Способ автоматического управления процессом приготовления многокомпонентных смесей полимеров

 

Изобретение относится к химической и легкой отрасля.м промышленности, в частности нри производстве искусственных и синтетических .материалов. Изобретение позволяет повысить точность стабилизации режимных параметров процесса приготовления смесей путем двухступенчатого регу- . ифования процесса сначала грубого - по модели, затем точного - по измеряемым режимным параметрам технологического процесса . I с. и I з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1392585 A 4 (5D 4 Г 08 .1;5 2(), (.«)5 I> >7:()() ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАM ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2I) 4097651/23-05 (22 ) 29.07.86 (46) 30.04.88. Ью.)..х)Ъ 16 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В. В. Ажогин, А. (.. Куненко, В. Ф. Мысак, А Ь. Кипнис и О. В. Сахненко (53) 66.0! 2 — 52 (088 8) (56) Авторское свидетельство CC(.Р ,М.. 503218, кл. (> 05 ь> 11/04, 1976.

Аl)T()рсkо снидетельство ГСГР ,х) 77764 >, кл. (1 ()5 0 4 02, 198( (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРИГОТОВ IF.—

НИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЬ!Х СМЕСЕЙ

ПОЛ ИМ ЕРОВ (57) Изобретение относится к химической и легкой отраслям промышленности, в частности при производстве искусственных и синтетических материалов. Изобретение позволяет повысить точность стабилизации рехк и м ны х па ра метров процесса при готовлення смесей путем двухступенчатого регу..)иронания проц(сса сначала грубого — по модели, затем точного — — по измеряемым рс хкимныл(параметрал) технологического процесса. с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

I 39258;) Изобретение относится к способам управления технологическими процессами приготовления многокомпонентных смесей полимерОВ и может быть использовано в .химической и легкой промышленности, н частности при производстве искусственны: и син5 тегическиx материалов.

Целью изобретения является уменьшеl1Ht. удельных расходов полимеров.

На фиг. изображена схема системы управления; на фиг. 2 схема блока нычис- !О ления прогнозируемого значения вязкости смеси; на фиг. 3 — схема блока определения действительного значения вязкости смеси, (.Истема управления (фиг. 1) содержит контуры регулирования соотношения расходов полимеров с коррекцией по концентрации полимерон, контуры коррекции Ilo ве. IH÷HHå прогнозируемой вязкости смеси при

<зполнении смесителя 1 и по величине дейt Гвительной вязкости смес.и (тонкая коррекТНроВКа в конце смешения). В сл(есителе 1 устанон.(сна мешалка 2 с приводом 3. На линиях подачи полимеров установлены измерители расхода 4 и 5 концентрации 6 и 7 и BHBKOcTli 8 и 9 этих компонентов, з также исполнительные механизмы 10 и 11.

Выходы измерителей расхода 4 и 5 и концентрации 6 и 7 попарно заведены на входы блоков 12 и 13 умножения, выходы которых параллt ;ëüíî подключены к блоку 14 pасче () Н П(» >(<>ЗИ Р> t Mt)l О ЗНЗ ЧЕIIHH НИЗ КОСТИ м< си,,> г((кж(к в:<Одам рс г)лятора 15 .<и . и< iiI 1<ия гасходов (>олимеров. Hblxoд бло30 к;) 14 рзс> (.> а прогнозируемог!):значения

t3>I.:K(>< l1«Mt с 1 >I< 1:с.< . :o>IT (пт 0 II<. РСK1K)>I(iте.IH 16 Il()дк.ilo ч.н;: cумматор) 7, Выход котор<)(з) дине«с входами регулятора 18

<.(И)тн(ц» ни» il i)aoK-1 19 Ollpt,.T(3)(cния .3нзкз

35 сHI нз.(и р;1< и. зсонания, Выход регулятора

18 vcpt 3 к<>IIT (кты рслей((огo эл: м HTH 20, ячейки 21 i "2 памяти и блоки 23 и 24 соедин(((H< il: ». ч итсльны,i(i м(хани:3 <> ii ми нз л(> ни>1" Io 1чи ИО. I Н."(е)з(i I I и !);>.I()зВит(3ГI я

25, lip <÷<))I к лир;(вляюшим Bx01(iм яч<ек 40 ."! H 2" ;iMHTH по:(ключмн выход 6.(ок;1 19 () lpB>t,l(нин <и;(кн р<ссог ià.ования.

