Система автоматического управления многокорпусной выпарной установкой

 

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3745972/23-26 (22) 28.05.84 (46) 15.07.86. Бюл. № 26 (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) А. Е. Аникеев, М. 3. Кваско, В. В. Миленький, А. К. Плесконос, А. Б. Булгаков и В. И. Кушнир (53) 66.012-52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 448020, кл. В 01 D 1/30, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 1018660, кл. В 01 D 1/30, 1981. (54) (57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ МНОГОКОРПУСНОЙ ВЫПАРНОЙ УСТАНОВКОЙ, содержащая регуляторы давления греющего пара в первом и сокового пара в последнем корпусах, устройства для определения сигнала, пропорционального коэффициенту теплопередачи в первом и последнем корпусах, устройство для определения сигнала коррекции коэффициентов модели выпарной установки, вход которого соединен с выходами устройств для определения коэффициентов теплопередачи в первом и последнем корпусах, устройство для определения сигнала, пропорционального значению переменной составляющей удельной себестоимости процесса, вход которого соединен с выходом устройства для определения сигнала коррекции коэффициентов модели, экстремальный регулятор, вход которого соединен с выходом устройства для определения сигнала, проÄÄSUÄÄ 1243757 А1 (5D 4 В 01 D 1 30, G 05 D 27 00 порционального значению переменной составляющей удельной себестоимости процесса, а выход соединен с входом этого же устройства и одновременно через сглаживающие фильтры подключен к задатчикам регуляторов давления греющего пара в первом и сокового пара в последнем корпусах, регулятор концентрации упаренного раствора на выходе выпарной установки и контуры стабилизации уровней раствора по корпусам, первичные преобразователи для измерения температур греющего пара на входе в первый корпус выпарной установки, раствора на выходе из первого корпуса выпарной установки, греющего пара на входе в последний корпус и раствора на выходе из последнего корпуса выпарной установки, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат на процесс и повышения эффективности работы системы, она дополнительно содержит первичные преобразователи для измерения расхода греющего пара в первый и последний корпусы и функциональные устройства согласования значений параметров, измеряемых во времени, входы которых подключены к первичным преобразователям для измерения температуры и расхода греющего пара в первом корпусе, температуры раствора в первом корпусе, температуры греющего пара в последнем корпусе, расхода греющего пара в последнем корпусе, температуры раствора в последнем корпусе, а выходы подключены к входам соответствующих устройств для определения коэффициентов теплопередачи в первом и последнем корпусах.

1243757

Изобретение относится к системам автоматического управления вакуум-выпарными установками без промежуточного пароотбора, в частности, в пищевой, химической промышленности, биохимических производствах и т. д.

Цель изобретения — снижение энергозатрат на процесс и повышение эффективности работы системы.

На чертеже представлена принципиальная схема системы.

Система содержит регулятор 1 давления греющего пара, вход которого связан с датчиком давления на линии греющего пара, а выход связан с исполнительным механизмом на линии греющего пара, регуляторы 2 и 3 уровня жидкости по корпусам, входы которых связаны с датчиками уровней в соответствующих корпусах, а выходы заведены на исполнительные механизмы, установленные на линиях подачи жидкости в соответствующий корпус, регулятор 4 концентрации жидкости на выходе из выпарной установки, вход которого связан с датчиком концентрации (плотности), размещенным на линии упаренного раствора, а выход заведен на исполнительный механизм, размегценный на той же линии, и регулятор 5 давления вторичного пара на выходе .из последнего корпуса, вход которого связан с датчиком давления вторичного пара на выходе из последнего корпуса, а выход — с исполнительным механизмом, расположенным на трубопроводе подачи охлаждающей воды в конденсатор 6. Система содержит устройства 7 и 8 для определения сигнала, пропорционального коэффициенту теплопередачи, представляющие собой множительноделительные блоки, выходы которых подключены на устройство 9 для определения сигнала коррекции коэффициентов модели выпарной установки. Вход устройства 7 через устройства 10, 11 и 12, служащие для пересчета измеряемых параметров по времени расхода раствора на входе в первый корпус, связан соответственно с датчиком температуры греющего пара в первый корпус, датчиком расхода этого пара и с датчиком температуры раствора на выходе из этого корпуса. Вход устройства 8 через устройства 13, 14 и 15, служащие для пересчета измеряемых параметров по времени расхода раствора на входе в первый корпус, связан оответственно с датчиком температуры сокового пара на входе в последний корпус выпарной установки (BY), датчиком расхода этого пара и с датчиком температуры раствора на выходе из выпарной установки.

Выход устройства 9 заведен на вход устройства 16, представляющего собой мнокительно-делительный блок, для определения сигнала, пропорционального значению переменной составляющей удельной себестоимости процесса упаривания. Выход устройства 16 связан с входом экстремального регулятора 17, выход которого связан с устройством 16 и с входами сглаживающих фильтров 18 и 19. Выход сглаживающего фильтра 18 связан с заданием регулятора 1. а выход фильтра 19 — с заданием регулятора 5.

