Устройство для регулирования показателя качества продукта

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРО )ВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ КАЧЕСТВА ПРОДУКТА , содержащее первый блок умножения на постоянный коэффициент, регулятор расхода смешиваемого потока, программный блок, связанный с анализа-тором качества и взаимосвязанными первым блоком памяти, соединенным с анализатором качества и вторым .-блоком памяти, при этом выход первого блока памяти связан с положительным входом первого и второго сумматоров, а выход второго блока памяти соединен с отрицательным входом второго сумматора, соединенного выходом с отрицательным входом первого сумматора, отличаю. Ш е е с я -тем, что, с целью повышения качества продукта путем увеличения точности и сокрашения времени регулиро .вания, оно дополнительно содержит множи-тельно-делительный блок, третий и четвертый покк памяти, третий и чет вертый сумматоры и второй блок умножения на постоянный коэффициент, при этом третий блок памяти соединен через второй блок умножения на постоянный коэффициент с отрицательным входом третьего сумматора , четвертый блок памяти связан с положительным входом четвертого суммас тора и с одним из входов множительно- . (Л делительного блока, два других входа которого соединены соотве-гственно с выходами первого и третьего сумматоров, выход множительно-делительного блока соединен с регулятором расхода и с выходом четвертого сумматора, а вход первого блока памяти соединен с входом третьего блока памяти, а выход второго сумматора ел М соединен с положительным вхоарм тре тьего сумматора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ, . Муе,:)в@

- -, е 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И. OTHPblTMA (21) 3442595/23-26 (22) 08,04.82 (46) 30.11.83. Бюл. ¹ 44 (72) В. № Слобоцкин, А. № Рагимов, С. А. Азизов, Ш. А-К, Минцубаев и С, И. Абдуллаев (71) Московское специальное конструкторское бюро Научно-произвоцственного обьецинения "Нефтехимавтома тика" (53) 66.012е52 (088.8) (56) 1. Авторское свицетельство СССР

N.o 635105, кл. 6 05 D 21/00, 1977.

2. Авторское свицетельство СССР № 797713, кл. В 01 9 3/42, 1979. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРО 3АНИЯ ПОКАЗА ТЕЛ Я КАЧЕСТВА ПРОДУКТА, соцержашее первый блок умножения на постоянный коэффициент, регулятор расхода смешиваемого потока, программный блок, связанный с анализа-. тором качества и взаимосвязанными первым блоком памяти, соециненным с анализатором качества и вторымблоком памяти, при этом выхоц первого блока памяти связан с положительным входом первого и второго сумматоров, а выхоц второго блока памяти соецинен с отрица„„SU„„1057086 А

ЗсЮ В 01 3/08; О 05 50 21/00 тельным вхоцом второго сумматора, соециненного BblxotloM с отрицательным вхоцом первого сумматора, о т л и ч а ю . ш е е с я тем, что, с целью повышения качества процукта путем увеличения точности и сокрашения времени регулиро вания, оно цополнительно соцержит мно жительно-целительный блок, третий и четвертый гпоки памяти, третий и четвертый сумматоры и второй блок умножения на постоянный коэффициент, при этом третий блок памяти соецинен через второй блок умножения на постоянный коэффициент

C OTpHU8Tel16HblM BX0QOM Tpe7bePO сумматора, четвертый блок памяти связан с полсокительным вхоцом четвертого сумма- д тора и с оцним из входов множительнсо- . @ целительного блока, цва цругих вхоца которого соецинены соответственно с выходами первого и третьего сумматоров, С, выхоц множительно-целительного блока соецинен с регулятором расхоца и с выхоцом четвертого сумматора, à вхоц первого блока памяти соецинен с вхоцом третьего блока памяти, а выхоц второго сумматора соецинен с положительным вхоцом тре- тье го суммат ора.