1 !3 м(I>» t ëи Tt мпер(<тл ры 2)(> и i

< <1t си "> cOt ;>,HHO(ll>l c t)i(OKO>I> Ta д, йсгвительной вязко TH смеси, Выход к )»

„, 0 ч, „,, „„, а „н<,,ззо,кн,„IH 45

ТаКТ 2!) (><) iK;I(0<(9(I к Вхо д с>> ммз Г<)1)з 1

Измеi,итсль 30 .илы т<>ка привода м liiliлки чере:3,д ифферс нцизтор 3! соед((н ll с управ. I)I Et>1Ц1 . XI В X >ДОМ )t . i\.,$, ВЫХ<>Д EK(> ОРОI О со(iH>1<- il < > п))З(3з(яю1ЦИ л1 И (3X(>.li> л(. 1 б. IOKOB

23 и 24 и и< pcключз Г>1< и 16 и

Испол>(ительный механизм 33 Iia .,(инни

ГОГОВОй CMt< H СО(, iH>1(Н С ИВ!ХОДОМ ПОР(>ГОвого устр<,1,t и>р >гового ycг ройстнз Зз через нормально разомкнутый конт >кт 35 сoе;(ине с выходом сумматор

17. з е;.о (ыходы подключены к б i<)KBM

23 и 24. Упрзнляю(ций в. од контакты 35 соедини 1 реле 32.

<>(ЕИСМИ где п>м х>з>< 1 " сooTВ(тствеHно дейс>нительное и измерсннос значение вязкости с меси;

Т вЂ” температура смеси.

15лок 28 состоит из блока 47 умножения на постоянный коэффициент, блока 48 пере множения IB) x tигналов и су мматорз 19. причеM входы блока 48 перемножения подключены к и)»cphreлям темпера гуры 26 и

Вязко TH см(мси 27, а выход через б. ок 47 ул<иожения cосдинен с первым входом сумматора 49. Второй вход сумматора 49 подклю(и к выходу изм ipHlt ëè 2 вязкости смеси. (;истемз рзбоi E>t l следующим образом. с.меситсль периодически заполняют по,.(>(мерами и растворите >ем в заданном соотИ;.П(НИИ. В рЕЗлдвгат< ИитЕНСИВНОГО ПЕРЕмсчпивзн((H <а с«Т мешз IKH 2:>бра. уе(ся

Г<>Л10ГСНН:.1)i С эl< C h 3:I ДЗ Н НИ(МИ ХЗ 3 К "С PH(.ЗМИ >О СО(ТЗВУ И ВЯЗКОСТИ, КотОРаЯ

Ilt > з,>; -. и из дал ьнейшук) п.,()грзботку.

I i>)H .З(;<.тн lll(> :, рывьк) Вычис тяется приход полимеров

a()c> x<)B не(цест но :гнала, пропорциональные тим величин.> 1, с выхо»a <,(oiс,лпзк)т на hxoä(:I рег>,.ëÿòoða 15 соотно ше »H и блока 14 рз.ч i Ia прогнозируемоГ< .31(зчении ня.к< с»! < мсси. Регулятор 15

Измеритель 36 уровня соединен с вх )дом порогового устройства 37, выходы которого соединены с нормально разомкнутым контактом 38 и входами блоков 23 и 24. Блок

39 своим входом подключен к регулятору

15 «HOT HO(11(Ни я, выходом — К Испо.<(HHTBJlh

HOT) механизму 10, а уцрзнляк)гцим входом— к реле 32, и к устройствам 34 и 37. !

3а фиг. 2 представлена схема блока 14 расчета прогнозируемого значения вязкости смеси. Блок 14 реализует зависимость вида

» (»»

)! ° =В+ л f(x ) !>, (1) где

f(Xl)=b<„+ ь(,х, с,;

В, b<>, bi, — постоянные коэффициенты; х, — концентрация i-ro полимера;

11, --- вязкость i ãî полимера; (), ðàñxî.3 l-го компонента.

Блок 14 состоит из блоков 40 43 умножения на постоянный коэффициент, блоков

44 и 45 умножения двух сигналов и сумматора 46, причем выходы блоков 40 — 43 соединены с входами сумматора 46, а входы блоков 40, 41, 44 и 45 умножения подключены соответственно к выходам измерителей 8 и 9 вязкости полимерон и блоков 12 и !

3 умножения.

На фиг. 3 представлена схема блока 28 расчета действительного значения вязкости см(си. Блок 28 реализует зависимость

1 деис>м и ъ><

>! м =)1 м (1 1(ОТ), (2) 1392585 соотношения расходов формирует и выдает управляющий сигнал на исполнительный механизм 10 на линии подачи одного из полимеров, чем обеспечивается требуемое регламентом соотношение полимеров.

Одновременно с этим блок 14 рассчитывает прогнозируемое значение вязкости смепрог си (т! ) по соотношению (1). По раст рМ согласованию е= т!см — «)зад, рассчитанному в сумматоре 17, регулятор 18 формирует управляющее воздействие. В зависимости от знака рассогласования в, определяемого. блоком 19, управляющее воздействие через соответствующую ячейку 21 или 22 памяти поступает либо на исполнительный механизм 25 на линии подачи растворителя (при е)0), либо на исполнительный механизм

11 на линии подачи полимера (при е(0) .

