Способ управления технологической системой с аккумулирующими емкостями

 

Изобретение относится к горнодобывающей и угольной промышленности и может быть использовано для управления технологическими процессами систем, содержащих аккумулирующие емкости. Цель изобретения - выравнивание графика нагрузки предприятия. Задают пропускную способность звена технологической системы, его максимальную производительность, среднюю производительность поступления продукта в аккумулирующую емкость, максимальное и минимальное количества продукта в емкостях. Затем измеряют текущее значение количества продукта в емкостях. Определяют действительное значение графика нагрузки предприятия, время периодов недогрузки и перегрузки и время до окончания текущего периода по которым с помощью математических формул определяют оптимальное значение производительности для каждого звена. Определяют сумму заданных производительностей разгрузки аккумулирующих емкостей всех предыдущих звеньев и производительностей разгрузки каждой аккумулирующей емкости звена с недостаточной пропускной способностью и всех предыдущих звеньев. Таким образом обеспечивается оптимальное использование аккумулирующих емкостей и резервов производительности технологических звеньев для организации и режимов работы с минимальным потреблением электроэнергии в часы максимумов энергосистемы. 3 ил.

СОЮЗ ССВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19> (11) (5l)5 В 65 G 47/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4390812/29-03 (?2) 09,0,88 (46) 15.01.90. Бюл.II 2 (71) Криворожский горнорудный институт (72) Г.В.Крутов, Д.И,,Родькин, А.IJ Кучеров и В.Е.Момот (53) 621.867.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 650901, кл. В 65 С 47/19, 1977. (54) Г1!ОСОГ flPAB:IEIIIIkl ТЕХ!1ОнОГИЧЕСКО11 СИСТЕМОЙ С АККУМУ ГП1РУН!!!ИМИ ЕМКОСТЯМИИ (57} Изобретение относится к горнодобывающей и угnльной нромьппленности и м.б испол."зовано для управления гехнолсги ескимн нроце::сами систем, содержащих -,ккумулирующие емкости.

Цель изобрет=ния — выравнивание график» нагрузки предприятия, Задают пропускную способность звена технолог гической системы, его максимальную производительность, среднюю проиэводителвнoсть нс еIónëåøtë продукта в

Изобретение относится к управлению технологическими процессами систем, содержащих аккумулирующие емкости, в частности, в горнодобывающей промыпленности.

Цель изобретения — выравнивание графика нагрузки предприятия.

На фиг.,1 представлена блок-схема системы управления технологическим процессом, реализующей предлагаемый аккумулирующую емкость, максимальное и минимальное количества продукта в емкостях. Затем измеряют текущее значение количества продукта в емкостях.

Определяют действительное значение графика нагрузки предприятия, время периодов недогрузки и перегрузки и время до окончания текущего периода, по которым с помощью математических формул определяют оптимальное значение производительности для каждого звена. Определяют сумму заданных производительностей разгрузки аккуМу» лирующих емкостей всех предыдущих звеньев и производительность разгрузки каждой аккумулирующей емкости звена с недостаточной пропускной способностью и всех предыдущих звеньев.

Таким образом обеспечивается оптимальное использование аккумулирующих емкостей и резервов производительности технологических звеньев для организации и режимов работы с минимальным потреблением электроэнергии в часы максимумов энергосистемы. 3 ил. способ; нг фиг.2 — схема блока управления производительностью; на фиг.3 графики изменения технологических параметров системы в течение суток.

Сущность способа состоит в том, что задают пропускную способность звена технологической системы, его максимальную производительность, определяют действительное значение графика нагрузки предприятия и пери!

535801 оды недогрузки и пере. рузки, зад;ют среднюю производительность поступления технологического продукта и максимальное и минимальное количество

5 термологичес кого продукта в аккумулирующих емкостях, измеряют era текущее значение, а затем определяют. время до окончания текущего периода, по которым определяют оптимальное значение производительности дпя каждого звена, затем определяют сумму заданных производительностей разгрузки аккумулирующих емкостей всех предыдущих звеньев и производительность раз- 1g грузки каждой аккумупирующей емкости звена с недостаточной пропускной способностьюю и всех предыдущих звеньев.

