Система автоматического регулирования процесса непрерывной сушки в многозонной конвективной сушилке

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (и)5 F 26 В 25/22

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3384214/06 (22) 25;01,82 (46) 23.05.93. Бюл. М 19 (71) Казанский научно-исследовательский технологический и проектный институт химико-фотографической промышленности и

Казанский завод "Полимерфото" (72) l0.А.Красовский, В.Г.Леонтьев, Г,И.Трусенев,. Н.П,Григорьев, С.П.Свиргун и

В,Ф.Реэинкин (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1126051, кл. F 26 В 25/22.. (54)(57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА НЕПРЕРЫВНОЙ СУШКИ . В МНОГОЗОННОЙ

КОНВЕКТИВНОЙ СУШИЛКЕ, содержащая датчики температуры сушильного агента в зонах со своими регуляторами и регулирующими органами, датчик влажности высушиваемого материала, подключенный к регулятору влажности и подключенные к вторым входам регуляторов температуры сушильного агента в зонах падающей скорости сушки задающие устройства, содержащие последовательно соединенные блоки ограничения сигналов заданий по максимуму и минимуму, последние из которых подключены к выходу регулятора влажности, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности регулирования, она снабжена датчиками пуска и останова конвейера и главного вентилятора, контуром регулирования подачи пара в зонИзобретение относится к сушильной технике. а именно к автоматизации процессов сушки.

Целью изобретения является повышеwe точности регулирования.

„„. 1Ц „„1816947 А1 ные калориферы со своими преобразователем сигналов, исполнительным механизмом и отсечным регулирующим органом, датчиками производительности насоса подачи высушиваемого материала и линейной скорости движения ленты конвейера, преобразователями сигналов минимальных и максимальных значений заданий регуляторам температуры сушильного агента в зонах падающей скорости сушки и регуляторами производительности насоса и линейной скорости движения ленты конвейера со своими регулируемыми импульсными прерывателями, причем датчик пуска и останова кон вейе ра последовател ьно соединен с датчиком пуска и останова главного вентилятора и с преобразователем сигналов, выход которого подключен к исполнительному механизму с отсечным регулирующим органом контура подачи пара в зонные калориферы, входы преобразователей сигналов минимальных и максимальных значений заданий регуляторам температуры сушильного агента в соответствующих зонах падающей ско- QQ рости сушки подключены к входам блоков а ограничения сигналов заданий по миниму- Q, му соответствующего задающего устройства, а их выходы соединены с регулируемыми р импульсными прерывателями, выходы которых подключены к соответствующим регуляторам производительности насоса подачи высушиваемого материала и линейной скорости движения ленты конвейера. й

На чертеже представлена схема системы автоматического регулирования процесса непрерывной сушки в многозонной конвективной сушилке.

1816947

Система содержит насос 1 с вариатором производительности (число оборотов вала) подачи упаренного бульона в аппарат студенения 2 типа "Вотатор", девятизонную (обозначения зон: НХ) конвективную конвейерную сушилку 3 непрерывного действия с конвейером 4, снабженным вариатором линейной скорости движения ленты конвейера, зонными вентиляторами

5, калориферами 6 и главным вентилятором

7; датчик 8 пуска и останова главного вентилятора, датчик 9 пуска и останова конвейера сушилки, преобразователь 10 сигналов и отсечной клапан 11 на коллекторе подачи пара в калориферы сушилки; датчики 12-17 температуры воздуха в I — V u IX зонах сушки; датчики 18 — 21температуры и 22-24 регуляторов температуры воздуха соответственно во II — V и Vl — Vill зонах, задатчики 25 — 28 и местные регуляторы 29-32 температуры воздуха во i!—

V зонах (температура и влажность воздуха на входе в сушилку застабилизированы специальной системой воэдухоподготовки — на схеме не показана) с регулирующими клапанами

33 — 36 (регулирующие и отсечной клапаны— комплекты исполнительных механизмов и регулирующих органов); вторичный многоточечный прибор 37 регистрации температуры в

