка задачи имеет видЬ 01, Ь 02, , Ь О поступают с вычислительного устройства 33 через адаптер 32 01 9/ - 9/1 02 ЧЧ - Ю 3на вторые входы алгоблоков МЯК 31, осуще+ствляющих соответственно ПИД-Регулирование расходов топлива и исходного 15материала После фильтрации и масштэбировэ- + О 3 ф ф 3 п (8)ния вышеуказанных сигналов, алгоблокиформи-, . ( 100 - 9/ з ) К зруюти выдают новые управляющие воздействияна исполнительные механизмы 19, 25 и резнули при ограничениях 01+ 02+ Оз = СЬ и ЪЧздо-,рующие органы 20, 26, обеспечивающие изме 9 с .щ с щ 3.некие расхода топлива и исходного материала, Решение задачи, имеющей ограничениякомпенсирующихотклонениятекущихзначений . типа равенства(8), осуществлялось методом. влажностей высушенного материала от задан- неопределенных множителей Лагранжа, сного значения на каждом сушильном агрегате. последующим решением полученных нели Способ управления испытан в промыш нейных уравнений на ПЭВМ по специальноленных условиях на трех параллельно рабо- разработанному программному обеспечетающих барабанных сушилках на СОФ 4 РУ нию, включающему в себя и программу обп,о. "Белорускалий", мена между ПЭВМ и МПК.Схема автоматизации смонтирована на По способу управления параллельно рабазе микропроцессорного контроллера Р ботэющими агрегатами, укаэанному в про-, 110 и персональной ЭВМ "Видеотон". тотипе, расходы материала на каждыйОбщий расход СЬ кека концентрата, из- сушильный барабан пропорциональны коменялся от 190 до 210 т/час, а его влажность зффициентам К 1, К 2, Кзизменялась от 7,5 до 8,2%, В обоих случаях обмен между МПК иКоэффициенты, характеризующие отно ПЭВМ по передаче текущего значения сиг-шение испаренной влаги к расходу топлива налов осуществлялся каждые 5 с, После усК 1, К 2, Кзопределялисьдля каждогосушиль- реднения сигналов на ПЭВМ рассчитанныеного барабана при параметрах, близких к значения сигналов с периодичностью 1 разоптимальным по формуле в 5 мин передавались на алгоблоки МПК,формирующие управляющие воздействияОю 9/ - ЮГ) нэ регулирующие органы изменения расхоК -(100 - Щ )0) дов кека концентрата и топлива.где Овь Ю, 9/, От - соответственно близ. В Результате испытаний по предлагаекие к оптимальным значения расхода исход- момУ и базовому вариантам получены знаного материала, его влажности, влажности чения управляющих воздействий,высушенногоматериэлэ, расхода топлива на обеспечивающие за счет качества управле 1-тый сушильный барабан, данные для рас- ния минимум целевой функции ОГ и стабичета, определенные с учетом технического 50 лизацию влажности высушенногосостояния барабанов, сведены в табл 1. КонцентратаПодставив в формулу(7) табличные зна- РезУльтаты ислы сведены в табл.чения, получим К 1 = 6,41, К 2 = 6,2, Кз = 5.56,Заданное значение влажности высу- В табл, 2 представлены значения управшенногоматериалаВ сучетом последую ляющих воздействий, выходных влажно-.щей обработки антислеживателем принято стей и целевых функций до приращения и0,5;6. после приращения нагрузки Ь О = 20 т/чНа ПЭВМ "Видеотон" рассчитывались при пРедлагаемом способе управления.текущие значение влажности 9/1, 9/2 с, Щз В табл. 3 представлены упрэвляющиена выходе каждого сушильного барабана по воздействиЯ. выходные влажности и целеОо + (100 -в 3) к 1 (100 - аЯ) к1806317 ХОа12,435600 9 гт топлйват концентрат Х Оо+ЛО,+10370 вые функции по способу, укэзэнному в прототипе.Суммэрнэя нагрузка, подэваемэя нэ сушильные барэбэны в обоих способах состэвляла 190-210 т/ч.Из сравнения знэчений результэтов табл, 2, 3 следует, что при способе упрамения происходит распределение рэсходэ исходного материала и топливэ и стабилизэция влажности высушенного концентрата в пределах, достэточно близких к значению заданной общей выходнойвлаж ности, чем достигается требуемое квчество готового продукта по влажности и сокраще.ние удельного рэсходэ топлива из 8ф ор мул э изобретен ия Способ автоматического управленияпэрэллельно рэботающими сушильными эгрегэтэми путем изменения расходов исход ного материала и топлива в зависимости отобщего расходе материала числэ работающих агрегатов и величины отношения количествэ испэренной влаги к соответствующему расходу топлива нэ кэждый сушильный агре гэт, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что; с цельюулучшения точности управления, измеряют температуру высушенного мэтериэлэ после кэждого сушильного агрегата, по которой определяют влажность высушенного материала 15 для каждого агрегата, сравнивэют ее с заданным значением влажности, определяют величину рэзностных отклонений влажности и их суммэрное.значение, определяют величину отношения изменения общего 20 расхода мэтериэла к суммарному значениюрэзностных отклонений и в зависимости от величины произведения полученного отношения нэ рэзностные отклонения каждого агрегата дополнительно корректируют рэс ход исходного материала и расход топливана каждый сушильный агрегат.18063171 3 К( т( З 3 Х 1 Р т( 3, М с(- в о 1111 Л 0 ФЧ ЛФЧ ФЧ сЪФЧ ФЧ (Ч (Ч 1 3О О (У 1 са 1 ф С 1 1 63 1 3 1 стО 1С 1 3 т 1(0 .(Ч ОЪ Со цъ (ч ФС до сЧ О О( 1 1. ( С( 14 (цЪ ЦЪ ЦЪ ОЪ 1 ЦЪ 111о(З Фо цЪ цЪа о а 4 1 3 .(С3 о о о а 1 1 о 11806317 Составитель И.АксеновТехред М.Моргентал Корректор О. Г едактор роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 972 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5