Х = AtZg(i--m)x(m), (2)

40, И где At — — интервал замера данных;

ʄ— m-å значение замеренной переменной

n — количество замеренных значений для расчета.

На выходе устройства 7 формируется сигнал, пропорциональный коэффициенту теплопередачи через стенки греюшей камеры первого корпуса. Выходной сигнал формируется согласно функциональной зависимости

Вд Свх Твх (3)

1 7.. — Й..1 где К; — коэффициент теплопередачи через стенки греющей камеры первого корпуса;

0, — - расход греющего пара в первый корпус ВУ, пересчитанный согласно формулам (1) или (2);

С.. — коэффициент пропорциональности;

Система работает следующим образом.

Стабилизирующие контуры давления греющего пара в первом корпусе, давления вторичного пара на выходе из последнего корпуса, уровней жидкости по корпусам, концентрации жидкости на выходе из выпарной установки с помошью регуляторов I — 5 поддер.живают соответствующие переменные на уровнях, равных заданным.

В устройство 7 через функциональные устройства 10, 1! и 12 согласования между собой значений измеряемых параметров во

20 времени поступают сигналы с датчиков температуры и расхода греющего пара на входе в первый корпус и датчика температуры раствора на выходе из первого корпуса.

Устройства 10, 11, 12 служат для пере25 счета измеряемых параметров по времени расхода раствора на входе в первый корпус.

На выходе данных устройств формируется сигнал согласно функциональной зависимости для аналогового устройства

Х = Х ()ж, (1) где Х вЂ” — измеряемая переменная;

Х вЂ” переменная, пересчитанная с учетом динамического сдвига;

g(t) — весовая функция по каналу Х-5„

35 определенное заранее (S, — расход раствора на входе в первый корпус

By), а для дискретного устройства

1243757

Заказ 3737!6 Тираж 663 Под исное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Т- — температура пара на входе в первый корпус, пересчитанная согласно формулам (1) или (2);

t. . — температура жидкости на выходе из первого корпуса, пересчитанная согласно формулам (1) или (2).

На вход устройства 8 через функциональные устройства 13, 14, 15 согласования между собой значений измеряемых параметров во времени поступают сигналы с датчиков температуры греющего пара на входе в последний корпус, жидкости на выходе из последнего корпуса и с датчика расхода греющего пара на входе в последний корпус.

Работа устройств 13, 14, 15 аналогична работе устройств 10, 11, 12.

На выходе устройства 8 формируется сигнал, пропорциональный коэффициенту теплопередачи через стенки греющей камеры последнего корпуса, согласно формуле (3).

Выходные сигналы устройств 7 и 8 постулают на вход устройства 9, представляющего собой множительно-делительное устройство.

На выходе этого устройства формируется сигнал, пропорциональный значениям коэффициентов модели выпарной установки. 3ависимость каждого коэффициента от коэффициентов теплопередачи через стенки греющей камеры первого и второго корпусов Ki и К2 аппроксимируется зависимостью вида

Pi = boi + bit К + ОиК2 (4) где P;(i=l, 2, 3, 4) — коэффициенты уравнения для технологической составляющей удельной себестоимости;

b„., bi1,, 62; — числовые константы.

Сигналы, формируемые согласно формуле (4), с выхода устройства 9 поступают на вход устройства 16, предназначенного для формирования на выходе сигнала, пропорционального переменной технологической составляющей удельной себестоимости процесса упаривания.

Выходной сигнал устройства 16 определяется согласно алгоритму

С = pl + p2Do + p3Go + Р4GоDо (5) где С вЂ” переменная технологическая составляющая удельной себе1О стоимости ведения процесса;

pi рь рз, р4 — коэффициенты, определяемые в блоке;

D, — расход греющего пара в первый корпус ВУ;

G,— расход охлаждающей воды на конденсатор.

Сигнал с выхода устройства 16 поступает на вход экстремального регулятора 17, который предназначен для оптимизации режима работы BY поисковым методом.

Поиск оптимальных значений управляющих воздействий осуществляется на модели.

С этой целью выходные сигналы экстремального регулятора заводятся на устройство 16, где они служат в качестве переменных расхода греющего пара и расхода охлаждающей воды. Эти же сигналы передаются на фильтры 18 и 19, предназначенные для сглаживания высокочастотных составляющих сигналов, поступающих на их входы.

Сигнал с фильтра 18 заводится на задание регулятора 1 давления греющего пара. Путем изменения величины задания изменяется значение расхода греющего пара на входной линии в первый корпус.

Сигнал с фильтра 19 заводится на задание регулятора 5 давления вторичного пара в последнем корпусе BY. Путем изменения величины задания изменяется расхо охлаждающей воды на конденсатор.