Устройство для регулирования процесса сушки материала

 

Изобретение относится к автоматическим устройствам для управления процессом сушки длинномерных текстильных материалов преимущественно на барабанных сушильных машинах. Целью изобретения является повышение качества регулирования за счет учета нелинейности в объекте регулирования и минимизации энергозатрат на сушку при максимально возможной производительности оборудования. Устройство содержит датчики выходной влажности и скорости материала, задатчики влажности, рабочей и заправочной скорости материала, блоки сравнения, переключатели, блоки коррекции, нелинейные блоки, функциональный преобразователь, логический блок, исполнительный механизм с датчиком расхода теплоносителя и локальные системы регулирования температуры в соотвествующих зонах сушильной машины. Устройство реализует четыре алгоритма управления : стабилизации влажности и рабочей скорости, если рассогласование по влажности материала не превышает заданного статического технологического допуска на изменение влажности, определяемого первой зоной нечувствительности нелинейного блока, регулирования температуры в зоне сушки материала, если рассогласование по влажности находится в пределах между статическим и динамическим технологическим допуском, определяемым второй зоной нечувствительности нелинейного блока на мощности по каналу подачи теплоносителя, а при исчерпании ресурсов регулирования - по каналу регулирования скорости, а также связкого нелинейного регулирования скорости и подачи теплоносителя в зону сушки материала при выходе рассогласования по влажности за динамический технологический допуск с учетом ограничения на ресурсы регулирования расхода теплоносителя и скорости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 D 06 B 3/36, 15/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4498275/30-12 (22) 26,10,88 (46) 23.09,90. Бюл. М 35 (71) Ивановский научно-исследовательский экспериментально-конструкторский машиностроительный институт и Центральный научно-исследовательский институт хлопчатобумажной промышленности (72) В,Д.Таланов, Н.Е,Бычков, Ю.В.Курланов, И.B.Ìèòðoôàíoâ и H.А,Кобляков (53) 677.057 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1346708, кл. 0 06 В 3/36, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПРОЦЕССА СУШКИ МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к автоматическим устройствам для управления процессом сушки длинномерных текстильных материалов, преимущественно на барабанных сушильных машинах. Целью изобретения является повышение качества регулирования эа счет учета нелинейности в объекте регулирования и минимизации энергозатрат на сушку при максимально возможной производительности оборудования. Устройство содержит датчики выходной влажности и скорости материала, задатчики влажности, рабочей и заправочной скорости материала, блоки сравнения, переключатели, блоки коррекции, нелинейные

Изобретение относится к автоматическим устройствам для управления процессом сушки длинномерных текстильных материалов преимущественно на барабанных сушильных машинах.

Целью изобретения является повышение качества регулирования за счет учета нелинейности в объекте регулирования и минимизации энергозатрат на сушку при

БЫ „1594228 Al блоки, функциональный преобразователь, логический блок, исполнительный механизм с датчиком расхода теплоносителя и локал ьные системы регулирования температуры в соответствующих зонах сушильной машины, Устройство реализует четыре алгоритма управления: стабилизации влажности и рабочей скорости, если рассогласование по влажности материала не превышает заданного статического технологического допуска на изменение влажности, определяемого первой зоной нечувствительности нелинейного блока, регулирования температуры в зоне сушки материала, если рассогласование по влажности находится в пределах между статическим и динамическим технологическим допуском, определяемым второй зоной нечувствительности нелинейного блока на мощности по каналу подачи теплоносителя, а при исчерпании . ресурсов регулирования — по каналу регулирования скорости, а также связного нелинейного регулирования скорости и подачи теплоносителя в зону сушки материала при выходе рассогласования по влажности за динамический технологический допуск с учетом ограничения на ресурсы регулирования расхода теплоносителя и скорости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл, максимально возможной производительности оборудования, На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 скорости материала и регулятор 2 скорости, подключенные соответственно к первому входу и выходу блока 3 сравнения, переключатели 4 и 5, выходы которых связаны соответствен1594228 но с вторым и третьим входами блока 3 сравнения, задатчики 6 и 7 заправочной и рабочей скоростей, подключенные соответственно к первому и второму входам переключателя 4, блок 8 коррекции, выход которого связан с входом переключателя 5.

Сушильная машина 9 оснащена локальными системами 10 регулирования температуры, связанными общим вентилем 11 с испольнительным механизмом 12 подачи теплоносителя; к входу которого подсоединен выход блока 13 коррекции.

