Способ управления технологической системой с аккумулирующими емкостями

(51)5 В 65 С 47/19 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ием электроэнерги энергосистемы 3 часы макси И бретеногичес относится к управленк ми процессами систем техносодерчаст аккумулирующие емкости, в в горнодобывающей промьппистемы в течение суто сти ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(71) Криворожский горнорудный институт(56) Авторское свидетельство СССРВ 650901, кл. В 65 С 47/19, 1977,(54) 01 ОСОБ уРАВ ЕН 111 ТЕХОнОГИЧЕСКО 11 СИСТЕМОЙ С АККУМУГП 1 РУНШИМИ ЕМКОСТЯМИ(.57) Изобретение относится к горнодобывающей и угольной нромьппленности им.б. испол."зовано для управлениятехнолои ескимн процессами систем,содержащих -.ккумулирующие емкости.Цель изобрет. ния - выравнивание график нагрузки предприятия, Задаютпропускную способность звена технологгической системы, его максимальнуюпроизводительность, среднюю производительость нс етунлення продукта в енности,Цель изобретения - выравниванрафика нагрузки предприятия,На фиг, представлена блок-схемасистемы управления технологическимпроцессом, реализующей предлагаемый аккумулирующую емкость, максимальное и минимальное количества продукта в емкостях. Затем измеряют текущее значение количества продукта в емкостях. Определяют действительное значение графика нагрузки предприятия, время периодов недогрузки и перегрузки и время до окончания текущего периода, по которым с помощью математических формул определяют оптимальное значение производительности для каждого звена, Определяют сумму заданных производительностей разгрузки аккуМу лирующих емкостей всех предыдущих звеньев и производительность разгрузки каждой аккумулирующей емкости эве- а на с недостаточной пропускной способностью и всех предыдущих звеньев. Таким образом обеспечивается оптимальное использование аккумулирующих Се емкостей и резервов проиэводительности технологических звеньев дляганизации и режимов работы с минимальным потреблен способ; нг фиг,2 - схема блока упрления производительностью; на фиг.графики изменения технологических параметров с к.Сущность способа состоит в том, что задают пропускную способность звена технологической системы, его максимальную производительность, определяют действительное значение графика нагрузки предприятия и пери 535801оды недогрузки и иере. рузки, зад.-ют среднюю производительность поступления технологического продукта и максимальное и минимальное количество5 термологического продукта в аккумулирующих емкостях, измеряют его текущее значение, а затем определяют время до окончания текущего периода, по которым определяют оптимальное значение производительности дпя каждого звена, затем определяют сумму заданных производительностей разгрузки аккумулирующих емкостей всех предыдущих звеньев и производительность раз грузки каждой аккумупирующей емкости звена с недостаточной пропускной способностью и всех предыдущих звеньев.Система управления (фиг.1) состоит из генератора 1 имиупьсоц, вычитаю- щего счетчика 2 импульсов, цифроднапогового преобразователя 3, про раммного реп 4 времени, делителя 5, сумматора 6, блоков 7 управления ироизводитепьност,ю, датчиков 8 уровня тех нологичесього продукта в аккумупирующих емкогтях регупируемьх эпектроприводов 9 разгрузки емкостей, регупируемых электроириводов 10 технологических -веиьец.30К ждый блок 7 управления производительностью имеет дес ять .входов и одинадцать цяходов. Третьи, четвертые,шестые, седьмые и восьмввходы предыдущих ио технологической цепочке35блоков 7 уиравп. ;я производительостью (БУП;) соедиеиы 1 тветственно стретьими четвертыми, шестыми, седьмьцли и вос ььыми входами следующихио технопогнчегкой цепочке бпоко 3 7управления ироизвопитгпьностью(БУП,+,), Первые, вторые, ия",ые идевятые входы каждого последующегоблока БУП7 соединены соответственно с первями, вторыми, пятыми и девятыми входами предычущих блоковБУПДесятые цходь блоков БУП; 7 подключены к датчикам 8 уровня технологического продукта в аккумулирующихемкостях, десятые и одиннадцатые выходы блоков БУП, 7 подключены соответ.