Система регулирования температуры расплава в смесителе

 

Изобретение предназначено для регулирования температуры расплавов различных технологических продуктов в смесителях и ловителях с обогреваемыми рубашками при наличии транспортного запаздывания в контуре управления. Цель изобретения - повышение точности регулирования с одновременным регламентируемым перерегулированием в пусковом режиме инерционных объектов. Система содержит датчики температуры расплава и теплоносителя на выходе установки, подключенные к входам двухпозиционных регуляторов, первые выходы которых подключены по схеме И к первому и второму входам блока управления, передающему управляющие воздействия на исполнительные устройства на линиях подачи хладои теплоносителя. Блок управления содержит промежуточное реле и реле времени. При работе системы обеспечивается инверсный гистерезис релейного закона управления системы при включении охлаждения по температуре продукта и при включении нагрева по температуре теплоносителя на выходе установки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (g1) 4 G 05 D 23/19

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4219017/24 — 24 (22) 30.03.87 (46) 23.04.89. Бюл. Р 15 (72) В.В.Макаров, В.С.Балакин и Г.В.Мастюгина (53) 621.555.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 840840, кл. G 05 D 23/19, 1981.

Шински Ф. Системы автоматического регулирования химико-технологических процессов. M. Химия, 1974, с.139, рис. 7 †. (54) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ РАСПЛАВА В СМЕСИТЕЛЕ (57) Изобретение предназначено для регулирования температуры расплавов различных технологических продуктов в смесителях и ловителях с обогрева— емыми рубашками при наличии транспортного запаздывания в контуре управлеИзобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано при наличии значительного запаздывания в контуре регулирования.

Цель изобретения — повышение точ— ности управления при наличии транспортного запаздывания в установившемся режиме с одновременным регулируемым перерегулированием на начальной стадии процесса.

На фиг. 1 представлена функциональная схема системы автоматического регулирования температуры расплава

ÄÄSUÄÄ 1474616 А1 ния. Цель изобретения — повышение точности регулирования с одновремен— ным регламентируемым перерегулированием в пусковом режиме инерционных объектов. Система содержит датчики температуры расплава и теплоносителя на выходе установки, подключенные к входам двухпозиционных регуляторов, первые выходы которых подключены по схеме П к первому и второму входам блока управления, передающему управ— ляющие воздействия на исполнительные устройства на линиях подачи хладо— и теплоносителя. Блок управления содержит промежуточное реле и реле времени. При работе системы обеспе— чивается инверсный гистерезис релейного закона управления системы при включении охлаждения по температуре продукта и при включении нагрева по температуре теплоносителя на выходе установки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. в смесителе; на фиг.2 — принципиальная схема блока управления; на фиг. 3— пример переходного процесса в системе р е гул ир ов а ни я и вр еме нная диа г р амма напряжений блока управления в процессе регулирования.

Система регулирования содержит двухпозиционные регуляторы 1 и 2 температуры, схему И 3, блок 4 управления, электромагнитные воздухораспределители 5-8 и редуктор 9 давления воздуха, отсечные клапаны 10 — 12, расположенные соответственно на трубопроводах хладоносителя 13, тепло—

1474616 носителя 14 и слива 15, а также датчики температуры расплава 16 и теплоносителя на выходе системы 17.

Передача информации от датчика 16 производится через контактные кольца

18. Это используется для управления режимом обогрева смесителя 19, в котором находится продукт 20.

Блок 4 управления в представлен— ном примере реализации содержит промежуточное реле 21 с контактами 22 и 23, реле 24 времени с импульсным контактом 25, Управление работой блока управления производится выходными контактами регуляторов 26-28, причем контакты 27 и 28 включены по схеме И.

В качестве реле 24 времени исполь зуется реле в исполнении, обеспечивающем при подаче напряжения на обмотку реле периодическое замыкание и размыкание контакта 25 с возможностью настройки как длительности импульса, так и длительности паузы.

Работа системы автоматического регулирования происходит следующим образом.

Двухпозиционный регулятор 1 имеет один контакт 28, замыкающийся в слу— чае, когда температура теплоносителя на выходе смесителя больше, чем зама xc: данное значение t „„, определенное настройкой контакта 28. Двухпозиционный регулятор 2 имеет два выход †.

35 ных контакта — контакт 26 и контакт

27. Контакт 26 замкнут в случае, если температура состава меньше, чем значение t заданное настройкой контакта 26. Контакт 27 замкнут в случае если температура состава мокс больше, чем значение t,, заданное настройкой контакта 27.

Перед началом работы контакт 26 настраивается на значение температуры, меньшее заданного значения, причем разница между требуемым значением температуры состава и температурой настройки контакта 26 определяется исходя из допустимой величины

5Q перерегулирования и точности регулирования расчетным или опытным путем.

Контакт 27 настраивается на заданное значение температуры, контакт 28— на значение температуры, раьное, несколько меньшее или несколько боль55 шее значения регулируемой температуры. Настройка контакта 28 определяет величину отрицательного (инверсного) гистерезиса системы и определяется опытным путем при настройке системы исходя из наилучшего качества процесса.