1 105

Изобретение относится к устройствам для регулирования показателя качества продукта, в частности для регулирования процесса сернокислотного алкилирования изобутана бутиленами, а также к устройствам для приготовления смеси, направляемой в контакторы, и может быть использовано на установках алкилироваийя предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. 0

Оптимальными; условиями нротека ния реакции алкилирования являются ста-. билизация времени контактирования бутиленов и изобутана, что эквивалентно стабилизации. расхода смеси бутан-бутиле- 15 новой и изобутановой фракции, проходящей через контактор, и стабилизация отноше, ния концентраций изобутана и бутиленов в смеси.

Известно устройство для автоматичес щ кого регулирования процесса полимериза дии, содержащее датчик расхода полимери зациопной шихты, соединенный через пер вый регулятор с исполнительным механизмом на потоке полимеризационной шихты р5 в реактор, датчик расхода катализатора, . соединенный через второй регулятор с исполнительным механизмом на потоке катализатора в реактор,, датчик расхода хладоагента, соединенный через третий регулятор с исполнительным механизмом на потоке хладагента в реактор, датчик вязкости по Муни, :, установленный на выходе пз реактора, лервый блок сравнения, . блок определения модуля рассогласова

35 ния, первый блок логического анализа,, второй блок сравнения, второй блок логи- ческого анализа, блок определения величины коррекции заданий, блок выработки регулирующих воздействий, блок определения режимов стабилизации (1 ) .

Недостатком этого устройства являет ся большая затянутость процесса регули-, . рования и, как следствие, низкая динами ческая точность, отрицательно влияющая

45 на качество продукта во время переход-, ных процессов, так как регулирование происходит rio обратной связи, т.е. регулирующее воздействие вырабатывается только после появления рассогласования (50 между заданной вязкостью и текущей, которая измеряется. датчиком вязкости по Муни на линии выхода полимера из реактора. Затянутость процесса. регунаро вания и низкая динамическая то алость усугубляется тем, что реактор имеет боль55 шую постоянную времени приесса поли церизации, т.е. большое запазаывание между моментом времени появления воз786 . а мушаюшего воздействия и моментом време» ни измерения рассогласования на линии выхода полимера.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для регулирования показателя качества продукта, содержащее блок умножения на постоянный коэффициент; регулятор расхода смешиваемого потоке, программный блок, связанный с анализатором качества и .взаимосвязанными первым блоком памяти, соединенным с анализатором качества

f„v и вторым блоком памя ти, при этом выход первого блока памяти связан с положительным входом первого и второго сумматора; а выход второго блока памяти соединен с отридательным входом второго сумматора, сое». диненного выходом с отрицательным входом первого сумматора 2 g . .

По сравнению с известным точность и быстродействие регулирования улучшаются, .так как в прототипе введена кор рекция по производной от регулируемой величины. Коррекция осуществляется в результате использования в устройстве второго блока памяти, первого и второго сумматоров и блока умножения на постоян ный коэффициент.

Однако введение коррекции по производ ной не может значительно сократить время регулирования из-за сохранения принципа регулирования по обратной связи, в результате чего процесс регулирования достаточно длителен,что отрицательно ока зывается на качестве продукта во время . переходных процессов

Цель изобретения - повышение качества продукта путем повышения точности и сокращения времени регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее первый блок умножения на постоянный коэффициент, регулятор расхода омещщьаемого потока, программный блок,.связанный с анализатором качества и взаимосвязанными первым блоком памяти, соединенным с анализатором качества и вторым блоком памяти, снабжено множительно-делитель1

I ныи 6локом, третьим и четвертым блоками памяти, третьим и четвертым сумматора- ми и вторым блоком умножения на посто янный коэффициент, при этом третий блок памяти соединен через второй блок умножения на постоянный коэффициент с отри дательным входом третьего сумматора. четвертый блок памяти связан с положи« тельным входом четвертого сумМатора ц

3 105 с оцним из входов множительно-целительного блока, цва других входа которого соецинены соответственно с выхоцами первого и третьего сумматоров, выход

i.ìíoæèòåëbHîöåëHòåëüíoão блока соединен

S, с регулятором расхода и с выхоцом четвертого сумматора,. а вход первого блока памяти соецинен с входом третьего блока памяти, а выхоц второго сумматора соедйнен с положительным входом третьего1 сумматора.