U-V и IX; вторичные приборы 38-40 регистрации температуры воздуха в Vl — Vill зонах с масштабирующими преобразователями 41 — 43 с настраиваемым сдвигом сигнала, выполненными, например, в виде преобразователя и пропорционального регулятора с задатчиком, регуляторы 44-46 температуры воздуха в Vl Vill зонах с байпасными панелями 49-49 дистанционного управления и регулирующими клапанами 50 — 52; датчики 53 и 54 и вторичные приборы 55 и 56 регистрации соответственно производительности насоса 1 (или аппарата студенения 2) и линейной скорости движения ленты конвейера 4; кнопки 57 и 58 управления, ключи 59 и 60 выбора управления и магнитные пускатели 61 и 62 приводов и вариаторам соответственно насоса 1 и конвейера 4; датчик 63, задатчик 64, вторичный прибор 65 регистрации влажности желатины с регулирующим устройством и байпасную панель 66 дистанционного управления; блоки 67-69 масштабирования, блоки 70-72 алгебраического суммирования; блоки 73 — 75 ограничения сигналов по минимуму и 76-78 по максимуму (блоки 67, 70, 73, 76 — условно объединены, как представляющие собой задающее устройство регулятора температуры в VI зоне сушки—

Зд Vi; блоки 68, 71, 74, 77 — Зд V; блоки 69, 72, 75, 78 — Зд Vill); преобразователи 79, 80 сигналов минимальных и максимальных 81, 82 значений параметра, подавители шумов — реле 83, 84 времени, регулируемые импульсные прерыватели 85 и 86, Кроме того, в схеме приняты следующие условные обоз5 начения: — 2 — пар; 3 — воздух; 8 — паровой конденсат; 50 — желатиновый бульон упаренный; 50 — бульон упаренный охлажденный — студень желатины, 51 — товарно-сухая желатина, 10 Система автоматического регулирования процесса непрерывной сушки в многозонной конвективной сушилке работает следующим образом, Во время нормального хода технологи15 ческого процесса сушки контакты датчика 8 работы главного вентилятора 7 и датчика 9 работы конвейера 4 сушилки, соединенные последовательно, находятся в замкнутом состоянии. Подключенный к ним преобразо20 ватель 10 при этом подает командный сигнал в виде давления сжатого воздуха на клапан 11 на коллекторе подачи пара в зонные калориферы 6, поддерживая его в открытом состоянии (клапан 11 имеет

25 нормально закрытое исполнение), Температура воздух на входе в сушилку, во il — Ч зонах и на выходе из сушилки датчиками

12-17 температуры преобразуется в электрические сигналы и регистрируется вторич30 ным многоточечным прибором 37, Температура в Vl-vill зонах датчиками 2224 температуры преобразуется в электрические сигналы и регистрируется вторичными приборами 38 — 40, Сигналы датчиков темпе35 ратуры формируются в масштабирующих преобразователях 41 — 43 с настраиваемым сдвигом сигнала, в регуляторах 44-46 температуры и через байпасные панели 47 — 48 подаются на регулирующие клапаны 50-52, 40 установленные на линиях подачи пара в соответствующие зонные калориферы 6. Температура воздуха во ll-Ч зонах сушки датчиками 18 — 21 температуры преобразуется в пневматические сигналы, которые фор45 мируются в регуляторах 29-32 температуры с задатчиками 25-28 и подаются на регулирующие клапаны 33 — 36, установленные на линиях подачи пара в соответствующие зонные калориферы 6. Тахометрические датчи50 ки 53 и 54 подают сигналы, пропорциональные числу оборотов вала поршневого насоса 1, а следовательно, пропорциональные производительности насоса и аппарата студенения 2, и числу

55 оборотов привода ленты конвейера 4 сушилки, т.е. линейной скорости движения конвейера, на вторичные приборы 55 и 56, регистрирующие соответственно текущие значения производительности аппарата студенения и линейной скорости движения

1816947

35

50

55 ленты конвейера. Влажность желатины на выходе из сушилки датчиком 63 преобразуется в электрический сигнал, который поступает на вторичный прибор 65 с регулирующим устройством, задатчиком 64 и байпасной панелью 56 дистанционного управления. С выхода панели 66 сформированные регуляторы прибора 65 сигналы по трем каналам через блоки 67 — 69 масштабирования, блоки 70 — 72 алгебраического суммирования, блоки 73 — 75 и 76 — 78 ограничения поступают в качестве заданий на регуляторы 44 — 46 температуры воздуха в

VI — ИИ зонах сушки.

При остановке главного вентилятора 7 и/или конвейера 4 сушилки размыкаются контакты датчиков 8 и/или 9 и преобразователь 10, стравливая воздух из командной линии к клапану 11 на коллекторе подачи пара в калориферы 6, закрывает клапан 11, отсекая подачу пара, Этим обеспечивается автоматическая технологическая и аварийная защита и блокировка процесса сушки от крайне неблагоприятного воздействия высокой температуры на высушиваемый продукт и технологическое, электротехническое оборудование и средства автоматизации.