Система управления (фиг.1) состоит из генератора 1 импульсов, вычитающего счетчика 2 импульсов, цифроднапогового преобразователя 3, rrpor paMмного реп» 4 времени, делителя 5, с>мматора 6, блоков 7 управления производитепьностrþ, датчиков 8 уровня тех- 25 нологического продукта в аккумупирующих емко»THx„ регулируемых эпектроприводов 9 разгрузки емкостей, регупируемых электроприводов 10 технологических — вerrbåB.

3Q

Каждый блок 7 управления производительностью имеет дес:ять .входов и одинггадцать вьгходов. Тр тьи, четвертые, шестые, седьмые и восьмы: вьгходы предыдущих по технологической цепочке

35 блоков 7 управп.:;я прэизводггтепьн стr»o (БУП;) соединены 1гветственно с третьими„ четвертыми, шестыми, седьмьи4и и D<3»!,гымп r!ходами след/f í!øèõ по технологической цепочке блоков 7 ® управления произвопит»пьностью (БУП ...) . Первые, вторые, пятые и тевятые входы каждого последующего блока БУП 7 соединены соответственI но с первьгми, вторыми, пятыми и де вятыми входа ли предычущих блоков

БУП ;, 7.

Десятые входы блоков БУП; 7 подкпючеHll к датчикам 8 уровн9 TpxHoпогического продукта в аккумулирующих емкостях, десятые и одиннадцатые выходы блоков БУП, 7 подключены соответственно к регулируемым электрол рив одам

9 раз груз ки аккумупирующих емкостей и регулируегым эпектроприводам 10

55 технологических звеньев, Первый, второй и девятый входы последн» го по техноло гическои цепочке бпбка БУП „7, а также седьмой и восьмой входы первого блока БУП, 7 заземлены, Первый и второй выходы первого по технологической цепочке блока БУП, 7 подключены соответственно к первому входу делителя 5 и первому входу сумматора 6. Второй вход сумматора Ь соединен с пятым выходом первого блока БУП < 7, а выход подключен к второму входу делителя 5, выход которого подключен к третьему входу первого блока БУП < 7, Выход программного реле 4 времени соединен с четвертым входом первого блока БУП 7 и с устанавливающим входом вычитающего счетчика 2 импульсов, счетный вход которого подключен к выходу генератора 1 импульсов, а выход — через цифроаналоговый преобразователь 3 к шестому входу первого блока БУП, 7.

Каждый блок 7 управления производительностью (БУП, ) состоит иэ (фиг. 2) диодов 11 и 12, логических элементов НЕ 13, ло гических элементов

И 14, компара торов 15 и 16„двухпозиционных реле 17-21, сумматоров 2232, блоков 33 и 34 умножения, делителей 35 и 36 и потенцпометров

37-39.

Принцип работы заключается в следующем °

На выходе программного реле 4 времени в периоды максимумов энергосистемы появляется сигнал, который подаетсв на четвертые входы всех блоков

7 управления производительностью (БУП, -БУП„) и управляет двухпозиционными реле 20. После окончания периоДов максимума этот сигнал снимается. Входы двухпозиционных pefre 20 подключены к потенциометрам 39, регулируемые напряжения на выходах которых задаются пропорциональными максимальным (т7 „) и минимальным (7„„;„;) количествам технологического продукта в аккумупирующих емкостях. Таким образом, сигналы на выходах двухпозиционных реле 20 пропорциональны 1 в междупик овые периоды и Ч щ „, — в периоды максимумов энергосистемы.

В моментьг начала и окончания периодов максимума энергосистемьг программное реле 4 времени устанавливает иа выходе вычитающего счетчика 2 импульсов код, пропорциональный длительности наступившего периода (максимума энергосистемы или непикового периода), который при поступлении импульсов от нологического продукта в аккумулирующих емкостях. Сигналы на выходах сумматоров 29 пропорциональны разности

V, -Ч,„,„,; — в непикоьые периоды и

V, -V — в 1 ериоды максимума энергос.истемы, где V,- — измеренные текущие количества технологического продукта в аккумупирующих емкостях, Эти сигналы поступают на пер:IIIå входы делителей 36> на вторьг входах