На чертеже представлена схема устройства для управления процессом сернокислотного алкилирования иэобутана бутиленами..

Устройство соцержит первый блок 1 умножения на постоянный коэффициент;, регулятор 2 расхоца смешиваемого пото, ка, соединенный с клапаном 3, програм .мный блок 4, связанный с анализатором 52О

:качества, первым блоком 6 памяти и вторым блоком 7 памяти. Выход первого блока 6 памяти связан через блок 1 умнаженйя на постоянный коэффициент с по ложительным вхоцом первого сумматора 825 и непосредственно с отрицательным вхо дом второго сумматора 9. . Выход второго блока 7 памяти соединен с отрицательным вхоцом второго сумматоре 9, соециненного выхоцом с

30 отрицательнв|м вхоцом первого сумматора 8. Устройство содержит также третий блок 10 памяти, соединенный через второй блок 11 умножения на постоянный коэффициент Q отрицательным входом третьего сумматора 12 .и четвертый блок 13 памяти, связанный с положитель. ным входом четвертого, сумматора 14 и с оцним иэ вхоцов множительно-||елительного блока 15, цва цругих вхоца которого соединены соответственно с выходами первого сумматора 8 и третьего суммато, ра 12, а выхоц множительно-целительного блока 15 соединен с регулягором 2 расхода и с выхоцом четвертого сумматора 14. Вход первого блоха 6 памяти соединен с вхоцом третьего блока 10 памяти, а выход второго сумматора 9 соединен с положительным вхоцом третьего сумматора 12. Устройство содержит также регулятор 16 расхода продукта, соединенный с клапаном 17, и пневматические реле 18 и 19.

Устройство работает слецуюшим образом, Допустим". имеется установившийся режим, характеризуюшийся расхоцом 6, который поцдерживает регулятор 2 рас. хода смешиваемого потока, а также кон

7086 4 нентрецией 2 изобутана и жонаентрацией с буюиленов в смеси. Шричем отношение концентраций иэобутана и 6y,тилена в смеси Z/ неоп||ямально, а регулятор 16 расхода продукта пеццеряивает оптимальнв|й раехоц смеси М. При заем на выходе анализатора 5 качества нецрщ ывно имеются или периодически пеявля ется значения первого 2 и второго q,показателей.

Включается программный .. блок 4.

В ближайший после вкаючения момент времени, когца на выжще анализатора 5 качества появляетея значение первого; показа геля, программный бжрк 4 ||оцает команцу запоминания на второй блок 7 памяти, который запоминает имеющийся сигнал на выхоце первого блока 6 памя ти, причем поелецний подает команцу запомнить значение этого сигнала Z .

Затем появляется значение второго показателя качества g. и по следующему

1 сигналу программного блока 4 третий блок ХО памяти запоминает его. В это же время по сигналу программного блока 4 четвертый блок 13 ная|яаи зало минает расход смешиваемеяэ потока S

f °

Вслед за этим программний блок 4 подает сигнал на пераключатешие реле 18 и 19, когорв|е соединя|от ееоаветственно выход четвертого суммагоуа 14 с камерой зацания регулятора 2 расхода смешйваемого потока . и выхоц четвертого блока

13 памяти с вхоцом первого блока 1 ум ножения íà постояннь|й коэффициент, на выхоце которого формируется сигнал NB, 1 ° . поцаваемый на отрицательный вхоц четвертого суммагора 14, гце алгебраически суммируется с сигналом В запомнен

1Ф ным четвертым блоком 13 памяти.

В результате в камеру зацания регулятора 2 расхоца смешиваемого потока поступает сигнал, равный (В1- М 8. ), и с выхода регулятора 2 расхода поступает сигнал на клапан 3, изменяющий расхоц одного из смешиваемьи носков. Посколь, ку работает регулятор 16 расхоца продукта, поццерживаюший с помошью клапана 17 постоянным расхоц процукта, то расход второго смешиваемого потока автоматически увеличивается на величину N$1.

