Способ автоматического управления процессом смешения сырья и дозируемого компонента

 

Изобретение относится к процессам смешения сыпучих материалов (дозируемого компонента) и жидкости (сырья) и может быть применено в нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности и сущность его заключается в том, что в способе автоматического управления процессом смешения сыпучего материала-дозируемого компонента и жидкости - сырья, включающем в себя регулирование концентрации дозируемого компонента в смеси путем изменения подачи раствора дозируемого компонента, величину регулирующего воздействия формируют, исходя из заданных значений концентраций раствора дозируемого компонента и концентрации дозируемого компонента в смеси и измеренных расходов раствора дозируемого компонента и сырья. 1 ил.

Изобретение относится к процессам смешения сыпучих материалов (дозируемого компонента) и жидкости (сырья) и может быть применено в нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности.

Известен способ автоматического управления процессом смешения жидкостей, предусматривающий регулирование концентрации смеси путем изменения подачи одной из исходных жидкостей [1] Наиболее близким к заявляемому решению является способ автоматического управления концентрацией, заключающийся в регулировании концентрации дозируемого компонента в смеси путем изменения подачи его раствора [2] Недостатком известного способа является то, что точность регулирования концентрации определяется в основном метрологическими характеристиками датчика концентрации, которые, во многих случаях, хуже характеристик датчиков расхода. Поэтому в случае частых изменений расходов сырья динамика процесса регулирования может не соответствовать предъявленным требованиям и качество регулирования будет низким.

Кроме того, использование анализатора, измеряющего состав смеси, приводит к задержке в регулировании на величину транспортного запаздывания, значение которой зависит от расстояния между расходомерами и анализатором и скорости движения потоков.

Задачей изобретения является повышение точности регулирования концентрации в случае частых колебаний расхода сырья.

На чертеже представлена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Она содержит емкость 1 для хранения исходного раствора дозируемого компонента, задатчик 2 концентрации компонента в исходном растворе C_p, соединенный выходом через вычислительный блок 3 с первым входом блока умножения 4, второй вход которого соединен с датчиком расхода 5 раствора V_p, а выход с входом регулятора 6; задатчик 7 концентрации дозируемого компонента в смеси C_д.к., соединенный с входами вычислительного блока 3 и блока умножения 8, второй вход которого соединен с датчиком расхода 9 сырья V_c, а выход со вторым входом регулятора 6, соединенного выходом с исполнительным механизмом 10 на линии подачи раствора дозируемого компонента.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении исполнительный механизм 10 закрыт, раствор дозируемого компонента и сырье не поступают. Перед началом приготовления устанавливается (выставляется) на задатчике 2 концентрация дозируемого компонента в исходном растворе, а на задатчике 7 концентрация дозируемого компонента в смеси после сырья с раствором дозируемого компонента, т.е. заданная концентрация. При этом сырье не содержит дозируемого компонента.

Выходные сигналы задатчика 7 и задатчика 2 преобразуются в вычислительном блоке 3 в соответствии с возможностью V_вых.3 C_p -(1-C_p):C_д.к., и выходной сигнал блока поступает на вход блока умножения 4. Так как вторые выходы блоков 4 и 8 нулевые (раствор дозируемого компонента и сырье не поступают), то выходные сигналы этих блоков и регулятора 6 остаются нулевыми, исполнительный механизм 10 не изменяет своего положения (закрыт).

При подаче сырья на приготовление раствора на втором входе блока умножения 8 появляется ненулевой сигнал, поэтому на один вход регулятора 6 поступает ненулевой сигнал, на второй нулевой.

В регуляторе 6 формируется выходной сигнал по закону ПИ-регулирования.

Выходной сигнал регулятора 6 увеличивается, исполнительный механизм 10 начинает открываться, раствор дозируемого компонента поступает в сырье. На второй вход регулятора поступает ненулевой сигнал, регулятор 7 управляет исполнительным механизмом 10 в зависимости от величины рассогласования выходных сигналов блоков умножения 4 и 8, переходной процесс заканчивается, устанавливается постоянный расход раствора дозируемого компонента.

Изменение концентрации компонента в смеси или изменение концентрации раствора дозируемого компонента осуществляется установкой на задатчиках 7 и 2 новых значений концентраций. В результате изменятся выходные сигналы блоков 4 и 8, выходной сигнал регулятора 6 начнет изменять положение исполнительного механизма 10 и после окончания переходного процесса установится новое значение расхода раствора дозируемого компонента.

В соответствии с изобретением исключено применение датчиков концентрации, поэтому улучшены динамические свойства системы управления. При этом уменьшается время переходного процесса и величина отклонения концентрации дозируемого компонента в смеси от заданной.

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом смешения сырья и дозируемого компонента, включающий измерение расхода V_с сырья и регулирование подачи раствора дозируемого компонента, отличающийся тем, что формируют сигнал, пропорциональный установленному значению концентрации C_р раствора дозируемого компонента, измеряют расход V_р раствора дозируемого компонента, формируют сигнал, пропорциональный заданному значению концентрации C_д.к дозируемого компонента в смеси, вычисляют сигнал, пропорциональный текущему значению расхода V_д.к дозируемого компонента в соответствии с зависимостью V_д.к V_р [C_р (1 C_р) · C_д.к] вычисляют сигнал, пропорциональный заданному значению расхода V_зад.д.к дозируемого компонента в соответствии с зависимостью V_зад.д.к V_с · C_д.к и регулирующее воздействие формируют в соответствии с разницей вычисленных выше сигналов.

РИСУНКИ

Рисунок 1