:-соторых с.игналы пропорциональны времени 5 t, оставшемуся до окончания текущего периода. Сигналь на выходе делителей 36 пропорциональны отноше Т >пс>к Vт, -V4ю n, иияи — — - - ияи . Эти сигналы суммируются сумматорами 27 с сигналамн заданной (средней ) производительности 1 оступления:.exíUëîãè,ес|со с; продукта в аккумулируюшие емкости с1;, снимаемыми с движков потенциоме . ров 3Ь, и через нормально замкнутые контакты двухпозицнонных реле Я и 17 воздействуют на регулируемые элок троприводы 9 раз грузк и аккумулирующ сх емкостей, поддерживая производительности разсрузки равными:

Vò к, (1) где Vк =1 „,>„для периодов максимума энергосистемы и

=Ч,„, для непиковь>х периодов.

Для непиковых периодов регулирование производительности раз грузки аккумулирукящих емкостей на основаньж оптимальных значений согласно формуле (1), обеспечив.>я уменьшение количеств технолс гнческогс продукта в емкостях к началу периода максимустемы до минимальных знама знергоси ч е ни Й 11,„, >, 0>(,,4 4 где 7 с»,и и технологиче

-V +(q,-Q1)ht-V;,; ожидаемые количества ск >го продукта в емкостях ача:|а максимума энер гок моне нту н системы.

5 15 3 генератора 1 импульсов начинает умень шатьс я, Выход вычит ающе го счетчика

2 импульсов подключен к входу цифроаналогового преобразсвателя 3, таким образом> аналоговый сигнал на выходе цифроаналогового преобразователя 3 пропорционален времени tI 1., оставшемуся до кончания текущего периода.

Сигналы, пропорциональные V„; ; (V ), поступают на первые входы

>п0 1 сумматоров 29, к вторым входам которых подключены датчики 8 уровня теха в периоды максимумов энергосистемы минимальные значения производительностей разгрузки аккумулирующих ем5 костей обеспечивают исключение возможности переполнения емкостей к моменту окончания периода максимума о к м., - т +(с1; -Q ) t- » ок, где V, „>к; — ожидаемые количества технологического продукта в емкостях к моменту окончания периодов максимума энергосистемы.

Сигналы, пропорциональные задаваемым производительностям разгрузки аккумулирующих емкостей Q;, поступают на первые входы сумматоров 22. На вторые входы сумматоров 22 подаются сигналы, пропорциональные производи20 тельностям подачи технологического продукта предыдущими по технологической цепочке звеньями системы. Сигналы с выходов сумматоров 22 воздействуют на регулируемые электроприво25 ды 10 технологических звеньев, поддерживая производительности подачи технологического продукта равными с, =с;, +а;, (2) где Q; — задаваемая производитель30 ность разгрузки аккумулирующей емкости данного звена;

G, — задаваемая производитель ность подачи технологического продукта предыдущего

35 звена °

Ре гулиров ание производительно с ти подачи технологического продукта звеньями системы в соответствии с пе—

4g риодачи максимумов энергосистемы предполагает разуплотнение графика работы технологической системы в течение суток, т, е. накопление техноло гиче ского продук та в акк умулирую4 щих емкостях и уменьшение производительности в периоды максимумов энергосис темы, а в междупиковые периоды — увеличение производительности для максимального освобождения аккуgp мулирующих емкостей к началу следующего максимума энергосистемы, что связано с необходимостью учета пропускной способности технологических звеньев системы.

Если в любой момент времени междупнкового периода производительность технологического звена G<, определенная по формуле (2), окажется больше величины пропускной способности этого

1 535801 звена П, то это значит, что технологическое звено не может обеспечить производительность Г„, и к моменту начала периода максимума энергосис5 темы количество технологического продук га, равное

О к (G„Пк) b,t ° должно остаться в аккумулирующих емкостях звеньев с 1 го до К-ro. 10

При этом задаваемые производительности разгрузки емкостей и задаваемые пр ои з в одител ьнос ти подач и те хноло гического продукта звеньями с 1-ro до

К-го включительно должны быть скорректированы таким образом, чтобы про,изводительность подачи технологического продукта К-ым звеном не превьипала его пропускной способности.

