Устройство для автоматического управления процессом приготовления питательных солей
Изобретение относится к микробиологической и пищевой промышленности и может быть использовано в системах для автоматического управления группами аппаратов циклического действия. Цель изобретения - увеличение выхода целевого продукта. Данное устройство учитывает информацию о ходе технологического процесса, связанную с изменением количественных и качественных показателей и оперативно изменяет длительность дозирования сухих компонентов и раствора питательных солей в зависимости от характеристик процесса. Устройство позволяет повысить качество управления путем учета изменений значений концентраций полезных компонентов в нейтрализате и растворе питательных солей и коррекции при дозировании раствора питательных солей и сухих компонентов за счет схемы управления, включающей блоки сравнения текущего и заданного времени работы дозирующе=транспортной системы, соединенные с исполнительными механизмами дозирующе=транспортной системы. 1 ил.
СОЮЗ СожТСНИХ.
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
А1!!9! SU „„ (51)4 С 12 q 3/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Б 1 Б И:КЭ
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4078463/30-13 (22) 25.04.86 (46) 30.05.89. Бюл. У 20 (71) Киевский технологический институт пищевой промьппленности (72) Н.П.Веклич, В.Я.Городенская., В.Г.Трегуб и И.Е.Изволенский (53) 663.1 (088 ° 8) (56) Забродский А.Г. Производство кормовых дрожжей на спиртовых заводах. М.: Пищевая промышленность, 1972,, с. 244-246.
Промыпленный регламент производства кормовых дрожжей, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО
УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРИГОТОВЛЕНИЯ
ПИТАТЕЛЬНЫХ СОЛЕЙ (57) Изобретение относится к микро.биологической и пищевой промышленности и может быть использовано в системах для автоматического управления группами аппаратов цикличес,- .
Изобретение относится к микробиологической и пищевой промышлен-. ности и применяется в системах для автоматического управления группами аппаратов циклического действия, например аппаратов приготовления питательных солей в производстве кормовых дрожжей.
Цель изобретения вЂ, увеличение выхода целевого продукта за счет повышения качества управления путем учета изменений значений концентраций полезных компонентов в нейтрализате и растворе питательных солей, и
2 кого действия. Цель изобретения— увеличение выхода целевого продукта.
Данное устройство учитывает информа- . цию о ходе технологического процесса, связанную с изменением количественных и качественных показателей и оперативно изменяет длительность дозирования сухих компонентов и раствора питательных солей в зависимости от характеристик процесса. Устройство позволяет повысить качество управления путем учета изменений значений концентраций полезных компонентов в нейтрализате и растворе питательных солей и коррекции при доэировании раствора питательных солей и сухих компонентов за счет схемы управления, включающей блоки сравнения текущего и заданного времени работы дозирующе-транспортной системы, соединенные с исполнительными механизмаьж доэирующе-транспортной системы.
1 ил. коррекции при доэировании р;1створа питательных солей и сухих компонентов
На чертеже изображена блок-схема устройства для приготовления питательных солей в группе аппаратов циклического действия (АПД) .
Устройство включает сборники 1 циклического действия с подходящими к ним трубопроводами подачи растворителей выгрузки готового раствора и мешалкой, содержащие датчики 2 уровня, расположенные непосредственно на АЦД, датчики физико-химических свойств вещества-кондуктомер 3 со
1482945 встроенным измерителем температуры, плотномер 4 со встроенным измерителем температуры, датчик 5 оптической плотности„ расположенные на общем вы- 5 ходном трубопроводе с подключенным к их входам блоком 6 вычисления, дози-. рующе-транспортную систему (ДТС), состоящую из конвейера 7 скребко- вого элеватора 8 и.ленточного дозато- 10 ра 9 для подачи сухих компонентов в соответствующий АЦД, схему управления циклическими процессами, включающую блоки 10 логического управления (по количеству аппаратов), пусковой 15 узел 11, генератор 12 импульсов, делитель 13 частоты,. блок 14 текущего времени, блок 15 сравнения, время задающие блоки 16, блок 17 выбора режима и вида сухого компонента, блок 20
18 управления исполнительными механизмами ДТС и блок 19 циклического обнуления. Схема также содержит датчики 20 и 21 величины расхода нейтрализата, подаваемого в хвостовой .нейтрализатор 22, и концентрации ре-, дуцирующих веществ в нейтрализате, а также последовательно соединенные блок 23 умножения двух величин, блок
24 умножения иа постоянный коэффициент и блок 25 деления двух величин.