При появлении возмущающих воздействий, вызывающих, например, изменение температуры воздуха во И-V зонах сушки. соответствующие датчики 18-21 температуры подают измененные сигналы на измерительные части регуляторов 29 — 32 температуры, где они сравниваются со значениями, задаваемыми задатчиками 25-28, сигналы рассогласования поступают в решающие блоки регуляторов 29 — 32, обрабатываются по требуемому, например, пропорциональному закону регулирования и в виде командных сигналов подаются на регулирующие клапаны 33 — 36, которые изменяют подачу пара в соответствующие зонные калориферы 6 так, чтобы поддерживать в зонах сушки температуры, равные задаваемым значениями.

При изменении температуры воздуха в

Vl-Vill зонах сушки соответствующие датчики 22-24 температуры подают измененные сигналы на вторичные приборы 38 — 40, регистрирующие текущие значения температуры, и блоки 41 — 43, где эти сигналы преобразуются в унифицированные пневматические, масштабируются, сдвигаются на необходимую величину и подаются на элементы сравнения регуляторов 44-46 температуры, в которых сравниваются с заданными значениями, сигналы рассогласования в решающих блоках регуляторов

44-46 обрабатываются по требуемому, например, пропорционально-интегральному закону регулирования и через байпасные панели 47-49 дистанционного управления подаются на регулирующие клапаны 50-52, которые изменяют подачу пара в соответствующие зонные калориферы 6 таким образом, чтобы поддерживать в зонах сушки температуры. равные задаваемым значениями.

Датчики 12 — 17 температуры подают измененные сигналы на вторичный многоточечный прибор 37 для регистрации изменений температуры воздуха в I-V u IX зонах, позволяет с учетом вторичных приборов 38 — 40 регистрации температуры в VIVI II зонах охватить контролем и регистрацией температуры все зоны сушки, своевременно обнаруживать отклонения и корректировать задания регулятору температуры системы подготовки воздуха (на схеме не показан), то есть устанавливать требуемое значение температуры воздуха на входе в сушилку, и местным регуляторам

29 — 32 температуры воздуха во И вЂ” V зонах сушки с помощью задатчиков 25-28.

При изменении влажности желатины на выходе из сушилки датчик 63 подает измененный сигнал на вторичный прибор 65, регулятор которого обрабатывает сигнал рассогласования текущего и заданного значений влажности желатины r.о требуемому, например, пропорциональному закону регулирования. Сформированный таким образом сигнал, характеризующий изменение влажности желатины через байпасную панель 66 по трем каналам поступает в блоки

67-69 масштабирования, в которых умножается на постоянные коэффициенты К>. Кг, Кз соответственно. Поскольку наиболее быстрое влияние на влажность желатины оказывает изменень е температурного режима в

Vill зоне сушки, а наименьшее — в Vl зоне, то коэффициенты масштабирования (усиления) сигнала выбираются следующим образом: K> < Kz < Кз, Этим обеспечивается наибольшее измененйе задания регулятору

46 температуры в Vill зоне и наименьшее регулятору 44 температуры в Vl зоне. Различие в коэффициентах масштабирования выбирается таким образом, чтобы при определенном небольшом значении сигнала рассогласования, поступающего с выхода регулятора вторичного прибора 65, произошло значительное изменение задания регулятору 46 температуры в Vill зоне сушки с незначительным изменением задания регулятору 45 температуры в ЧИ зоне, практически без изменения задания регулятору 44 температуры в Ч! зоне. При большем сигнале рассогласования происходит зна1816947

10

40

50

55 чительное изменение сигнала задания регулятору 45 температуры в ЧП зоне и незначительное — регулятору 44 температуры в Vl зоне и т.д. Таким образом, при величине отклонения влажности желатины от заданного значения, которая может быть скомпенсирована изменением температуры воздуха в ЧП! зоне сушки, система регулирования производит изменение температуры, практически, только в ЧП! зоне сушки; при величине отклонения влажности, которая может быть скомпенсирована совместным изменением температуры в Vill u Vli зонах сушки, система регулирования производит изменение температуры в Vill и ЧП зонах и т.д. Сформированные в блоках 67 — 69 сигналы поступают в блоки 70-72 алгебраического суммирования, в которых производится сдвиг значений сигналов в ту или иную сторону на необходимую величину для согласования с регуляторами 44 — 46 температуры воздуха в Vl — VIII зонах по входам в их камеры задания, С выходов блоков 70-72 сигналы проходят в блоки 73-75 ограничения сигналов по минимуму и 76-78 по максимуму, в которых в соответствии с регламентированным распределением температур по