ственно к регулируемым электрон рив одам9 разгрузки аккумупирующих емкостейи регулируемым эпектроприводам 1055технологических звеньев,Первый, второй и девятый входычпоследнего по технологическои цепочке бпбка БУП 7, а также седьмой и восьмой входы первого блока БУП, 7заземлены, Первый и второй выходыпервого по технологической цепочкеблока БУП, 7 подключены соответстнено к первому входу делителя 5 ипервому входу сумматора 6, Второйвход сумматора Ь соединен с пятымвыходом первого блока БУП7, а выход подключен к второму входу делителя 5, выход которого подключен ктретьему входу первого блока БУП7,Иыхоц программного реле 4 временисоединен с четвертым входом первогоблока БУП7 и с устанавливающимвходом вычитающего счетчика 2 импульсов, счетный вход которого подключенк выходу генератора 1 импульсов, авыход - через цифроаналоговый преобразователь 3 к шестому входу первогоблока БУП, 7,Каждый блок 7 управления производительностью (БУП , ) состоит иэ(фиг. 2) диодов 11 и 12, логическихэлементов НЕ 13, логических элементовИ 14, компаратороц 15 и 16 двухпозиционных реле 17-21, сумматоров 2232, блоков 33 и 34 умножения, делителей 35 и 36 и иотенцпометров37-39.Принцип работы заключается в следующемНа выходе программного реле 4 времени в периоды максимумов энергосистемы появляется сигнал, который подаетсв на четвертые входы всех блоковуправления производительностью(БУТ 1,-БУП) и управляет двухпозиционными реле 20. После окончания периодов максимума этот сигнал снимается, Входы двухпозиционных реле 20подключены к потенциометрам 39, регулируемые напряжения на выходах которых задаются пропорциональными максимальным (Ч, ) и минимальным (Ч):оличествам технологического продуктав аккумупирующих емкостях, Таким образом, сигналы на выходах двухпозиционных реле 20 пропорциональны Ув междупик ов ые периоды и Ч щ , - впериоды максимумов энергосистемы.В моментьг начала и окончания периодов максимума энергосистемы программное реле 4 времени устанавливает иавыходе вычитающего счетчика 2 импульсов код, пропорциональный длительности наступившего периода (максимумаэнергосистемы или непикового периода),который при поступлении импульсов от50 пикового периода производительностьтехнологического звена С определенная по формуле (2), окажется большевеличины пропускной способности этого системы. 5 153580генератора 1 импульсов ачинает уменьшаться, Выход вычитающего счетчика2 импульсов подключен к входу цифроаналогового преобразователя 3, таким5образом аналоговый сигнал а выходецифроаналогового преобразователя 3пропорционален времени 61. оставшемуся до кончания текущего периода.Сигналы, пропорциональные Ч;,1;(Ч ) поступают на первые входыессумматоров 29, к вторым входам которых подключены датчики 8 уровня технологического продукта в аккумулирующих емкостях. Сигналы на выходах сумматоров 29 пропорциональны разностиЧ -Ч - в непикоьые периоды иГП 1 РЧ, -Ч, - в периоды максимумаэнергосистемы, где Ч, - измеренныетекущие количестваехнологического 20продукта в аккумупирующих емкостях,Эти сигналы поступают на первые входы делителей 36 на вторьг. входахкоторых с.игналы пропорциональы времени 5 С оставшемуся до окончания текущего периода, Сиаль на выходеделителей 36 пропорциональны отношеЧт Чва Ч, -Чв,ноям вв или. Этисигналы суммируются сумматорами 27 ссигналами заданой ( . рсдней 1 производительности поступления: ехнологи,еско о продукта в аккумулирующиеемкости с 1;снимаемыми с движков потенциомьз ров 38, и через нормальноЗгзамкнутые контакты двухпозиционныхрелеЯ и 17 воздействуют на регулируемые электроприьоды 9 разгрузкиакк умулирующ 1 х емкост ей, поддерживаяпроизводительности раз рузки равными;т,(1)где Ч =Ч,для периодов максимумаэнергосистемы иЧ - 1 рдля неликовьх периодов45Для нековых периодов регулирование прозводительности разгрузки аккумулиру 1 щих емкостей на основанжоптимадьых значеий, согласно формуле (1), обесечивая уменьшениеколичеств технолс гическогс продуктав емкостях к началу периода максимума энергосистемы до минимальых значеийЧс, -Чт, +(с 1,-Р,1 Ь=Ч;,55где Ч,- ожидаемые количестватехнологическ го продукта в емкостяхк монету ача:а максимума энерго 1 6а в периоды максимумов энергосистемы минимальные значения производительностей разгрузки аккумулирующих емкостей обеспечивают исключение возможности переполнения емкостей к моменту окончания периода максимумаоа м. Чт + (с 1 Я; ) 1 ьЧеа,где Ч - ожидаемые количестваОФ.