При этом блок 10 логического управления, пусковой узел 11, генератор 12 импульсов, делитель 13 частоты, блок 14 текущего времени, блок
15 сравнения и .блок 18 управления исполнительными механизмами соединены последовательно. Своими входами блок 15 сравнения связан с блоком 14 текущего времени, через блок 17 выбо- 40 ра режима и вида сухого компонента с время-задающими блоками 16 или блоком 6 вычисления. Блок 18 управления исполнительными механизмами ДТС входами подключен к блоку 14 текущего 45 времени и блоку 15 сравнения, а выходами он связан с исполнительными механизмами ДТС и через блок 19 циклического обнуления подключен к блокдм 10 логического управления. 50
Датчики 20 и 21 величин расхода нейтрализата и концентрации редуцирующих веществ в нем подключены к блоку
23 умножения двух величин, который в свою очередь через блок 24 умно- 55 жения на постоянный коэффициент под-, ключен на один иэ входов блока 25 деления двух величин, а другой вход его подключен к блоку 6 вычисления. Причем сборники с мешалкой соединены с нейтрализатором 22.
Работа поясняется на примере управления одним из АПД. Оператор с помощью командоаппаратов соответствующего блока 10 устройства управления циклическими процессами (не показаны) осуществляет запуск в работу схему автоматического управления, по-. сле чего открывается вентиль подачи растворителя в соответствующий аппарат (В1). При достижении уровнем растворителя среднего значения (что определяется датчиком) блоком 10 логического управления АПД вырабатываются команды, по которым включается в работу мешалка, открывается шибер
Ш1 загрузки сухих компонентов. Одновременно с этим блоком 10 также вырабатывается командный сигнал, идущий на пусковой узел 11. Последний запускает в работу генератор 12 импульсов, который первыми же импульсами через делитель 13 частоты, блок
14 текущего времени и блок 18 управления исполнительными мехднизмами
ДТС запускает в работу дозирующе-транспортную систему, подающую сухие компоненты (калий xJIopHcTblH> двойной суперфосфат, диаммонийфосфат, монокальцийфосфат) н емкость циклического действия. В свою очередь блок 14 текущего. времени определяет в двоично-десятичном коде время, определяемое от начала запуска генератора 12 и передает его в блок 15 сравнения.
При первоначальном запуске схемы в работу, а также при поступлении новой партии сухих компонентов с другими качественными характеристиками на соответствующем времязадающем блоке 16 оператором выбирается время работы дозатора в десятичном коде.
Этот код преобразует время в двоичнодесятичный код и через блок 17 выбора режима и вида сухого компонента направляет его в блок 15 сравнения. В последнем при совпадении кодов заданного и текущего времени вырабатывается команда, по которой через блок 18 управления исполнительным механизмом ДТС выключается дозатор
9 загрузки сухих компонентов и через блок 19 обнуления осуществляется возвращение в исходное состояние блока
14 текущего времени и делителя 13, но остается в рабочем состоянии генератор 12 импульсов.