Vl-ЧП! зонам сушки и с предельно допустимыми значениями температуру обработки желатины в этих зонах ограничиваются по минимальным и максимальным значениям так, чтобы изменения заданий регуляторам

44-45 температуры в Vl-ЧП! зонах сушки и соответственно значения температуры воздуха в этих зонах не выходили за допустимые пределы. Сформированные таким образом сигналы поступают в качестве заданий на регулятору 44-46, которые через байпасные панели 47-49 изменяют проходные сечения клапанов 50-52 на подаче пара в соответствующие зонные калориферы 6 так, чтобы изменением температуры воздуха в VIII-Vl зонах сушки скомпенсировать возмущающее воздействие и привести влажность желатины на выходе из сушилки к заданному значению, Если возмущающие воздействия настолько сильны, что сигнал рассогласования с регулятора вторичного прибора 65, прошедший через. блок 67 масштабирования и блок 70 алгебраического суммирования, выходит за пределы ограничений блоков 73 и

76 ограничения сигналов, что говорит о невозможности компенсации возмущающего воздействия только изменением температуры сушильного агента в ЧП!-Ч! зонах сушки, срабатывают преобразователь сигнала

79, настроенный на минимум сигнала, или преобразователь 81, настроенный на максимум сигнала. Для устранения влияния случайных кратковременных резких изменений влажности желатины или показаний прибора 65 сигналы с преобразователей 79 или 81 включают реле 83 или 84 времени. которые если резкое изменение показаний прибора

65 в течение заданного времени не исчезло, что говорит о неслучайном характере изменения сигнала, включают регулируемые импульсные прерыватели 85 и 86, Прерывали

85 и 86 включены в схему управления электроприводами вариаторов насоса 1 и конвейера 4 через ключи 59 и 60 управления и . магнитные пускатели 61 и 62 и после их включения происходят скачкообразные (шаговые) изменения на некоторые значения производительности насоса 1 и соответственно аппарата студенения 2 и линейной скорости движения ленты конвейера 4 в сторону увеличения при низкой влажности желатины или в сторону уменьшения при высокой влажности желатины, причем, продолжительность импульсов включения приводов вариаторов насоса 1 и конвейера 4 выбираются и настраиваются органами настройкй прерывателей 85 и 86 в такой пропорции, чтобы обеспечить неизменность толщины слоя желатины на ленте конвейера, что устраняет возмущения.по каналу изменения толщины слоя высушиваемого материала. После шагового изменения производительности насоса 1 (аппарата студенения 2) и скорости движения ленты конвейера 4 следует настраиваемая пауза, в течение которой регулируемый параметр— влажность желатины — начинает приближаться к заданному значению. Степень этого приближения контролируют преобразователи сигналов 80 или 82, настроенные соответственно на минимум или максимум сигналов для Vll зоны сушки. Если за время паузы в работе прерывателей 85 и

86 влажность желатины не приблизилась к заданному значению настолько, что сигнал задания регулятору 45 в ЧП зоне сушки в канале между блоком 71 алгебраического суммирования и блоком 74 ограничения вошел в интервал между ограничениями по минимуму и максимуму, то с прерывателей

85 и 86 следуют новые импульсы на включение приводов вариаторов насоса 1 и конвейера 4, что приводит к следующему шаговому пропорциональному изменению производительности аппарата студенения 2 и линейной скорости движения ленты конвейера 4 и т.д., до тех пор, пока не произойдет срабатывание преобразователя 80 или 82, которые отключают прерыватели 85 и 86, что говорит о достаточности регулирующего воздействия по каналу изменения

1816947

1" т б .c сс .g

ТГ

Составитель 8.Чикин

Техред M.Ìîðãåíòàï

Корректор С. Юско

Редактор Т.Иванова

Заказ 1716 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 линейной скорости движения ленты конвейера, поскольку регулируемый параметр вошел в зону регулирования его flóòåì изменения температуры воздуха в Vll зоне сушки, являющейся средней зоной регулирования и оставшееся отклонение может быть скомпенсировано изменением температуры в зонах сушки.

Таким образом, предложенная система непрерывно следит за поодержанием заданного

5 режима технологического процесса сушки, что позволяет повысить точность регулирования.