Способ автоматического управления процессом ферментации табака в поточных линиях

 

Изобретение относится к табачной промышленности, а именно к табачно-ферментационному производству. Цель изобретения - повышение производительности и уменьшение энергетических затрат. Дополнительно измеряют разность между температурой в слое воздуха, непосредственно прилегающем к поверхности табачной кипы, и температурой мокрого термометра на внешней границе пограничного слоя и по ней корректируют задаваемый темп нагрева, а при охлаждении дополнительно измеряют температуру в слое воздуха, непосредственно прилегающем к поверхности табачной кипы, по ней вычисляют значение температуры мокрого термометра в том же слое при равновесной влажности, соответствующей заданной влажности табака, измеряют температуру мокрого термометра на внешней границе пограничного слоя и определяют разность значений измеренной и вычисленной температур мокрого термометра и по ней корректируют задаваемый темп охлаждения, причем темп нагрева и охлаждения корректируют путем изменения показателя экспоненты. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

РО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4158739/26-13 (22) 08.12.86 (46) 15.04.90. Бюл. № 14 (71) Кишиневское проектно-конструкторское бюро автоматизированных систем управления (72) Я. Ш. Пародер (53) 663.1.62(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1286148, кл. А 24 В 3/12, 1985.

Мохначев И. Г., Загоруйко М. Г. Химия и ферментация табака. М.: Легкая промышленность, 1983, с. 212 — 213. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ФЕРМЕНТАЦИ И ТАБАКА В ПОТОЧНЫХ ЛИ НИ ЯХ (57) Изобретение относится к табачной промышленности, а именно к табачно-ферментационному производству. Цель изобретения— повышение производительности и уменьшение энергетических затрат. Дополнительно

Изобретение относится к табачной промышленности, а именно к табачно-ферментационному производству.

Цель изобретения — повышение производительности и уменьшение энергетических затрат.

Сущность изобретения заключается в том, что согласно способу автоматического управления процессом ферментации табака в поточных линиях, предусматривающему осуществление программного регулирования температуры по экспоненциальному закону и влажности воздуха, измерение температуры воздуха по сухому и мокрому термометру, дополнительно измеряют разность между температурой в слое воздуха, непосредственно прилагающем к поверхности табачной кипы, и температурой мокрого термометра

„„Я0„„1556640 (51)5 А 24 В 3/12 измеряют разность между температурой в слое воздуха, непосредственно прилегающем к поверхности табачной кипы, и температурой мокрого термометра на внешней границе пограничного слоя и по ней корректируют задаваемый темп нагрева, а при охлаждении дополнительно измеряют температуру в слое воздуха, непосредственно прилегающем к поверхности табачной кипы, по ней вычисляют значение температуры мокрого термометра в том же слое при равновесной влажности, соответствующей заданной влажности табака, измеряют температуру мокрого термометра на внешней границе пограничного слоя и определяют разность значений измеренной и вычисленной температур мокрого термометра и по ней корректируют задаваемый темп охлаждения, причем темп нагоева и охлаждения корректируют путем изменения показателя экспоненты. 6 ил. на внешней границе пограничного слоя и по ней корректируют задаваемый темп нагрева, а при охлаждении дополнительно измеряют температуру в слое воздуха, непосредственно прилегающем к поверхности табачной кипы, по ней вычисляют значение- температуры мокрого термометра в том же слое при равновесной влажности, соответствующей заданной влажности табака, измеряют температуру мокрого термометра на внешней границе пограничного слоя, определяют разность значений измеренной и вычисленной температур мокрого термометра и по ней корректируют задаваемый темп охлаждения, причем темп нагрева и охлаждения корректируют путем изменения показателя экспоненты.

На фиг. 1 приведена схема устройства для реализации предлагаемого способа авто1556640 матического управления процессом ферментации табака в поточных линиях; на фиг. 2— зависимость разности температур между температурой мокрого термометра и температурой точки росы на внешней границе пограничного слоя в рабочем диапазоне температур и относительной влажности 60ОА,; на фиг. 3 — задаваемые и реальные программы изменения температуры воздуха при нагреве; на фиг. 4 — то же, при охлаждении; на фиг. 5 — 1 — d диаграмма для пояснения реализации способа при нагреве; на фиг. 6— то же, при охлаждении.

