Способ автоматического управления процессом получения взорванных зерен

СОЮЗ СООЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК1531951 150 4 А 23 Е 1/18 ВЕР ЕСОВ 1 Й М1099. ,.й,1%йИ Е," ЬЛ".;.ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ соб предус ности рабоч гре лич перепадукамерах акуумкамеру 7,одачи исхо куу -12 амас или нногоного взорванных гречневой. ется увелиэации процесса получен ж шение к схема,пособ автосс ндицио электр зов ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИЯ ВЗОРВАННЫХЗЕРЕН,центратной промышленности и можетбыть использовано при автоматизациипроцесса получения взорванных зерен,Целью изобретения является увеличение производительности, снижениеудельных энергозатрат и повышение качества взорванных зерен, Данный спообретение относится к автомати ации технологических процессов и моет быть использовано при автоматизерен, в частности крупыЦелью изобретения являчение производительности, судельных энергозатрат и повчества взорванных зерен,На чертеже представленареализующая предлагаемый сматического управления процлучения взорванных зерен,Схема содержит камеру 1нирования, рабочую камеру 2калорифер 3, вентилятор 4,матривает измерение влажгпродукта на входе и выходе изей камеры, давления и температуры перегретого пара в рабочей камере,7величины вакуума в вакуум-камере, Сначала регулируют влажность продукта на входе в рабочую камеру последонательным воздействием на расход влажного воздуха и расход исходного продукта в камеру кондиционирования, а затем - влажность продукта на выходе иэ рабочей камеры последовательным воздействием на мощность электро- калорифера и расход перегретого пара с коррекцией давления в рабочей камере по расходу отработанного перетого пара, далее устанавливают веину вакуума в вакуум-камере подавлевия в рабочей и вакуумвоэдействием на мощность привода вакуум-насоса. 3 э,п,ф"лы, 1 ил1 табл. продукта, подачи кондиционирова воздуха, отвода кондиционирован воздуха и подачи увлажненных зерен из камеры конднционирования в рабочую камеру, рециркулирукзций контур 13 перегретого пара, линию 4 стабилизации верхнего предела давления в рабочей камере, линию 15 подачи нагретого продукта иэ рабочей камеры в вакуум-камеру, линию 16 выгрузки готового продукта, линию 17 вакуумирования, датчики 18-25 расхода исходного продукта, расхода кондиционированного воздуха, влажности увлажненного35 продукта, насыпной плотности, давления, температуры, влажности нагретыхзерен и разрежения в вакуум-камере,вторичные приборы 26-31, микроиро 5цессор 32, локальные регуляторы 33и 34, исполнительные механизмы 3542 (клапаны).Способ осуществляется следукшимобразом,ОС помощью датчиков 20-25 и вторичных приборов 26-31 информация о ходепроцесса получения взорванных зеренпередается в микропроцессор 32, вкоторый предварительно вводят двусторонние ограничения на насыпнуюплотность и влажность продукта нанходе в рабочую камеру, температурув рабочей камере, давление в рабочейкамере, влажность продукта на вьходеиэ рабочей камеры и перепад давленийв рабочей и вакуум-камерах, напримеркрупу гречневую с характеристиками800-830 кг/м, 18-213, 110-125 С,0 6-0 8 ИПаю 135 1 бф 5 Же 25Способ предусматривает управлениепроцессом на трех уровнях, На первомуровне регулируют влажность продукта на входе в рабочую камеру, навтором - влажность продукта на вы 30ходе из рабочей камеры с коррекциейдавления в рабочей камере, на третьем стабилизируют величину вакуумав вакуум-камере, Необходимо отметить, что работа всех трех камерсинхрониэиронана и согласована попродолжительности каждого этапа процесса и по количеству поСаваемогопродукта в каждую камеру,Первый уровень управления,40При текущем значении влажностипродукта на входе в рабочую камеру 2,измеряемой датчиком 20 и нторичнымприбором 30, ниже заданного нижнегопредельного значения, например 183, 45микропроцессор 32 последовательно иодвум каналам управления выдает коррекцию задания сначала регулятору 34на увеличение расхода влажного воздуха в линии 10, а затем регулято 50ру 33 на увеличение расхода исходного продукта в линии 9, Последующийвторой) канал управления срабатывает после того, как предыдущий (первый) выйдет на свои ограничения,т,е,55исчерпает свои собственные ресурсы.