1482945
Аналогично доэируются в ЛПД другие сухие компоненты. После загрузки последнего сухого компонента без включения в работу дозатора 9 (так как предусмотрена блокировка) начинается новый отсчет времени, необходимый для обеспечения задержки по работе элеватора 8 и конвейера 7 скребкового по отношению к остановке 10 дозатора, предназначенной для транспортирования остатка сухого компонента в загружаемый аппарат. Затем блок
18 управления исполнительными меха,низмами ДТС отключает элеватор и 15 конвейер скребковый, выдает команду на соответствующий блок 10 логического управления АЦЦ, по которой открывается шибер и через блок 19 обнуления возвращается в исходное 20 состояние пусковой узел 11, блок 13 деления и блок 14 текущего времени.
При достижении уровнем продукта в данном аппарате номинального значения 2б соответствующий блок 10 логического управления АЦЦ вырабатывает командный сигнал, по которому закрывается вентиль подачи растворителя в емкость и осуществляется только работа перемешивающего устройства, что приводит к растворению калия хлористого и вьпцелачиванию водорастворимого фосфора из его солей. После выдержки времени растворения и выщелачивания
35 по сигналу от блока 10 логического управления АЦЦ осуществляется открытие вентиля выгрузки готового продукта (раствора питательных солей), который по общему трубопроводу подается в хвостовой нейтрализатор. При прохождении раствора питательных солей через электролитическую ячейку кондуктомера 3,. плотномер 4 и измерительную кювету датчика 5 оптической плотности, которые установлены на . общем трубопроводе выгрузки емкости ,циклического действия, осуществляются измерения удельной электропроводности, плотности, оптической плотности и температуры в электролити.ческой ячейке и плотномере. Данные, полученные от измерения в виде аналоговых сигналов, поступают на вход блока 6 вычисления, где определяются текущие значения концентрации полезных компоненгов(фосфора и калия) в растворе питательных солей по алгоритму.
На вход вычислительного блока 6 поступает информация. о виде соли фосфора P1 (вводится оператором), значения измеряемых величин (удельной электропроводности х и температуры пробы в момент измерения, физической плотности р и температуры и пробы, при которой производилось измерение, и оптической плотности D)
Анализируется какой внд соли фосфора
Р, (диаммонийфосфат Р, монокальцийфосфат р,, двойной р или простой р суперфосфат) и внд растворителя
4 (последрожжевая бражка D>0,5 или вода Ы0,5) использовалась в процессе приготовления раствора питательных солей. По виду соли фосфора и растворителя выбирается система уравнений, выражающих зависимость между значениями измеренных параметров (р, tp, х, t>, D) и концентрация фосфора и калия в пересчете на пятиокись фосфора Ср о H OKHcb KBJIHR ъ05
С„ о. Далее приведена система этих уравнений в общем виде: р = а,+ а,Ск,о+ азСР,о + аа "p +
+ а С„О Ср о + а Скво+ ачСР о "р +
+ а8С„,, С ро, tp х = Ь, + " Ск о+ Ь Ср,оз+ >а< +
+ Ь Ско Срp и + Ь ° Ско
+ Ъ|. Ср,о,. е.„+ Ьв Ск,о С p,î, х где а„-ае, Ь„-Ь q — коэффициенты уравнений зависимости "состав— свойства", полученные экспериментально для каждого вида сухих солей и вида растворителя.
Результатом решения этой системы уравнений являются концентрации пятиокиси фосфора и окиси калия.
Готовый раствор питательных со- . лей непрерывно подается в хвостовой нейтрализатор 22, куда также поступает нейтрализат. Расход нейтрализата имеряется датчиком 20, а содержание PB в нем †.датчиком 21. После каждого определения текущих значений концентрации полезных компонентов в растворе питательных солей, а также каждого изменения величины расходов и концентрации редуцирующих веществ рассчитывается новое значение расхода раствора питательных солей в хвостовой нейтрализатор 22 по формуле:
C рв 0 н К
4 иит. сол )
Pq0s
1482945 ческий режим работы; и формировать различные интервалы времени работы дозатора в цикле. где С р н
К значение концентрации PB в нейтрализате, Х; расход нейтрализата, М3 /ч ° количество Р Оз в кг/м .на один Е РВ; значение концентрации
Р О в растворе питательных солей, кг/м .