Устройство состоит из четырех одинаковых схем и содержит программный задатчик 1, подключенный к сумматору 2 регулятора температуры, выход которого подключен к исполнительному механизму 3 (соединенному с клапа ном на трубопроводе подачи пара в зонах поточной линии и с заслонками подачи наружного и рециркуляционного воздуха в зоне охлаждения 4); датчик 4 температуры воздуха tb, установленный в зоне 5 (с установленными на ней вагонетками, нагруженными табачными кипами), подключенный к входу сумматора 2 регулятора температуры и контуру 6 регулирования температуры мокрого термометра по заданной программе относительной влажности; первый блок 7 сравнения температур в пограничном слое воздуха, подключенный к датчику 8 температуры воздуха в слое, непосредственно прилегающем к поверхности табачной кипы (t o ) и к датчику 9 температуры мокрого термометра на внешней границе пограничного слоя (t ); второй блок 10 сравнения, к входам которого подключен датчик 9 температуры мокрого термометра (/„) и выход блока 11 вычисления температуры мокрого термометра в слое воздуха, непосредственно прилегающем к поверхности табачной кипы при заданной равновесной влажности (/„р ), вход блока 11 подключен к датчику 8 температуры (t "); выходы блоков 7 и 10 сравнения подключены к двум контактам первой группы переключателя 12 режимов, а общий контакт этой группы подключен к входу коррекции темпа программного задатчика l, а также к входам пороговых элементов 13 и 14. Выход порогового элемента 13 подключен к входу остановки программного задатчика 1 и общему контакту второй группы переключателя 12 режимов, второй контакт которой подключен через элеитропневмообразователь к исполнительному механизму 3. Выход порогового элемента 14, срабатывающего при положительной разнице сравниваемых температур (результата на выходе подключенных блоков 7 или 10 сравнения), подключен к входу регулятора через разрешающий контакт блока 15 контроля заданной конечной температуры. Устройство реализовано на микропроцессорном регулирующем контроллере Ремиконг P-100.

Способ осуществляется следующим образом.

Переключатель 12 режимов устанавливается в первом положении («Нагрев»). На программном задатчике задается экспоненциальный закон нагрева воздуха: внзаа=/вннач+ (/внкон — /нннач) () — / -Ь . (g) где Йн" — задаваемая температура воздушной среды при нагреве, С;

/вы " — начальное значение температуры воздуха при нагреве, С;

P — показатель экспоненты при нагреве, 1/ч; т — текущее время, ч.

Задаваемая программа пря велена на фиг. 3, линия 1. При рассогласовании между 1- и 1„, измеряемых датчиками 8 н 9 температуры соответственно, на выходе блока 7 сравнения появляется сигнал М„=

= 1 — t „который подается на корректирующий вход программного задатчика 1 и входы пороговых элементов 13 и 14. В случае

И)0 происходит корректировка (увеличение) показателя „(уменьшение времени), темп нагрева возрастает, соответственно сокращается Т, при этом Т становится меньше Т,.> где Тр — первоначально заданное время нагрева для программированного режима; Т, — реальное время нагрева (линия 1 на фиг. 3).

Увеличение темпа нагрева приводит к увеличению сигнала на входе сумматора 2 регулятора температуры, это ведет к росту температуры воздуха t- измеряемой датчиком 4 температуры, что, в свою очередь, увеличивает сигнал на входе контура 6 влажности и увеличивает температуру мокрого термометра для поддерживания заданной относительной влажности. Температура мокрого термометра датчика 9 растет быстрее (t -) температуры датчика 8, т. к. инерционность и запаздывание канала регулирования влажности значительно ниже (примерно в 3 раза), чем инерционность канала регулирования tnt . Таким образом обеспечивается минимальное положительное рассогласование между /- и 1, что обеспечивает увеличение темпа нагрева, исключая пере увлажнение табака. В случае рассогласования ь t = inca . — „> 2 С вызванного, например, нестабильностью давления пара, срабатывает пороговый элемент 14 и с его выхода подается форсирующий сигнал на сумматор 2 регулятора температуры. В случае; когда At=t - — t„(0, срабатывает пороговый элемент 13 и с его выхода поступает сигнал на остановку программного задатчика 1.

При этом рост температуры 1- и, соответственно, 1„останавливается, а 1- увеличивается, т. к. ее значение из-за инерционности и запаздывания было меньше tab.. При восстановлении условия t o )t пороговый элемент 13 возвращается в и сходное состоя1556640 ние; программный задатчик 1 продолжает программу (кривая 3 на фиг. 3).

При охлаждении способ осуществляется следующим образом.