Включение второго канала управленияпрерывается как только влажностьпродукта в линии 12 ныйдет на заданиый и ернии значений. ори 1 к ОЧРРЕДИОСТЬ ВИЗД( ИСТНИЯ ОГЧПЕГ ГНЛЯ - ется ио следующему алгоритму:увеличивают расход влажного воздуха открытием клапана иогредством исполнительного механизма Зб н линии 10сравнивают текудее значение иагып. ной плотности продукта в линии 12, измеряемое датчиком 21 и вторичным прибором 31, с заданным верхним предельным значением и ири достижении насыпной плотностью заданного верхнего предельного значения ( ), наприб мер 1300 кг/м, прекращают увеличение расхода влажного воздуха н линии 10 (клапан 36 остается в определенном положении);сравнивают текущую влажность продукта (ч ) в линии 12, измеряемую датчиком 20 и вторичным прибором 30, с заданным нижним предельным значением влажности (ы"):если и ъ , то1 корректирующий сигнал с микропроцессора 32 на изменение расхода исходного продукта в линии 9 иа регулятор 33 не подают; если ыч" , то1 1 подают корректирующий сигнал с микропроцессора 32 на регулятор 33 и увелинают расход исходного продукта открытием клапана в линии 9 с помощью исполнительного механизма 35 до тех пор, пока не будет выполнено условие ч, ,", . При выполнении этого условия прекращают унеличение расхода исходного продукта в линии 9 (клапан 35 остается в определенном положении).При текущем значении влажности продукта в линии 12 вьппе заданного верхнего предельного значения, например 217, микропроцессор 32 выдает корректирующий сигнал сначала регулятору 34 на уменьшение расхода влажного воздуха в линии 1 О, а затем регулятору 33 на уменьшение расхода исходного продукта н линии 9 по следующему алгоритму;уменьшают расход влажного воздуха закрытием клапана в линии 10 посредством исполнительного механизма 36;сравнивают текущее значение насыпной плотности продукта в линии 12, измеряемой датчиком 21 и вторичным прибором 31, с заданным нижним предельным значением (р") и ири достижении насыпной плотностью заданногонижнего предельного значения, например 1300 кг/м, прекращают уменьшениерд х лд .;жцои воздуха в пицци 1 О (кхцдц оптется е оГцее:лом (оложецци);срдвцнндют текущую влажность продукта ( ) в .ц 12, измеряемую5 ддтчиком 20 и вторичцым прибором 30, с заддццым верхним предельным значением влажности (: ); если;то корректируюш сигнал с мкроцрс - 1 л1 / цессора 32 на изменение расхода исходого продукта в лицин 9 на регулятор 33 не подают; еслиВ, то подают корректирующий сигнал с микропроцессора 32 ня регулятор 33 и уменьшают расход исходцого продукта закрытием клапана в пинии 9 посредством исполнительного механизма 35 до тех пор, пока не будет выполнено усвловиес. При выполнении этого 20 условия прекращают уменьшение расхода исходного продукта в линии 9 (клапан 35 остается в определенном положении).Второй уровень управления, 25При текущем значении влажности продукта на выходе из рабочей камеры (в линии 15)., измеряемой датчиком 24 и вторичным прибором 27, ниже заданного нижнего предельного значения, 3 О например 13,57, микропроцессор 32 последовательно по двум каналам управления выдает сигналы сначала на уменьшение мощности ТЭНов электрокало рифера 3, а затем ца уменьшение чис 35 ла оборотов регулируемого привода вентилятора 4, а следовательно, на уменьшение расхода перегретого пара в рециркуляциоцном контуре 13, Последующий (второй) канаю управления 4 р сбрасывает после того, как предыдущий (первый) выйдет на свои ограничения, т,еполностью исчерпает свои собственные ресурсы, Включение второго канала управления прерывается, 45 как только влажность продукта в линии 15 выйдет на заданный интервал значений, Порядок и очередность воздействий осупествляется по алгоритму:уменьшают мощность ТЭНов электро- калорифера 3 с помощью исполнительного механизма 38;сравнивают текущее значение температуры в рабочей кдмере 2, измеряемого датчиком 23 и вторичным прибором 28, с заддццыи нижним предельным значением (С") и пр достижении температурой заданноо нижнего редель ного значения, и;прмер 10 С, прекрдщдют уменьшение ыоиости ТЭНов эпектрокдлорцфера 3;срдвнивдют текущую влажность продукта ( ) в лицин 15, измеряемую дячцксм 24 ц вторичным прибором 27, с эддлцьым нижним предельным значец ем (ы)если ы" то коррекУ7 / 1 т 1 ующй сигнал с мкропроцессора 32 цд изменение расхода перегретого паря в контуре 13 не подают; если 2 (ы, то подают корректирующий сигнцал с микропроцессора 32 на уменьше. цце расхода перегретого пара в рециркуляциоцном контуре 13 путем уменьшения числа оборотов привода вентилятора 4 с помощью исполнительного механизма 39. Расход перегретого пара в рециркуляционном контуре 13 уменьшают до тех пор, пока не будет выполнено условие ч . . При выполненни этого условия прекращают уменьшение расхода перегретого пара в рециркуляционном контуре 13 (число оборотов регулируемого привода вентилятора 4 остается определенным);сравнивают текущее значение давления (р) в рабочей камере 2, измеряемое датчиком 27 и вторичным прибором 29, с заданным значением рЗюд ф например 0,6 МПа, и если р ( рЭ 4 Д ф то микропроцессор 32 выдает сигнал на уменьшение расхода отработанного перегретого пара в линии 14 посредством исполнительного механизма 37, а прц ррзпрекращают уменьшение расхода отработанного перегретого пара в лини 14 (клапан 37 остается в определенном положении).При текущем значении влажности продукта на выходе иэ рабочей камеры 2 (в линии 15) выше заданного верхнего предельного значения, например 16,5 Е, микропроцессор 32 последовательно выдает сигналы сначала на увеличение мощности ТЭНов электрокалорифера 3, а затем на увеличение числа оборотов регулируемого привода вентилятора 4, а следовательно, на увеличение расхода перегретого пара в рециркуляциоцный контур 13В этом случае включение кацапов осуществляется по алгоритму;увеличивают моиность ТЭНов электрокалорифера 3 с помощью исполнительного механизма 38;срявцивают текущее значение температуры н рабочей камере 2 с заданным верхним предельным зцяч ьцем (с ) иьпри достижении температурой заданного верхнего предельного значения, например 125 С, прекращают увеличивать мощность ТЭПов злектрокалорифера 3сравнивают текущую влажность продукта (ч 7) в линии 15 с заданным верхним предельным значением (са ф );если6 7с ы, то корректирующий сигнал с1 фмикропроцессора 32 на изменение рас хода перегретого пара в рециркуляционном контуре не подают; если ю ) М,7то подают корректирукбций7сигнал с микропроцессора 32 на увеличение расхода перегретого пара в рециркуляциоцном контуре 13 путем увеличения числа оборотов привода вентилятора 4 с помощью исполнительного механизма 39Расход перегретого пара увеличивают до тех пор,пока 2(1 не будет выполнено условие м (гг . При выполнении этого условия прекращают увеличение расхода перегретого пара (число оборотов регулируемого привода вентилятора 4 поддерживается 25 постоянным);сравнивают р с заданным верхним предельным значением р , например5 цд ф0,8 МПа и если р ) р д, то микропроцессор 32 выдает сигнал на увели чение расхода отработанного перегретого пара в линии 14, а при р рпрекращают увеличение расхода отработанного перегретого пара в линии 14 (клапан 37 остается в определенном положении).