Информационный выход исполнительного механизма 12 связан с входом датчика

14 расхода теплоносителя, Первый и второй входы логического блока 15 подключены соответственно к первому и второму выходу датчика 14 расхода теплоносителя, третий и четвертый входы подсоединены соответственно к первому и второму выходам нелинейного блока 16, а пятый и шестой входы связаны с первым и вторым выходами нелинейного блока 17, вход которого соединен с выходом датчика 1 скорости материала, Датчик 18 выходной влажности подсоединен к первому входу блока 19 сравнения, к второму входу которого подключен задатчик 20 выходной влажности, Вход функционального преобразователя 21 соединен с выходом блока 19 сравнения, первый выход связан с первыми входами блоков 13 и 8 коррекции, а второй выход подсоединен к входу нелинейного блока 16. Первый и второй выходы логического блока 15 подключены к вторым входам соответственно блоков

8 и 13 коррекции. Каждая иэ локальных систем 10 регулирования температуры содер>кит датчик 22 и задатчик 23 температуры, подключенные соответственно к первому и второму входам блока 24 сравнения, выход которого через регулятор 25 температуры подсоединен к исполнительному механизму 26.

Устройство работает следующим образом, Материал (ткань, основа, трикотажное полотно) со скоростью VI,-измеряемой датчиком 1 скорости, проходит зону сушки машины 9, на выходе из которой он приобретает выходную влажность wI. Значение заданной влажности п>, номинальной температуры О>, номинальной рабочей скорости Ч,, задаваемые соответственно задатчиками 20, 23 и 7, определястся из карты технологического режима проводки материала соответсгвующего артикула (типаа).

Режим работы сушильной машины задается переключателями 4 и 5; "Заправ10

55 ка" — положение 1, "Работа" — положение II (не показано), В ре>киме "Работа" скорость движения материала в сушильной машине 9 зависит как от номинального значения Vo, так и от сигнала коррекции ЛЧ,, поступающего через переключатель 5 с блока 8 коррекции, Необходимый температурный режим сушки задается работой локальных контуров 10 терморегулирования и обеспечивает поддержание регламентированной температуры 0> в рабочем режиме путем воздействия на исполнительные механизмы двухпозиционных клапанов подачи теплоносителя (пара), расход которого может также изменяться и от сигнала коррекции Л GK, поступающего с блока 13 коррекции.

Сигнал датчика 18 выходной влажности сравнивается в блоке 19 сравнения с заданием от задатчика 20 влажности, где формируется сигнал рассогласования (ошибки) ew =- ио — w Сигнал ew постУпает на вход функционального преобразователя 21, на выходе которого формируются сигналы Y1 = lewl, поступающий на вход нелинейного блока 16, и Y2 = SIg new (Sign обозначение сигнум-функции, равной нулю при

ew 0 и равной 1 при ew> ()), поступающий на входы блоков 8 и 13 коррекции.

Сигнал с выхода датчика 1 скорости материала воздействует на нелинейный блок

17. При движении материала со скоростью

Чь значение которой лежит внутри граничных значений изменения скорости (VI> M1>«), оба сигнала с выходов логического элемента 15 равны "Лог.

0" (Х5=Х6=0). При этом, если отклонение влажности lewl < 8>, где д — статический технологический допуск на изменение выходной вла>кности (+1 ), то оба сигнала коррекции отсутствуют.

Когда le I < д2, где д — динамический технологический допуск на изменение влажности (в переходном режиме "- 3%), то на первом выходе (X3) нелинейного блока 16 появляется сигнал "Лог.1", а на втором (X4) остается "Ло". 0", При этом, если расход теплоносителя находится между граничными значениями: максимальным (3макс и ми нимальным Gr > (что соответствует "Лог, 0" на входах Х1 и X2), на первом выходе (Z1) логическрго блока 15 появляется "Лог.1"— сигнал разрешения коррекции А6, поступающий на вход блока 13 коррекции. В совокупности с сигналом У2 на другом входе блока 13 коррекции последний формирует корректирующее воздействие Л6, отрабатываемое исполнительным механизмом 12, изменяющим пропускную способность вентиля 11, и

1594228

6 тем самым общий расход теплоносителя Go, поступающего в локальные контуры 10 терморегулирования сушильной машины, Эффективность такого воздействия обьясняется тем, что по отношению к температуре 6 в зоне сушки расход теплоносителя является производной, т.е. Оп = kd 9 /dt, где k — коэффициент пропорциональности.