Переключатель 12 режимов устанавливается во второе положение («Охлаждение») . На программном задатчике 1 задается экспоненциальный закон охлаждения воздуха

/БОзал= /Вонач+ (tsoxnv — /ВОнач) (l — t ), (2) где /Возал — задаваемая температура воздушной среды при охлаждении, С;

tao- — начальное значение температуры воздуха при охлаждении, С;

Po — показатель экспоненты при охлаждении, 1/ч.

Задаваемая программа приведена на фиг. 4, линия 1. При значении температуры 1-. датчика 8 температуры на выходе блока 11 вычисления температуры мокрого термометра появляется сигнал, соответствующий температуре мокрого термометра в слое воздуха, непосредственно прилегающем к поверхности табачной кипы t» t . Вычисление

t .t. показано на 1 — d диаграмме (фиг. 5).

При 1-.=1. ч в соответствии с 1 — с1 диаграммой при равновесной влажности, равной

65Я, t v+t .v . Если в этот же момент времени измеренное значение t"At t, на выходе блока 10 сравнения появляется сигнал

Atp=t.— 1 i, который подается на корректирующий вход программного задатчика 1 и входы пороговых элементов 13 и 14. В случае Л4)0 (например, при параметрах воздушной среды на внешней границе пограничного слоя, соответствующих точке Al на 1 — d диаграмме, при которых t. )1 pi) происходит корректировка (увеличение) показателя ро (уменьшение постоянной времени) программного задатчика 1, темп охлаждения возрастает. В результате сокра- щается реальное время охлажден и я Т, меньше заданного времени. Сказанное справедливо для всех точек Аь А, ..., Ai, для которых t )t p. Так как перепад относительной влажности воздуха внутри пограничного слоя (между внешней его границей и поверхностью материала) можно рассматривать как следствие его нагрева при измененном влагосодержании до.температуры воздуха в слое, непосредственно прилегающем к поверхности табачной кипы, то для указанных точек относительная влажность в слое, непосредственно прилегающем к поверхности табачной кипы, при его температуре t«o .=til» i всегда больше заданной равновесной влажности (фиг. 6). В случае рассогласования Ato=t — t г)2 С срабатывает пороговый элемент !4 и с его выхода подается форсирующий сигнал на сумматор 2

Фар,кула изобретения

30 Способ автоматического управления процессом ферментации табака в поточных линиях, предусматривающий осуществление программного регулирования температуры по экспоненциальному закону и влажности воздуха, измерение температуры воздуха по

35 сухому и мокрому термометрам, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения производительности и уменьшения энергетических затрат, измеряют разность между температурой в слое воздуха, непосредственно при40 легающем к поверхности табачной кипы, и температурой мокрого термометра на внешней границе пограничного слоя и по ней корректируют задаваемый темп нагрева, а при охлаждении дополнительно измеряют температуру в слое воздуха, непосредственно при45 легающем к поверхности табачной кипы, по ней вычисляют значение температуры мокрого термометра в том же слое при равновесной влажности, соответствующей заданной влажности табака, измеряют температуру мокрого термометра на внешней границе

50 пограничного слоя и определяют разность значений измеренной и вычисленной температур мокрого термометра и по ней корректируют задаваемый темп охлаждения, причем темп нагрева и охлаждения корректируют путем изменения показателя экспоненты.

25 регулятора температуры. В случае Ato(0 (например, точка В на I — d диаграмме, фиг. 5) срабатывает пороговый элемент 13 и с его выхода поступает сигнал на остановку программного задатчика lа через замкнутую группу контактов переключателя 12 режимов на исполнительный механизм 3, что приводит к закрытию клапана подачи наружного воздуха и открытию связанного с ним в противофазе клапана рециркуляционного воздуха. В результате быстрее повышается влажность в зоне, а следовательно, и в слое, непосредственно прилегающем к поверхности табачной кипы. При выполнении условия Ato=t — t.p)0 (на величину зоны возврата) пороговый элемент 13 возвращается в исходное состояние, программный задатчик 1 продолжает программу (фиг. 4, линия 3) . При достижении заданной конечной температуры охлаждаемого воздуха срабатывает блок 15 контроля заданной температуры, прерывая цепь подачи формирующего сигнала на сумматор 2 регулятора температуры с выхода порогового элемента 14.

Приме нение изобретения позволяет сократить время ферментации на 10 — 12 ч, уменьшая при этом теплоэнергетические затраты и потери сухих веществ.

1556640

1556640

МУСЮ/

l 556640

Pg ф2/ур

Составитель A. Ч алый

Редактор М. Циткина Техред И. Верес Корректор В. Кабаций

Заказ 672 Тираж 269 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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