Третий уровень управленияПри текущем значении перепада давления в рабочей и вакуум-камерах (йр ), измеряемого датчиком 22, 25 и 40 вторичными приборами 29,26, выше заданного микропроцессор 32 выдает сигнал ца улучшение даВление разрежения в вакуум-камере 7 путем уменьшения числа оборотов привода вакуум насоса 8 в линии 17, и при достижении текущего перепада давлений заданного значения, например 0,8 МПа, микропроцессор 32 выдает сигналы на одновременное закрытие исполнительного механизма (заслонки) 40 и открытие его, установленных в линии 15 соответственно до и после шлюзовой камеры 5, Взорванные в вакуум-камере зерна удаляются по линии 16,55Прц текущем значении перепада дацлеццй ц рабочей вакуум-камерах давлении ц рабочей и вакуум-камерах ниже зццаццо о микропроцессор 32 выдает сигнал на увеличение л:цч цц; разрежения (взрыва) в вакуум-камере 7 путем увеличения числа оборотов привода вакуум-насоса 8 в линии 17, а при достижении перепадом давлений заданного значения микропроцессор 32 выдает сигналы ца одновременное закрытие исполнительногомеханизма (заслонки) 40 и открытиеисполнительного механизма 41, Осуществляется взрыв зерен в вакуум-камере 7 и вывод взорванных зерен полинии 16 через шлюзовую камеру 6,Таким образом, данный способ управления обеспечивает многоканальноеуправление по трем уровням, позволяющее значительно сузить диапазон стабилизации как качественных показателей в области стандартных значений,так и управляющих параметров процессаДанный способ управления процессом получения взорванных зерен позволяет стабилизировать насыпной весвзорванных зерен за счет предварительной коррекции влажности продуктана входе в рабочую камеру по насыпному весу, что устраняет угрозузависания продукта в линии его подачив рабочую камеру; повышает точностьи надежность управления, так какпроцесс получения взорванных зеренведется при ограничениях, обусловленных качеством продукта; позволяетснизить теплоэнергетические затратыца единицу массы взорванных зеренэа счет регулирования параметров перегретого пара в рециркуляционнойлинии; стабилизирует давление взрывав вакуум-камере по заданной величинеперепада давлений в рабочей и вакуумкамерах, что существенно сокращаетколичество невзорвавшихся зерен; корректирует давление в рабочей камеревоздействием на распад обработанногоперегретого пара, что создает условия безопасной работы.Оптимальные режимные параметрыпредлагаемого и базового способа приведены в таблице,Как видно.иэ данных, приведенныхв таблице, предлагаемый способ автоматического управления позволит эасчет стабильного поддержания оптимальных режимов процесса увеличить на307 количество нормально взорванныхзерен, снизить удельные энергоэатратыца 12-147. За счет использования ва 153 951 1 Окуума, а следовательно, при меньШих температурах взрыва крупинок улучшилось их качество с точки зрения содержания водорастворимых углеводов и5 декстринов.Формула изобретения1. Способ автоматического управле ния процессом получения взорванных зерен, предусматривающий измерение давления в рабочей камере и регулирование влажности исходного продукта и давления в рабочей камере, о т л и - 15 ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюувеличения проиэводительности, снижения удельных энергозатрат и повышения качества взорванных зерен, перед подачей продукта в рабочую камеру осу ществляют его увлажнение, измеряют влажность продукта на входе и выходе рабочей камеры, температуру в рабочей камере и величину вакуума в вакуум- камере, определяют перепад давления 25 в рабочей и вакуум-камерах, а регулирование влажности исходного продукта вначале осуществляют на входе рабочей камеры путем последовательного воздействия на расход воздуха и рас- ЗО ход исходного продукта, поступающих на кондиционирование, а затем на выходе иэ рабочей камеры путем последовательного воздействия на изменение мощности