Тем самым в значительной мере преодолевается инерционность сушильной машины, 5

В качестве датчика 14 расхода используется датчик положения исполнительного механизма 12, имеющий электрические выходы, на которых появляются сигналы "Лог.1" 15 при достижении механизмом 12 крайних положений, соответствующих 6мив (X1=1) и

Смаке (X2=1) расходу теплоносителя (пара) через вентиль 11, При наличии сигнала "Лог.1" с датчика 20

14 расхода (на одном из его выходов), что свидетельствует об исчерпании резервов регулирования по данному каналу, сигнал разрешения коррекции Z1 =О и корректирующее воздействие ЛGk блоком 13 коррек- 25 ции не вырабатывается. В тоже время с второго выхода логического блока 15 выдается сигнал Z2 = 1 — сигнал разрешения коррекции Л Vk по скорости, поступающий на вход блока 8 коррекции. 30

В том случае, когда имеет место существенное возмущение по изменению влажности материала, превышающее динамический технологический допуск, т,е, te t ) др, логический блок 15 дает разреше- 35 ние на коррекцию скорости Л Vp, пока резерв ее регулирования не исчерпается.

При выборе всего резерва регулирования скорости (Vt Vp мив или Vt /рма„ ) нэ одном из выходов нелинейного блока 17 появляется "Лог.1" и разрешение на коррекцию Л Vk не выдается (Z2 = О).

Переход из режима "Работа" в режим

"Заправка" осуществляется персоналом, обслуживающим оборудование, с помощью сдвоенного переключателя 4 и 5. При этом на один из входов блока 3 сравнения вместо задатчикэ 7 номинальной скорости Vo подключается задатчик 6 зап равочной скорости

Чаапр, а другой вход отключается от выхода блока 5 коррекции и заземляется.

Контур регулирования скорости выводит скорость движения материала на величину, равную Чзапр. Так как Чзапр < Vp мив режиме "Заправка" остается возможность отработки корректирующего воздействия только по каналу расхода теплоносителя.

Принцип действия элементов блок-схемы устройства поясняется таблицей их состояния в зависимости от значения параметров сигналов на выходе функционального преобразователя 21, а также величины рассогласования по влажности Evy.

Формула изобретения

1. Устройство для регулирования процесса сушки материала, преимущественно длинномерного на барабанных сушильных машинах, содержащее датчик и задатчик выходной влажности материала, выходы которых подключены к соответствующим входам первого блока сравнения, датчик скорости материала, подсоединенный к первому входу второго блока сравнения, выход которого связан с входом регулятора скорости, задатчик рабочей скорости, первый и второй блоки коррекции, нелинейный блок и исполнительный механизм подачи теплоносителя в соответствующие зоны сушильной машины, каждая из которых снабжена локальным регулятором температуры, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества регулирования за счет учета нелинейности в объекте регулирования и минимизации энергозатрат на сушку при максимально возможной производительности, оно снабжено задатчиком заправочной скорости, переключателями, логическим блоком, функциональным преобразователем, дополнительным нелинейным блоком и датчиком расхода теплоносителя, причем сигнальный выход исполнительного механизма связан с входом датчика расхода теплоносителя, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам логического блока, выход первого блока сравнения связан с входом функционального преобразователя, первый выход которого подсоединен к первым входам первого и второго блоков коррекции, а второй выход через нелинейный блок подключен к третьему и четвертому входам логического блока,, вход дополнительного нелинейного блока подсоединен к выходудатчика скорости материала, а его выходы связаны соответственно с пятым и шестым входами логического блока, первый и второй выходы которого подключены к вторым входам соответственно первого и второго блоков коррекции, при этом задатчики заправочной и рабочей скорости подсоединены соответственно к первому и второму входам первого переключателя, выход которого связан с вторым входом второго блока сравнения, выход первого блока коррекции через второй переключатель подключен к третьему входу второго блока сравнения, а

1594228

П р и м е ч а н и е. х — любое значение сигнала; если Y2=1, то корректирующее воздействие по теплоносителю положительное, а по скорости — отрицательное; если

Y2=0, то корректирующее воздействие по теплоносителю отрицатель.ное. а по скорости — положительное, Составитель А,K03/loB

Техред М,Моргентал . Корректор Н. Король

Редактор И.Дербак

Заказ 2815 Тираж 418 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 выход второго блока коррекции соединен с входом исполнительного механизма подачи теплоносителя.

2, Устройство по и, l, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что нелинейные блоки выполнены в виде двухпороговых элементов.