Сигнал, пропорциональный пропускной способности К-ro звена, снимается с движка иотенциометра 37 и поступает на первый вход суммачора 23, на второй вход которого поступает

I сигнал, пропорциональный Q„=qK+,25

111 - 1 1 11

+ — с выхода сумматора 27, ht на третии вход — сигнал, пропорциональный ".àäàâàåìîé производительности подачи технологического продукта ире- 30 дыдущим звеном G „,, Таким образом, сигнал на выходе сумматора 23 пропорционален разности пропускной способности К-го звена и задаваемой производительности подачи технологичес35 кого продукта

S Ï к=Gê !

Этот сигнал подаечся на инверти. рующий вход комиаратора 16, неинвертирующий вход которого эаземпен, Та- 40 кнм образом, если напряжение на выходе сумматора 23 снижается ниже нуля, что соответствует С„ П, то на выходе компаратора 16 генерируется логический сигнал высокого уровня, соответствующий логиче кой единице, Этот сигнал через диод 12 К-го звена и диоды )1 всех предыдущих звеньев (с 1-ro до К-1-ro) иостуиаеr на управляющие входы двухпозиционных

50 реле 18 и 21 звеньев с 1-го до К-ro.

Одновременно этот сигнал подается на первый вход логического элемента

И 14 К-ro звена, и при отсутствии сигнала на входе логического элемен55 та НЕ !3 К-го звена, соответствующего достаточной пропускной слособнос— ти последующих звеньев, на выходе логического элемента И 14 К-го звена появляется сигнал логической единицы, который воздействует на двухпозиционное реле 19 К-го звена, Для всех предыдущих звеньев (с 1-го до К-1-го) запрещается срабатывание реле 19 ввиду наличия логического нуля на вторых входах логических элементов

И 14. Таким образом, на второй вход сумматора 6 поступает сигнал с выхода блока 3 умножения того звена,,для которого G, i П ° .

Сигнал, пропорциональный пропускной способности К-го звена, подается на первый вход сумматора 24, а сигнал, пропорциональный сумме производительностей разгрузки емкостей звеньев с 1-го до К-ro

K K

5k= я,-, (ч;+ 7 — ).

1 подается с выхода сумматора 25 на второй вход сумматора 24. На выходе сумматора 24 сигнал пропорционален разности S -П, Этот сигнал подается на первый вход блока 33 умножения, на втором входе которого сит нал про" порционален времени g t, оставшемуся до окончания текущего периода, Таким образом, на второй вход сумматора 6 через реле 19 подается сигнал, пропорциональный (S „-П „) gt того звена, где G, Ï,, Срабатывание реле 21 звеньев с

1-ro до К-го соответствует подаче на первый вход сумматора 6 сигнала, прок иорционального сумме Ч,„ (сум1

I мирование осуществляется сумматорами

31 звеньев с 1-ro до К-ro), а на первый вход блока 5 деления — сигна k ла, пропорционального сумме

1 (суммирование осуществляется сумматорами 32 звеньев с 1-го до К-го).

Поэтому сигнал на выходе блока деления 5 пропорционален

;Е ть ч ) Этот сигнал поступает на первые входы блоков 34 умножения всех звеньев, Вторые входы блоков 34 умножения подключены к потенииометрам

38, являющимся задатчиками q, а вы1 ходы блоков 34 умножения подключены к первым входам сумматоров 30, вторые

1535801 (3)

15

20 (4) 25

35

Так ое регулирование производительнос тей позволяет максимально использовать аккумулирующую способность емкостей в периоды максимумов энергосистемы при недостаточной провходы которых подключены к потенциометрам 39, являющимся эадатчиками

Ч„ „ . Поэтому на входы сумматоров

28 подаются сигналы, пропорциональные

5 требуемым количествам технологического продукта в емкостях Ч„„,„,„-(S„-П„) he

;К 1, Срабатывание реле 18 звеньев с

1-го до К-го соответствует подключению сигналов регулирования производительностей разгрузки емкостей к выходам сумматоров 26, Сигналы на выходах сумматоров 26 пропорциональны скорректированным значениям производительностей разгрузки

>I

Чт -Чк, Q = q + 4

1 (операцию вычитание осуществляет сумматор 28> операцию "деление" делитель 35, а операцию "сложение" сумматор 26).

