Способ управления процессом обжига керамзита и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ю952822

Союз Советских

Соцкалнсткческкх

Реслублкк (6I ) Дополнительное к авт. свкд-ву (22) Заявлено 18.11.80 {21) 3004960/29 33 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5! )М. Кл.

С 04 В 33/32

F 27 0 19/00

Государственный коиитет

СССР по делаи изебретеиий и открытий

ОпУбликовано 23.08.82. Б1оллетень,ее, 31

Дата опубликования описания 23.08.82 (53) УДК 666,3. .041.9 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Мещеряков и А. А. Калмаков

/

Центральный научно — исследовательский, эксперимейРаяьцьгй и проектный институт по сельскому строительству (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОБЖИГА КЕРАМЗИТА

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно, к способам и устройствам для управления процессом обжига керамзита в кольцевых карусельных печах.

Известен способ управления процессом обжига керамзита, состоящий в стабилизации расхода топлива, изменении частоты вращения печи и подачи полуфабриката в зависимости от величины отклонения насыпнои плотности керам.10 зита от заданной, а также устройство для его осуществления, включающее измеритель и задатчик насыпной плотности подключенные на входы устройства сравнения, причем выход последнего соединен с входами регуляторов

15 частоты вращения печи и подачи полуфабриката (11 .

- Применение данного способа и устройства

20 т1озволяет стабилизировать насыпную плотность керамзита, но не обеспечивает опппиального ведения процесса обжига (в смысле получения продукта с минимальной насыпной плотносЮ

2 тью) при изменении физико — химических свойств исходного сырья.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ управления процессом обжига керамэита преимущественно кольцевой печи, включающий отслеживание минимальной величины измеряемой насыпной плотности керамэита путем шагового;воздействия на температуру обжига, и устройство для управления процессом обжига керамзита, включающее измеритель насьптной плотности, экстремальный регулятор и регулятор температуры обжига

Известные способ и устройство не обеспечивают получения керамэита с минимальной насыпной плотностью для данного физико — хи мического состава исходного сырья, в связи с тем, что для управления процессом обжига не используется второй важнейший параметр, >пределяющий качество керамэита, — время обжига (частота вращения печи) .

95282

Кроме того, не обеспечивается коррекция процесса обжига в зависимости от прочности керам зита.

Целью изобретения является повышение качества управления. 5

Цель достигается тем, что согласно способу управления процессом обжига керамзита преимущественно в кольцевой печи, включающему отслеживание минимальной величины измеряемой насыпной плотности керамзита путем ша- 10 гового воздействия на температуру обжига, дополнительно измеряют прочность керамзита, производят шаговое воздействие на частоту вращения печи и изменяют подачу полуфабриката в печь, причем шаговое воздействие на 15 частоту вращения печи чередуют с шаговым воздействием на температуру обжига при одновременном изменении подачи полуфабриката в печь, а при отклонении измеряемой прочности керамзита от заданного значения.осуществля- 20 ют коррекцию отслеживания минимальной величины насыпной плотности керамзита.

Кроме того, отслеживание минимальной величины насыпной плотности керамзита осущест-. вляют через дискретные промежутки времени, определяемые скоростью дрейфа экстремума.

Причем при коррекции отслеживания одного шагового воздействии, изменение которого вызвало несоответствие требуемой и фактической прочности при одновременном снижении насыпной плотности керамзита, устанавливают значение предыдущего шага и осуществляют переход на поиск минимальной величины изменением другого шагового воздействия, при одновременном же увеличении насыпной плотнос35 ти поиск минимальной величины продолжают изменением, первого шагового воздействия в противоположном. направлении.

Устройство управления процессом обжига керамзита, включающее измеритель насыпной

40 плотности, экстремальной регулятор и регулятор температуры обжига, снабжено регулятором частоты вращения печи, регулятором производительности, измерителем прочности керамзита. и блоком формирования сигналов ограничения, а экстремальный регулятор выполнен двухканальным, причем измеритель насыпной плотности подключен к одним из входов экстремального регулятора и блока формирования сигнала ограничения, с другим входом которого соединен измеритель прочности керамзита, а выход подключен к другому входу экстремального регулятора, выходы экстремального регулятора соединены с регулятором температуры обжига, с регулятором частоты вращения печи и регулятором производительности.

55 .На фиг. 1 показана зависимость насыпной плотности керамзита от температуры t и времени Т обжига; на фиг. 2 — зависимость требуе2 4 мой минимальной прочности R от насыпной его плотности V; на фиг. 3 — блок — схема устройства, реализующего данный способ.

Процесс обжига керамзита представляет собой объект управления с экстремальной хара1 ктеристикой зависимости насыпной плотности (регулируемый параметр) от температуры и времени обжига (регулирующие воздействия)

Причем, при изменении физико — химических свойств исходного сырья наблюдается дрейф экстремальных характеристик. В связи с этим, для оптимизации процесса обжига необходимо постоянно отслеживать положение экстремума минимума насыпной плотности керамзита. Причем, каждой марке керамзита по насыпной плотности должна соответствовать определенная минимальная прочность, при которой керамзит удовлетворяет требованиям по качеству (заштрихованная область на фиг. 2). При прочносности полученного керамзита, меньшей минимальной для соответствующей марки керамзита по насыпной плотности, процесс обжига необходимо корректировать.

