Система автоматического управления процессом первой сатурации

 

Использование: в пищевой промышленности , в частности, для управления процессом очистки сока при производстве сахара. Сущность изобретения: система содержит сатуратор 1, датчик 2 расхода газа на сатурацию , датчик 3 концентрации С02 в газе, связанные с умножителем 4, соединенным с входом регулятора 5 соотношения, датчик 6 расхода сока на сатурацию, соединенный с вторым входом регулятора 5 соотношения, датчик 7 рН сатурационного сока, соединенный с корректирующим ПИД-регулятором 8, выходом своим соединенным с камерой Здание регулятора 5 соотношения, выход которого соединен с исполнительным механизмом 9 на линии подачи газа на сатурацию. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) () () (я)5 С 13 D 3/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 73 9 с, /! (21) 4874047/13 (22) 14.09.90 (46) 07.05.92. Бюл. N. 17 (71) Грозненское научно-производственное объединение "Промавтоматика" (72) В.М.Мельниченко, Г.Б.Шнайдермэн и О.А.Кречетова (53) 664.1.031 (088.8) (56) Волошин 3.С., Макаренко Л.П„Яцковский П.В. Автоматизация сахарного производства, М., 1990, с. 118 — 119. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПЕРВОЙ САТУРАЦИИ (57) Использование; в пищевой промышленности, в частности, для управления процессом очистки сока при производстве сахара, Сущность изобретения; система содержит сатуратор 1, датчик 2 расхода газа на сатурацию, датчик 3 концентрации СОг в газе, связанные с умножителем 4, соединенным с входом регулятора 5 соотношения, датчик 6 расхода сока на сатурацию, соединенный с вторым входом регулятора 5 соотношения, датчик 7 рН сатурационного сока, соединенный с корректирующим ПИД-регулятором 8, выходом своим соединенным с камерой "Здание" регулятора 5 соотношения, выход которого соединен с исполнительным механизмом 9 на линии подачи газа на сатурацию, 1 ил.

1731817

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к автоматизации управления процессами сокоочистки сахарного производства.

Для процессов первой сатурации характерно наличие прямой зависимости между рН сатурационного сока и содержанием в нем кальциевых солей, а также наличие четко обозначенного минимума цветности в интервале рН 10 — 11 ед. рН.

Исследования процессов первой сатурации показали, что указанные процессы протекают в условиях изменяющихся расхода сока на сатурацию, концентрации углекислого газа в сатурационном газе. При этом канал воздействия "Расход газа на сатурацию — рН сатурационного сока" обладает временем чистого запаздывания 3 — 4 мин, а коэффициенты передачи объекта по каналам воздействия "Расход сока — рН сатурационного сока", "Концентрация COz в газе— рН сатурационного сока" сопоставимы с коэффициентом передачи объекта по каналу воздействия "Расход газа на сатурацию— рН сатурационного сока".

Известно устройство для регулирования подачи газа на первую сатурацию, включающее датчики расхода сока, рН сатурационного сока, связанные с регулятором соотношения, датчики расхода газа на сатурацию и концентрации углекислого газа в сатурационном газе, связанные с умножением, выход которого также связан с регулятором соотношения, соединенным с исполнительным устройством, установленным на линии подачи газа на сатурацию.

Недостатками указанного устройства является низкое качество регулирования рН и выход его значения за регламентные границы из-за того, что сигнал от датчика рН, характеризующего содержание кальциевых солей в сатурационном соке, подается в регулятор без предварительного изменения во вспомогательном контуре, что не позволит учесть динамику канала воздействия

"Расход газа на сатурацию — рН сатурационного сока" и приводит к снижению устойчивости системы управления и соответственно к снижению точности регулирования рН сатурационного сока. Низкая точность регулирования рН сатурационного сока приводит к резкому ухудшению фильтрационно-седиментационных свойств сока, что в конечном итоге, приводит к увеличению потерь сахара на последующих стадиях переработки диффузионного сока.

Целью изобретения является снижение потерь сахара на последующих стадиях переработки сатурационного сока за счет повышения точности регулирования рН сатурационного сока.

Поставленная цель достигается тем, что система автоматического управления процессом первой сатурации, содержащая датчик рН сатурационного сока, датчик расхода сока на сатурацию, соединенный с регулятором соотношения, связанным с исполнительным механизмом, установленным на

10 линии подачи газа на сатурацию, и через умножитель с датчиками расхода газа на

55 сатурацию и концентрации углекислого газа в нем, снабжена корректирующим регулятором, соединенным с датчиком рН сатурационного сока и с регулятором соотношения.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемой системы автоматического управления.