злектрокалорифера и рас" З ход перегретого пара устанавливают заданную величину вакуума в вакуум- камере в зависимости от перепада давления в рабочей и вакуум-камерах путем воздействия на изменение мощности вакуум-насоса и подачи продукта в вакуум-камеру,2, Способ по п,1, о т л и ч а ю . щ и й с я тем, что при отклонении текущего значения влажности продукта на входе в рабочую камеру от заданного значения в сторону уменьшения сначала увеличивают расход влажного воздуха в камеру кондиционирования до достижения насыпной плотностью 5 О продукта на входе в рабочую камеру максимально допустимого значения, а затем увеличивают расход исходного продукта в камеру кондиционирование и при отклонении текущего значения влажности продукта на входе в рабочую камеру от заданного значения в сторону увеличения сначала уменьшают расход влажного воздуха в камеру кондиционирования до достижения насыпнойплотностью продукта на входе в рабочую камеру минимально допустимого значения, затем уменьшают расход исходного продукта,3, Способ по п,1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что при отклонении текущего значения влажности продукта на выходе иэ рабочей камеры от,заданного значения в сторону уменьшения сначала уменьшают мощность электро- калорифера до достижения температурой в рабочей камере минимально допустимого значения и затем уменьшают расход перегретого пара в рабочую камеру, а при отклонении текущего значения влажности продукта на выходе из рабочей камеры от заданного значения в сторону увелйчения сначала увеливают мощность электрокалорифера. до достижения температурой в рабочей камере максимально допустимого значения, затем увеличивают расход перегретого пара в рабочую камеру, при этом корректирование давления в рабочей камере при отклонении текущего значения давления от заданного значе.ния в сторону увеличения осуществляют путем увеличения расхода отрабо- .танного перегретого пара, а приуменьшении этого отклонения уменьша-,ют расход отработанного перегретогопара,ч. Способ по п,1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что при отклонениитекущего значения перепада давленийв рабочей и вакуум-камерах от заданного значения в сторону увеличенияуменьшают мощность привода вакуумнасоса, а при отклонении текущегозначения перепада давления в рабочейи вакуум-камерах от заданного значения в сторону уменьшения увеличиваютмощность привода вакуум-насоса,15395 Показ атели 14,0 14,0 14,5 14,5 39 36 0,042 0,032 15,5+0,2 16,0 1300-1350 1200-1400 810-820 800-830 0,6 Ю,05170+3 1,0+О,190+5 0,8+О, 1180+5 0,5 Ю,05150+ 3 1,4 1,8 11,5- 14,0 14,5+0,3 12,0-13,5 14,5 Ю,5 200 200 60 97+2 96+2 60 70 70 35 90 100 90 95 0,0280,05 0,030,054 20 18 1740 2080 2160 1800 8,1 9,4 9,6 8,3 Исходная влажность,3Температура кондициоонирования воздуха, СВлагосодержание кондиционированного воздуха, кг влаги/кг сух,воздухаВлажность крупы навыходе из камеры кондиционирования,ЕНасыпная плотность крупы на выходе иэ камеры кондиционированиякг/м эДавление перегретогопара в рабочей камере,ИПаТемпература перегретого пара, ССкорость движения перегретого пара в рабочейкамере, м/с,Влажность крупы на выходе из рабочей камеры, ХВеличина вакуума в вакуум-камере,мм вод,стСодержание нормальновзорванных зерен, 7Производительность,кг/гОбъемная масса вэорваной крупы, г/лРасход:кондиционированноговоздуха, м З/спара, м /сгаза кг/чэлектроэнергии,кВт, чУдельные энергозатраты,руб/кг Рисовая крупаречневая крупа Предлагаемый Базовый Предлагаемый Базовый способ способ способ способ1531951 Составитель Г,БогачеваТехред Л.Олийнык Корректор В. Кабаций Редактор М.Циткинг Заказ 7973/5 ПодписноеВНИИПИ Государе-цг.ного кгмитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 13035, Москва ЖРаушская наб д. 4/5 Тираж 5251 гПроизводствецн -н датьскцй комбинат Патент, г. ужгород у.г, Гагарина, 101