В качестве примера рассмотрим случай, когда в начальный момент времени е)0. Тогда блок 19 выдает сигнал на переключение контактов переключателя 20 в положение а, запоминание текущего значения управляющего сигнала в ячейке 22 памяти и отключение ячейки 21 памяти. При этом выходной сигнал регулятора 18 поступает на исполнительный механизм 25 на линии подачи разбавителя, чем обеспечивается устранение рассогласования с. Если в становится отрицательным, то блок 19 выдает сигнал в ячейку 21 памяти на запоминание значения управляющего сигнала, отключает ячейку 22 памяти, переключает контакт переключателя

20 в положение б. В этом случае управляющий сигнал поступает на исполнительный механизм 11 на линии подачи одного из полимеров.

При заполнении смесителя 1 до заданного регламентом уровня измеритель 36 уровня с пороговым устройством 37 вырабатывает сигнал, по которому срабатывают блоки 23, 24 и 39, что приводит к закрытию исполнительных механизмов !О, 11 и 25 на линиях подачи компонентов в смеситель 1, отключается выход блока 14 расчета

npor

q M от входа сумматора 17, ко входу сумматора 17 подключается сигнал, пропорциональный q.. (переключатель 16 в положении б), замыкается контакт 38, что приводит к подключению выхода дифференциатора 31 к входу реле 32. В результате этих действий смеситель оказывается изолированнымм от входных потоков. Ис полн и тел ьн ы и механизм 33 на выходной магистрали закрыт.

В результате действия мешалки 2 смесь в смесителе 1 становится более однородной, что отражается на силе тока привода 3 мешалки 2, которая стремится к постоянному значению. Дифференциатором 31 производится анализ изменения силы тока. При установившемся значении силы тока на постоянном уровне (смесь гомогенна) диф5

55 ференциатор выдает сигнал, по которому разблокируются испол н ител ьные меха низм ы

10, 11 и 25, срабатывает реле 32, что приводит к замыканию контактов 29 и 35 и переключению контактов переключателя 16 в положение С. При этом прои xo;IHT подключение выхода блока 28 измерения действительного значения вязкости к входу сумматора 17 и подключение выхода сумматора 17 к реле 34 с зоной Ht .÷óâñòâèòåëüíoсти.

Таким образом, после указанных коммутаций в сумматоре !7 происходит сравнение действительного значения вязкости смеси, определяемого блоком 28, в соответствии с формулой (2) . деист

Если рассогласование е — — q.- т! <д.k больше наперед заданной величины о, то сигнал рассогласования поступает на вход регулятора 18 и блока 19 определения знака рассогласования, в регуляторе 18 формируется управляющее воздействие, которое обеспечивает тонкую корректировку состава смеси путем добавления нужного компонента (контур регулирования работает как и в случае дозирования компонентов), 11ри рассогласовании ei меньше величины срабатывает реле 34. Это приводит к закрытию исполнительных механизмов 10. 11 и 25 на линиях подачи компонентов в смеситель

1 и открытию исполнительного механизма

33. Готовая смесь с заданными характеристиками выходит из смесителя 1 на дальнейшую переработку.

Использование предлагаемого способа управления позволяет обеспечить более высокую точность стабилизации режимных параметров, что приводит к уменьшению удельных расходов полимеров (- 0,01 ).

Формула изобретения

1. Способ автоматического управления процессом приготовления многокомпонентных смесей полимеров путем дозирования полимеров и растворителя в смеситель, регулирования вязкости смеси и измерения силы тока привода мешалки, отличающийгя тем, что, с целью уменьшения удельных расходов полимеров, измеряют концентрацию и вязкость полимеров, регулируют соотношение расходов полимеров изменения расхода одного из полимеров, корректируют это соотношение в зависимости от концентрации полимеров, определяют прогнозируемое значение вязкости смеси на выходе, осуществляют предварительную коррекцию расходов разбавителя и второго полимера по рассогласованию прогнозируемого значения вязкости смеси с заданным, а при достижении установившегося значения силы тока привода мешалки измеряют вязкость и температуру смеси, определяют действительное значение вязкости смеси и производят окончательную корректировку расходов разбавителя и второго полимера.

1392585

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что коррекцию расходов осуществляют воздействием на расход разбавителя при положительном рассогласовании между действительным или прогнозируемым значениями вязкости смеси и заданным воздействием на расход полимера при отрицательном рассогласовании прямо пропорционально величине этого рассогласования.

1392585 июм

%м

Составитель В. Шувалов

Редактор Е. Копча Техред И. Верес Корректор H. Король

Заказ !8!О/54 Тираж 434 Подписное

ВПI!1IIIH Государств> HHol квинтета (.(.(.Р п»,п »>M изо(>рлтений и откр>ит,>й

I 13035> Москва, Ж 35, Раегискан на(>.. д. 4 5

Проиинодственно->и>лиграфичсск»с ирсдприитие, I У>кг»род. ул. Проектнаи, 4