М 1технологического продукта в емкостях к моменту окончания периодов максимума энергосистемы,Сигналы, пропорциональные задаваемым производительностям разгрузки аккумулирующих емкостей Я, поступают на первые входы сумматоров 22. На вторые входы сумматоров 22 подаются сигналы, пропорциональные производительностям подачи технологического продукта предыдущими по технологической цепочке звеньями системы, Сигналы с выходов сумматоров 22 воздействуют на регулируемые электроприводы 10 технологических звеньев, поддерживая производительности подачи технологического продукта равнымиС- Я(2) где Я; - задаваемая производительность разгрузки аккумулирующей емкости данногозвена;С , - задаваемая производительность подачи технологического продукта предыдущегозвенаРегулирование производительности подачи технологического продукта звеньями системы в соответствии с пе -риодачи максимумов энергосистемыпредполагает разуплотнение графикаработы технологической системы в течение суток, т,е. накопление технологического продукта в аккумулирующих емкостях и уменьшение производительности в периоды максимумов энергосистемы, а в междупиковые периоды - увеличение производительностидля максимального освобождения аккумулирующих емкостей к началу следующего максимума энергосистемы, чтосвязано с необходимостью учета пропускной способности технологических звеньев системы. Если в любой момент времени между 1535801звена П, то это значит, что технологическое звено не может обеспечитьпроизводительность С, и к моментуначала периода максимума энергосис 5темы количество технологического продук та, равное6 Ч-(С-П) ,должно остаться в аккумулирующих емкостях звеньев с 1-го до К-го, 10При этом задаваемые производительности разгрузки емкостей и задаваемыепр ои з в одител ьнос ти подач и те хнопо гического продукта звеньями с 1-го доК-го включительно должны быть скорректированы таким образом, чтобы про,изводительность подачи технологического продукта К-ым звеном не превьцпала его пропускной способности,Сигнал, пропорциональный пропускной способности К-го звена, снимается с движка иотенциометра 37 и поступает на первый вход суммачора 23,на второй вход которого поступает1сигнал, пропорциональный О=ц+ ,25Чт У 1 Н 11+ - с выхода сумматора 27,на третии вход - сигнал, пропорциональный задаваемой производительностиподачи технологического продукта ире дыдущим звеном СТаким образом, сигнал на выходе сумматора 23 пропорционален разности пропускной способности К-го звена и задаваемой производительности подачи технологичес 35кого продукта8 П-СЭтот сигнал подаемся на инверти, рующий вход комиаратора 16, неннвертирующий вход которого эаземпен, Та кнм образом, если напряжение на выходе сумматора 23 снижается ниже нуля, что соответствует СП , то на выходе компаратора 16 генерируется логический сигнал высокого уровня, соответствующий логической единице, Этот сигнал через диод 12 К-го звена и диоды )1 всех предыдущихзвеньев (с 1-го до К-го) иос.тупает на управляющие входы двухпозиционных50 реле 18 и 21 звеньев с 1-го до К-го,Одновременно этот сигнал подается на первый вход логического элемента И 14 К-го звена, и при отсутствии сигнала на входе логического элемен 55 та НЕ 3 К-го звена, соответствующего достаточной пропускной способности последующих звеньев, на выходе логического элемента И 14 К-го звенапоявляется сигнал логической единицы, который воздействует на двухпозиционное репе 19 К-го звена, Для всех предыдущих звеньев (с 1-го до К-го) запрещается срабатывание реле 19 ввиду наличия логического нуля на вторых входах логических элементов И 14. Таким образом, на второй вход сумматора 6 поступает сигнал с выхода блока 3 умножения того звена, для которого С,ъ ПСигнал пропорциональный пропускной способности К-го звена, подается на первый вход сумматора 24, а сигнал, пропорциональный сумме производительностей разгрузки емкостей звеньев с 1-го до К-гоКь=я,-, - , - " - ). подается с выхода сумматора 25 на второй вход сумматора 24. На выходе сумматора 24 сигнал пропорционален разности Я-П к, Этот сигнал подается на первый вход блока 33 умножения, на втором входе которого ситнал про" порционален времени1, оставшемуся до окончания текущего периода, Таким образом, на второй вход