После загрузки смесителя 19 соста— вом 20 производится включение регуляторов 1 и 2 и блока 4 управления системы регулирования. Поскольку в первоначальный момент значения температур теплоносителя на выходе смесителя и смеси существенно ниже значений, заданных настройкой контактов

26-28, то контакт 26 замкнут, а контакты 27 и 28 разомкнуты. Напряжение поступает на обмотку промежуточного реле 21. Замыкается контакт 22 и размыкается контакт 23. Напряжение поступает на обмотку электромагнита

29. Переключается воздухораспредели— тель 6 и на исполнительный орган отсечной клапан 11 подается давление сжатого воздуха„ обеспечивающее его полное открытие. Одновременно, сразу же с включением блока подается напряжение на электромагнитный воздухорас— пределитель 8, что приводит к открытию отсечного клапана 12 на трубоправоде 15 слива, Происходит нагрев состава=

При достижении температурой смеси мин значения t происходит з амыкание контакта 26 и включение промежуточного реле 21. Контакты 22 и 23 переключаются и происходит переключение воздухораспределителей 6 и 7. Возду— хораспределитель 6 закрывается, а воздухораспределитель 7 открывается.

При этом на отсечной клапан 16 поступает уменьшенное давление благодаря наличию редуктора 9 и клапан 11 несколько закрывается. Расход теплоно— сителя по трубоправоду 14 уменьшается, уменьшая интенсивность нагрева состава в смесителе. Необходимая величина давления на выходе редуктора 9 определяется расчетным или опытным путем исходя из требований к величине перерегулирования и точности в установившемся режиме. ма хс

В случае, если температура настройки контакта 27 незначительно отличается от температуры настройки

Макс контакта 8, достижение темпемакс ратуры t „,„на выходе устновки про— исходит раньше достижения температумаКс рой состава значения t . Происходит замыкание контакта 28, но состояние схемы 3 не меняется, так как л 4 контакт 27 разомкнут. В дальнейшем, после расплава продукта и повышения

А19хс его температуры до значения t, происходит замыкание контакта 27. При этом напряжение поступает на обмотку реле 24 времени. Начинает периодически замыкаться и размыкаться контакт 25 и периодически напряжение поступает на обмотку электромагнитного воздухораспределителя 9, что ппиводит к периодическому открыванию отсечного клапана 10 на линии подачи хладоносителя 13. Температура теплоносителя (средняя) на входе установ— ки уменьшается и начинается охлажде— ние продукта.

В связи с наличием в системе переходного и транспортного запаздывания температура продукта продолжает повышаться некоторое время, а затем снижается. Одновременно происходит сни— жение температуры теплоносителя на выходе установки, причем снижение происходит быстрее, чем снижееых ние t . Происходит размыкание кон— такта 28, отключение реле 24 времени и, соответственно, отключение клапана

10 на линии хладоносителя 13. В дальнейшем процесс повторяется и в сис— теме устанавливается устойчивый автоколебательный процесс. Таким образом, работа системы становится эквивалентной системе с инверсным гистерезисом, обеспечивая высокую точность регулирования в установившемся режиме при возможности обеспечения значительного начального перерегулирования. Это позваляет получить лучшее качество регулирования, особенно в условиях реальных промышленных систем при наличии возмущений, поскольку величина времени предварения и, соответственно, гистерезиса не является постоян— ной, а определяется динамическими характеристиками объекта. также датчик температуры теплоносителя на выходе смесителя, выход ко— торого подключен к входу второго

20 двухпозиционного регулятора, второй выход первого регулятора подключен к второму входу блока управления, второй выход которого соединен с обмоткой второго электромагнитного воздухораспределителя, подключенного к исполнительному устройству на линии слива, третий и четвертый вы— ходы блока управления соединены с обмотками соответственно третьего и четвертого электромагнитных воздухораспределителей, соединенных с исполнительным устройством на линии подачи теплоносителя, причем первый, второй и третий воздухораспределите—

35 ли подключены к магистрали сжатого воздуха непосредственно, а четвертый — через регулятор давления.

2. Система по п.1,о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что блок управления

40 содержит промежуточное реле, первая клемма, обмотки которor о подключены к второму входу блока управления, реле времени, первая клемма, обмотки которого подключены к первому

45 входу блока управления, вторые клем— мы реле подключены к первой шине пи— тания, вторая шина питания подключе— на к первому, второму, третьеыу и четвертому выходам блока соответст—

50 венно через замыкающий контакт реле времени, непосредственно через замыкающий контакт промежуточного реле и через размыкающий контакт промежуточного реле.

Формула изобретения

1. Системарегулирования температуры расплава в смесителе, содержащая первый и второй двухпозиционные регуляторы, первые выходы которых под— ключены через элемент И к первому

74616 б входу блока управлгн -я, пррвый выход которого соединен с обмоткой первого элек тр одинамическ о го в оздухор аспрев делителя, подключенного к первому исполнительному устройству на линии подачи хладоносителя„ а также датчик температуры расплава, выход которого подключен к входу первого двухпозици10 онного регулятора, о ". л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения точности управления при наличии транспортного запаздывания B установившемся режиме с одновременным за15 даваемым перерегулированием на начальной стадии процесса, содержит

1474616

t 8ых

3onxym u

/ сю 3вююут и

5амк при

tc tc

Фиг. 2

Фиг.5

Составитель В. Шафтель

Техред 1.Дидык Корректор В.Романенко

Редактор В.Данко

Заказ 1892/45 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101