If

Сигналы Q регулирования проиэ1 водительностей разгрузки емкостей звеньев с 1-го до К-го соответствуют режиму работы технологической системы, обеспечивающему производительность подачи технологического продукта звеном с номером К, равную е> о пропускной способности ,ч,-v., к чк 1 к. распределение остатка технологического продукта (S!Q-Пк)ЬЕ в емкостях звеньев с -го до К-го к началу периода максимума энерго— системы в соответствии с формулой (3), что обеспечивает аккумулирующие резервы емкостей к началу периода максимума энергосистемы, пропорциональные средним производительностям поступления технологического продукта в емкости

ff

V»» М, » Ча» У»

q, о, " q

Чти х» Чк >.

° ° ° чк пускной способности одного или нескольких звеньев.

Сит калы регулирования разгрузки аккумулирующих емкостей Q с выходов

1 двухпозиционных реле 18 поступают на инвертирующие входы компараторов 15, неинвертирующие входы которых заземлены, Поэтому при снижении напряжения задания производительностей разгрузки емкостей ниже нуля на выходе компараторов 15 генерируются логические сигналы, которые управляют двухпоэиционными реле 17. При этом сигналы задания производительностей разгрузки равны нулю.

На фиг. 3 представлены графики изменения технологических параметров системы.

Штриховые линии на графиках

G соответствуют расчетным значениям производительностей, при которых пропускная способность одного из звеньев системы (третьего) не может обеспечить расчетный режим. Соответствующие им сплошные линии представляют скорректированные графики производительностей, обеспечивающие одновременно непревышение пропускной способности и пропорциональное распределение производительностей разгрузки емкостей с точки зрения аккумулирующей способности звеньев в следующий период максимума энергосистемы.

Снижение производительностей звеньев технологической системы в периоды максимумов энергосистемы обеспечивает беэ нарушения технологического процесса соответствующее снижение потребления электроэнергии в эти периоды на величину, которая определяется технологическими параметрами системы (величинами аккумулирующих емкостей, пропускными способностями звеньев и др,), Иэ анализа графиков фиг. 3 следует, что предлагаемый способ обеспечивает использование аккумулирующих емкостей и резервов производительностей технологических звеньев для организации режима работы системы с минимальным потреблением электроэнергии в часы максимумов энергоснс— темы, что способствует выравниванию графика электрической нагрузки энергосистем, снижению энергозатрат предприятий.

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Способ управления технологической системой с аккумулирующими емкостя1535801

12 ми, заключающийся в том, что задают пропускную способность звена П техk нологической системы, его максимальную производительность и регулируют

5 производительность разгрузки аккумулирующей емкости Q о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью выравнивания графика нагрузки предприятия, определяют его действительное значение и время периодов недогрузки и перегрузки, задают среднюю производительность поступления технологического продукта q, в аккумулирующую емкость, задают максимальное 7 „ и минимальное V ;„. количества технологического продукта в аккумулирующих емкостях и измеряют erо текущее значение V, а затем определяют время до окончания текущего периода нагрузки 5|: и регулируют производительность каждого звена системы для получения оптимального значения по формуле

v,,,-v„; ь где VÄ, «Н „. для периодов перегрузки, для периодов недогруэки, затем определяют сумму заданных производительностей разгрузки аккумулирующих емкостей всех предыдущих звеньев и сравнивают ее с проиэводителъностью данного звена и если максимальная производительность звена больше, то производительность pasrpysки аккумулирующей емкости данного звена задают равной оптимальному значению, а если — меньше, то производительность разгрузки каждой аккумулирующей емкости pàííîãо звена и всех предыдущих звеньев определяют по формуле к

KV„. -(S -П„)

tI I

V„. -VùÎú -Ч; ч, где S — сумма производительностей

K разгрузки емкостей эвеньев, причем производительность разгрузки каждой аккумулирующей емкости звена с недостаточной пропускной способностью и всех предыдущих звеньев определяют исходя иэ соотношения, у, -ч „

Ч Ес

)53580 I

Фиг. 2

1535801

Чят

g,&ю,(T

9zp„

А,G1 (тlг) V17

91pr

Р/г

Составитель Л. Виноградов

Редактор H. Киштулинец Техред Л.Сердюкова Корректор Т. Малец

Тираж 648

Заказ 80

Под пи с но е

ВБИПИ Государственного комитета пц изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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