сумматора 6 через реле 19 подается сигнал, пропорциональный (Б -П )того звена, где С)ПСрабатывание реле 21 звеньев с 1-го до К-го соответствует подаче на первый вход сумматора 6 сигнала, прок иорционального суммеЧ , (суммиров ание осуществляется сумматорами 31 звеньев с 1-го до К-го), а на первый вход блока 5 деления - сигна"ла, пропорционального сумме (суммирование осуществляется сумматорами 32 звеньев с 1-го до К-го). Поэтому сигнал на выходе блока деления 5 пропорционален к8 с Пк ЬЙ Этот сигнал поступает на первые входы блоков 34 умножения всех звеньев, Вторые входы блоков 34 умножения подключены к потенииометрам 38, являющимся задатчиками с. а вы 1 ходы блоков 34 умножения подключены к первым входам сумматоров 30, вторы(3)1 О 15 20С 4) 25 30 35 Такое регулирование производительностей позволяет максимально использовать аккумулирующую способность емкостей в периоды максимумов энергосистемы при недостаточной провходы которых подключены к потенциометрам 39, являющимся эадатчикамиЧ. Поэтому на входы сумматоров28 подаются сигналы, пропорциональные5требуемым количествам технологического продукта в емкостяхЧ,-(8 с -П) ЬЕСрабатывание реле 18 звеньев с1-го до К-го соответствует подключению сигналов регулирования производительностей разгрузки емкостей квыходам сумматоров 26,Сигналы на выходах сумматоров 26пропорциональны скорректированнымзначениям производительностей разгрузки(операцию вычитание осуществляетсумматор 28 операцию "деление"делитель 35, а операцию "сложение"сумматор 26).Сигналы Я регулирования проиэводительностей разгрузки емкостейзвеньев с 1-го до К-го соответствуютреьиму работы технологической системы, обеспечивающемупроизводительность подачи технологического продукта звеном с номером К, равную е о пропускной способностис Чс Ь- кфраспределение остатка технологического продукта(Б с-П с) Ь 1в емкостях звеньев с 1-го до К-гок началу периода максимума энергосистемы в соответствии с формулой(3), что обеспечивает аккумулирующиерезервы емкостей к началу периодамаксимума энергосистемы, пропорциональные средним производительностямпоступления технологического продукта в емкости, -4 д, юок, -,. так,Ц 1Ц 50Чс с -Чк к1 к пускной способности одного или нескольких звеньев.Сигналы регулирования разгрузки аккумулирующих емкостей Я с выходовдвухпозиционных реле 18 поступают на инвертирующие входы компараторов 15, неинвертирующие входы которых заземлены, Поэтому при снижении напряжения задания производительностей разгрузки емкостей ниже нуля на выходе компараторов 15 генерируются логические сигналы, которые управляют двухпоэиционными реле 1. При этом сигналы задания производительностей разгрузки равны нулю.На фиг. 3 представлены графики изменения технологических параметровсистемы.Штриховые линии на графикахС, соответствуют расчетным значениям производительностей, при которыхпропускная способность одного из звеньев системы (третьего) не можетобеспечить расчетный режим. Соответствующие им сплошные линии представляют скорректированные графики производительностей, обеспечивающие одновременно непревышение пропускной способности и пропорциональное распределение производительностей разгрузкиемкостей с точки зрения аккуМулирующей способности звеньев в следующийпериод максимума энергосистемы,Снижение производительностей звеньев технологической системы в периоды максимумов энергосистемы обеспечивает беэ нарушения технологическогопроцесса соответствующее снижениепотребления электроэнергии в эти периоды на величину, которая определяется технологическими параметрамисистемы (величинами аккумулирующихемкостей, пропускными способностямизвеньев и др,),Иэ анализа графиков фиг. 3 следует, что предлагаемый способ обеспечивает использование аккумулирующих емкостей и резервов производительностей технологических звеньев для организации режима работы системы сминимальным потреблением электроэнергии в часы максимумов энергосистемы, что способствует выравниваниюграфика электрической нагрузки энергосистем, снижению энергозатрат предприятий.ф о р м у л а и э о б р е т е н и яСпособ управления технологическойсистемой с аккумулирующими емкостя 153580(Од Государственного комитета и 113035, Москва, Ж изобретениям и открытиям при ГКНТ С Раушская наб., д, 4/5