В результате пробного изменения расхоца смешиваемого потока концентрации 2 и с в смеси изменяются. После того, как регулятор 2 расхода смешиваемого потока отработает новое зацание (после окончания перехоцного процесса), анализатор 5 качества начинает выцавать новые сигналы текущих значений Z и q,. В момент появления нового текущего значения пер1057086 вого показателя Z программный блок 4 подает сигнал запоминания на второй блок

7 памяти,.который заломинает значение прець цушего имеющегося сигнала на вы» хопе первого блока 6 памяти. В этот же момент времени по пвум послеаоваФ тельным сигналам программного блока 4- первый блок 6 памяти и третий блох 10 памяти запоминают послецовательно новью текущие значения первого и второго показателей качесгва смеси

2 и Ч„ .

Запомненное текущее значение перво го показателя качества 2 с выхопа пер- . вого блока 6 памяти поступает на поло жительный вхоц второго сумматора 9, а запомненное предыцушее значение перво

ro показателя качества Z> поступает с выхода второго блока 7 памяти на отрицательный ахоп второго сумматора 9; гце образуется их разность. Этот разностный сигнал поступает на отрицательный вход первого сумматора 8 и положительный вход третьего сумматора 12.

На положительный вхоц первого сумматора 8 поступает сигнал, соответствую ший запомненному расхоцу смешиваемо го потока В, умноженному на постоян В ный коэффициент Й 6, а на отрицатель ный вход третьего сумматора 12 посту- 30 пает сигнал, соответствующий запомненному текущему значению второго показателя качества, умноженному на постоянный коэффициент И с(.. Сигналы, сформированные на выходах третьего сумматора 12 и первого сумматора 8 поступают соогветственно на первый (Х) и второй (й} входы множительно-пелительного блока 15, на третий вхсЪ (ф) которого поступает запомненный в четвертом 4р блоке 13 памяти расход смешиваемого потока В„.

Затем переключающие реле 18 и 19 по сигналу программного блока 4 соецинят соо тве Тс твенно выход MH AH TBëüíîöå ëè» 45 тельного блока 15 с камерой задания регулятора 2 омешиваемого потока и вы хоц первого блока 6 памяти с вхоцом первого блока 1 умножения на постоянный коэффициент. В результате такого соецикения на второй (A) вхоц множительноцелительного блока 15 поступает сигнал, характеризующийся разностью между выходным сигналом с второго сумматора 9 и сигналом, соответствующим эапомиен4 ному текущему значению первого показателя качества, умноженному на постоянный коэффициент Й2., На выходе множи тельно-целительного блока 15 формирует ся сигнал, пропорциональный оптимальному расходу смешиваемого потока В опт по формуле

Через определенное время, которое зависит от частоты поступающих в систему возмущений, программный блок 4 выдает сигнал на переключающие реле 18 и 19, которые соециняют соответсгвенно выхоц четвертого сумматора 14 с камерой задания .регулятора 2 расхопа смешиваемого потока и выход четвергого блока 13 памяти с входом первого блока 1 умножения на постоянный коэффициент и весь цикл повторится.

Таким образом, несмотря на сохранение принципа регулирования по обратной связи, повышается точность и сокращается время регулирования, следствием чего: является улучшение качества процукта.

Повышение точности и сокращение вре«« мени регулирования по сравнению с прототипом происходит за счет того, что в прецлагаемом устройстве дополнительно используется информация о возмущении на вхопе (запоминание расхоца смешиваемого потока В, ) Эта информация наряпу с информацией о составе смеси используется цля вычисления оптимального расхода смешиваемого потока В „, что позволяет вывести систему на оптимальный режим эа оцин шаг.

Те хник о-э кон оми ческая эффективность от улучшения показателей качества смеси в стадии приготовления сырья на оцной установке алкилирования изобутана бути ленами составляет 24750 руб.

1057086

Составитель B. Васин

Рецактор А. Мотыль Техрец Ж.Кастелевич Корректор A. дзитко

Заказ 9433/8 Тираж 688 П on писнсе

ВНИИПИ Госупарственного комитета СССР по целам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж- 35, Раушская наб., n. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгороц, ул. Проектная, 4