Устройство для реализации способа работает следующим образом.

На выходе печи 1 контролируется насыпная плотность керамзита измерителем 2, сигнал от которого поступает на вход двухканального экстремального регулятора 3, осуществляющего автоматический поиск, пробные шаговые изменения двух регулирующих воздействий путем изменения задания регуляторам температуры 4 и частоты вращения печи 5, анализ результатов пробных шагов и определение направлений дальнейших изменений регулирующих воздействий. Поиск экстремума может осуществляться, например, путем последовательной по.методу

Гаусса — Зайделя оптимизации но каждому регулирующему воздействию, При незначительных скоростях дрейфа экстремальной характеристики, с целью уменьшения износа исполнительных устройств, отслеживание экстремума целесообразно производить не непрерывно, а через дискретные промежутки времени, называемые периодом повторения. При изменении частоты вращения печи одновременно корректируется задание регулятору 6 производительности питателя печи.

Изменение температуры обжига может осуществляться, например, путем изменения подачи топлива, а частота вращения печи — путем изменения частоты вращения приводного электродвигателя, В связи с тем, что прочность керамзита также является нелинейной функцией регулирующих воздействий, в процессе экстремального управления возможен выход системы в область параметров регулирующих воздействий, при которых получаемый керамзит не удовлетворяет требованиям стандарта по прочности.

5 . 952822 6

Следовательно, величина прочности керамзита выполняет роль технологического ограничения, лимитирующего снижение его насыпной плотности.

Наложение этого ограничения осуществляется следующим образом, Прочность керамзита на выходе печи контролируется измерителем 7 прочности, сигнал которого подается на вход блока 8 формирования сигнала ограничения. На этот же блок подается сигнал измерителя 2 насыпной плотности, который в соответствии с заданным алгоритмом, например, в соответствии с зависимос,тью (фиг. 2) преобразуется в сигнал, пропорциональный требуемой минимальной прочности для данной марки керамзита по насыпной плотности, сравнивается с сигналом измерителя 7 прочности и при меньших значениях последнего блоком 8 формируется сигнал ограничения, который подается на вход зкстремаль. 2О ного регулятора 3.

При этом, если одновременно произошло снижение насыпной плотности керамзита регулирующему воздействию, изменение которого вызывало несоответствие требуемой и факти- 2З ческой прочности устанавливается значение предыдущего шага и осуществляется переход на поиск экстремума изменением второго регулирующего воздействия, если же произошло увеличение насыпной плотности, поиск 3О экстремума продолжается изменением данного регулирующего воздействия в противоположном направлении.

Таким образом, применением предлагаемого способа и устройства достигается оптимизация процесса обжига в смысле минимизации насыпной плотности керамзита при изменении физико — химических свойств сырья, снижение тем самым удельных расходов сырья и энергоресурсов и повышение эффективности работы печи в целом..Расчетный годовой экономический эффект на одну печь составит 20—

30 тыс. руб.

Формула изобретения

1. Способ управления .процессом обжига керамзита преимущественно в кольцевой печи, включающий отслеживание минимальной величины измеряемой насыпной плотности керамзита путем шагового воздействия на температуру обжига, отличающийся тем, что. с целью повышения качества управления, дополнительно измеряют прочность керамзита, производят шаговое воздействие на частоту вращения печи и изменяют подачу полуфабриката в печь, причем шаговое воздействие на частоту вращения печи чередуют с шаговым воздействием на температуру обжига при одновременном изменении подачи полуфабриката в печь, а при отклонении измеряемой прочности керамзита от заданного значения осуществляют коррекцию отслеживания минимальной величины насыпной плотности керамзита.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, отслеживание минимальной величины насыпной плотности керамзита осуществляют через дискретные промежутки времени, определяемые скоростью дрейфа экстремума.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, при коррекции отслеживания одного шагового воздействия, изменение которого вызвало несоответствие требуемой и фактической прочности при одновременном снижении насыпной плотности керамзита, устанавливают значение предыдущего шага и осуществляют переход на поиск минимальной величины изменением другого шагового воздействия, при одновременном же увеличении насыпной плотности поиск минимальной величины продолжают изменением первого шагового воздействия в противоположном направлении.

4. Устройство для управления процессом обжига керамзита, включающее измеритель насыпной плотности, экстремальный регулятор и регулятор температуры обжига, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабжено регулятором частоты вращения печи, регулятором производительности, измерителем прочности керамзита и блоком формирования сигнала ограничения, а экстремальный регулятор выполнен двухканальным, причем измеритель насыпной плотности подключен к одним из вхо-. дов экстремального регулятора и блока формирования сигнала ограничения, с другим входом которого соединен измеритель прочности керамзита, а выход подключен к другому входу экстремального регулятора, выходы экстремаль ного регулятора соединены с регулятором температуры обжига, с регулятором частоты вращения печи и регулятором производительности»

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 461294, кл. С 04 В ЗЗ/32, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР я" 278513, кл. С 04 В 33/32, 1970 (прототип).

952822

Составитель В. Алекперов

Техред M. Надь

Редактор Н, Джуган

Заказ 6!97 36

Филиал ППП Патент *, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 641

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! !3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор M. 1Ьмчик

Подписное