Система содержит сатуратор 1, датчик 2 расхода газа на сатурацию, датчик 3 концентрации углекислого газа в газе на сатурацию, связанные с умножителем 4, соединенным с входом регулятора 5 соотношения "Расход сока — количество COz", датчик 6 расхода сока на сатурацию, соединенный с вторым входом регулятора 5 соотношения, датчик 7 рН сатурационного сока, соединенный с корректирующим ПИД-регулятором 8 по рН сатурационного сока, выходом своим соединенным с камерой

"Задание" регулятора 5 соотношения, выходом своим соединенный с исполнительным механизмом 9, установленным на Линии подачи газа на сатурацию.

Система работает следующим образом, Когда между сигналами, поступающими от умножителя 4 и датчика 6 расхода сока на сатурацию, выдерживается установленная пропорциональность, то давления, действующие на мембраны элементов сравнения регулятора 5 соотношения, уравновешивают друг друга, выходной сигнал регулятора

5 не изменяется.

Изменение одного из указанных сигналов вызывает нарушение равновесия элементов сравнения регулятора 5 и изменение его выходного давления соответственно в ту или иную сторону, Допустим, что произойдет отклонение сигнала, поступающего от датчика 7 рН сатурационного сока от заданного значения, например увеличение.

Выходной сигнал корректирующего

ПИД-регулятора 8 также начнет увеличиваться, но с некоторым опережением по сравнению с увеличением входного сигнала от датчика 7 рН. Время опережения будет зависеть от скорости изменения сигнала от датчика 7 рН и от значения настроечного

1731817

Формула изобретения

45

Составитель Г.Богачева

Техред М.Моргентал Корректор Н.Король

Редактор Л.Гратилло

Заказ 1557 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 коэффициента "Время предварения" корректирующего регулятора 8.

С уменьшением скорости изменения сигнала от датчика 7 рН, величина опережения уменьшится и полностью исчезнет, когда сигнал от датчика 7 рН перестанет увеличиваться.

Выходной сигнал корректирующего

ПИД-регулятора 8 поступает в камеру "3aдание" регулятора 5, вызывая увеличение его выходного сигнала, степень открытия исполнительного механизма 9 начнет увеличиваться, расход газа на сатурацию также начнет увеличиваться, При этом увеличение расхода газа на сатурацию будет опережать увеличение сигнала от датчика 7 рН.

С уменьшением скорости изменения сигнала от датчика 7 рН сатурационного сока величина опережения уменьшится и полностью исчезнет, когда сигнал от датчика 7 рН перестанет изменяться, Уменьшение выходного сигнала корректирующего ПИД-регулятора 8 вызовет уменьшение выходного сигнала регулятора

5 и, соответственно, уменьшение расхода газа на сатурацию, но с опережением по отношению к сигналу от датчика 7 рН, зависящим от скорости уменьшения сигнала от датчика 7 рН и значения коэффициента

"Время предварения" корректирующего регулятора 8. С уменьшением скорости изменения сигнала от датчика 7 рН величина опережения уменьшится и полностью исчезнет, когда сигнал от датчика 7 перестанет уменьшаться.

Коэффициент передачи объекта по каналу воздействия "Расход газа на сатурацию" учитывается при подборе коэффициента пропорциональности кор5 ректирующего ПИД-регулятора 8.

Использование предлагаемой системы по сравнению с прототипом позволит учесть запаздывание по каналу регулирования

"Расход газа на сатурацию — рН сатураци10 онного сока", тем самым повысить устойчивость системы, снизить перерегулирование рН и повысить его точность на 0,2 ед. рН.

Повышение точности регулирования рН сатурационного сока позволяет снизить поте15 ри сахара на последующих стадиях переработки сока.

20 Система автоматического управления процессом первой сатурации, содержащая датчик рН сатурационного сока, датчик расхода сока на сатурацию, соединенный с регулятором соотношения, связанным с

25 исполнительным механизмом, установленным на линии подачи газа на сатурацию, и через умножитель с датчиками расхода газа на сатурацию и концентрации углекислого газа в нем, отличающаяся тем, что, с

30 целью снижения потерь сахара на последующих стадиях переработки сатурационного сока за счет повышения точности регулирования рН сатурационного сока, она снабжена корректирующим регулятором, 35 соединенным с датчиком рН сатурационного сока и с регулятором соотношения,