С гов
Сигналы от датчиков 20 и 21
f5 поступают на блок 23 умножения двух величин, выходной сигнал которого пропорциональный произведению С . Яц подается на вход блока 24 умножения на постоянный коэффициент в данном случае К.
Выходные сигналы с вычислительного блока 6.и блока 24 соответствующие текущему значению концентрации Р О и произведению С рь Я q К 25 поступают на вход блока 25 деления двух величин, выходной сигнал которого подается на исполнительный механизм сочлененный с клапаном регулирующего потока раствора питатель- З0 ных солей в хвостовой нейтрализатор 22.
Кроме того, в вычислительном блоке 6 осуществляется анализ заданных и текущих значений концентрации и по величине отклонения корректируется доза сухих компонентов (по времени работы дозатора), загружаемых в последующий АИД, путем набора оператором откорректированного 40 времени работы дозатора на соответствующем времязадающем блоке 16 или подачей корректирующего сигнала от блока 6 вычислительного, через блок
17 выбора режима и вида сухого компонента на блок 15 сравнения. Отключение мешалки осуществляется по сигналу о наличии минимального уровня, а закрытие вентиля выгрузки по тому же сигналу, но с некоторой
50 задержкой, необходимой для полного опорожнения сборника.
Такое построение системы для автоматического управления группой АЦЦ
Позволяет управлять ходом технологического процесса в емкостях с уче55 том количественных и качественных показателей процесса, исполнительными механизмами ДТС, имеющими циклиИспользование данного устройства позволяет в случае ухудшения качества сухих компонентов в процессе их хранения корректировать время работы дозатора с учетом изменений значений концентрации полезных компонентов в растворе питательных солей и обеспечит качественное ведение процесса в оптимальном режиме, что приведет к увеличению выхода целевого продукта ориентировочно на 0,57.
Формула из обретения
Устройство для автоматического управления процессом приготовления питательных солей, содержащее сборники с размещенными внутри них мешалкой и датчиком уровня, соединенные с нейтрализатором, ленточный дозатор для подачи сухих компонентов и наклонный элеватор со скребковым конвейером, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, оно снабжено кондуктомером, плотномером и датчиком оптической плотности, расположенными на выходном трубопроводе готового раствора, датчиками расхода нейтрализата и концентрации редуцирующих веществ в нейтрализате, последовательно соединенными блоком логического управления, пусковым узлом, генератором импульсов, делителем частоты, блоками текущего времени, сравнения и управления исполнитель-. ными механизмами, последовательно соединенными блоками умножения и деления, а также блоками вычисления, времязадающим, выбора режима и вида сухого компонента и циклического обнуления, при этом вход последнего подключен к блоку управления, выходы — соответственно к входам блока . текущего времени,. делителю частоты, пусковому узлу и блоку логического управления, выходы которых соединены с пусковым узлом, причем плотномер, кондуктомер и датчик оптической плотности соединены с входом блока вычисl ления, один из выходов которого связан с блоком деления, соединенным с исполнительным механизмом, установленным на линии подачи готового раст1482945
Составитель Г.Богачева
Техред М.Дидык Корректор С.Шекмар
P едак тор M. Н едолуженк о
Тираж 5ÎÑ Подписное (ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 2785/21
Производственно-издательский комбинат "Патент", r .Óæãoðoä, ул. Гагарина, 101 вора и нейтрализатор, другой — с блоком выбора режима и вида сухого компонента, подключенным входами к времязадающему блоку, а выходами — к блоку сравнения и исполнительному механизму загрузки дозатора подачи сухих компонентов, и датчики расхода нейтрализата и концентрации редуцирующих веществ в нейтрализаторе связаны с блоком умножения.
