Устройство для автоматического прецизионного дозирования многокомпонентных смесей

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ееоз Соеетсеа

Социалистических

Республик (») 529447 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено26.08.74 (21) 2056419 -24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.09.76.Áþëëåòåíü № 35 (45) Дата опубликования описания 5.12.76 (51) N. Кл.2

G 05 0 11/13

Гащдарстаенный комитет

Савата Миниатраа СССР

ns делам изацратений н аткрьпий (53) УДК 681.123 (088.8) (72) Авторы изобретения

А Н Рабинович 10 П Муха и А. A. Бгданэв

Волгоградский и элитехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПРЕЦИЗИОННОГО ДОЗИРОВАНИЯ

МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ

Ивобретение относится к химической промышленности, точнее, к тем ее отраслям, где технологические процессы содержат операции непрерывногэ дозирования компонентов при образовании тэчных смесей. Кроме того, многокомпонентный прецизионный дозатор может применяться в экспериментальных или лабораторных установках, работающих на точных газовых и жидкостных смесях, а также в тех случаях, когда пэ условиям работы или эксперимента требуется поддержание доз нескольких разных однокомпонентных жидкостей или газов IIQ несKNIbKHM каналам не х же 0,01% погрешности выходного параметра. !5

Известно устройство для автоматического дозирования многокэмпонентных смесей, точность дозирования в котором достигается путем поддержания заданного соотношения компонентов и используется фактическое 20 состояние компонентов (расход сконденсированного жидкого аммиака, свежего и продувочного газов, температура и давление конденсации) для формирования управляющих сигнал ов L l ) . 25

Однако эта система не может точно работать при изменении услэвий, являющихся номинальными для узлов системы; она не учитывает параметры компонентов, которые косвенно характеризуют параметры измерительных (расхэдэмерных) преобразователей.

Кроме тэго, затруднителен выбор и реализация эптимальнэгэ алгоритма кэррекции пэгрешностей процесса дэзирования.

Другэе известнэе устрэйствэ для автоматического дэзирэвания многокомпэнентных смесей, испэльзующее эднэканальные дэзаторы типа ДН-23, ДН-24 или специальную систему регулирэвания ГСП, предназначенэ для реализации эпределеннэй дэзы с управ лением II3 отклэнению заданного соотноше.ния компонентэв от фактически наблюдаемого (2). Этэ устрэйство дэзирэвания используют в качестве измерителей весэвэгэ расхода ленточные, бункерные или весэвые расходэмеры. Пэлучение дэзы происходит за счет специальных каскадных соединений однэканальных дозатэрэв, чтэ привэдит к накэплению дэпэлнительных и эгрешнэстей системы и усл эжняет к энструкцию.

529447

Известен расхэдэмерный преэбразэватель, который мэжет сэставить эснэву дэзирующей системы, Этот преобразователь представляет собой запрограммированное счетно-решающее устрэйствэ, позволяющее многократнэ решагь математические выражения с целью определения расхода газа, передаваемого через отверстие в трубопроводе. Оно содержит датчики расходов, соединенные с преобразователями параметров, выходы которых подключень: к коммутатору, соединенному с последовательно включенными аналого-цифровым преобразователем, цифровым вычислительным блоком и исполнительными механиз:ами .= . (1

Однако в таком устройстве наблюдаются погрешности в узлах преобразования параметров, температуры, давления и плотности, аналого-цифрового преобразователя и вычислителя. Кроме того,. используемые математические выражения позволяют вычислять действительный расход со значительной методической ошибкой,. потому что они clIpBeegnna i лишь на концах интервала изменения расхода„внутри которого изменяются температура и давление. Во всех остальных точках интервала формула расхода имеет методическую ошибку, Бель изобретения — повысить точность дозирования устройства. Это возможно при условии устранения погрешностей от всех источников: измерителей параметров жидкости или газа, вычислителя и соединительных устройств.

Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для автоматического прецизионного дозирования многокомпонентных смесей, установлен цифро-аналоговый преобразователь, вход которого подключен к выходу цифрового вычислительного блока, а выходы цифро-аналогового преобразователя подключены к соответствующим входам исполнительных механизмов, другие входы которых соединены с соответствующими выходами датчиков расхода, входы которых подключены ко входам преобразователей параметров.

На чертеже представлена структурная схема дозатора.

Устройство для автоматического прецизионного дозирования многокомпонентных смесей состоит из датчиков расходов 1, выходы которых подключены к исполнительным механизмам 2. Преобразователи 3 параметров жидкости или газа своими выходами годключены к коммутатору 4 каналов преобразования. Выход коммутатора 4 подключен ко входу аналогс цифрового преобразователя (AIII I) 5, который, в свою очередь, подключен ко входу цифрового вычислительного блока (IIBE) 6. Выход цифрового вычислительного блока 6 соединен со входом цифро-аналогового преобразова=теля (БАП) 7, выходы которого подключены к соответствующим входам исполнительнь!х устройств 2.

Работа устройства дозирования связана с реализацией специальных алгоритмов уп--равления, которые определяют управляющее воздействие HB исполнительные устройства,. дросселируюшие каналы и приводят расход компонента к нужной величине.

В свэю эчередь, исходными данными q ы алгэритмов управления служат результаты вычислений пэ алгоритмам, составленным на эснэвании функций погрешностей, которые определяют зависимость приращения параметрэв расхода л о эт приращений температуры Õ Т, плэтнэсти Л,вязкэсти ax) и давления

",Р, от методическсй ошибки аппроксимации функций

= q (), a =," (p j; о д ц, =f (л i,; аЯ„.=, (ь Р); от погрешностей ILBE, АЬП и ЦАП; эт пэг=решнэстей, внэсимых реальной передаточной функцией исполнительного устройства.

Расход,эпределяемый пэ методу массэвэй расхэдэметрии, вычисляется пэ уравнению

O=Yб е к d" )Ãîрр т где К вЂ” пэстэя ный коэффициент, зависящий эт выбэра единиц измерения и среды, .запэлняющей дифманэметр и импульсные трубы; — коэффициент расхэда; — пэправэчный коэффициент на расширение измеряемой среды;

К „- пэправэчный множитель на тепловое l расширение материала сужающегэ устройства; — диаметр отверстия сужающего сто ройства при 20 С аР- перепад давления на сужающем уст=рэйстве;

P — плэтнэсть измеряемэй среды в рабэчих условиях.

Расход эпределяемый пэ метэду эбьемнэй

) расхэдэметрии, в общем случае вычисляется пэ уравнению

Q.-К C К П 7- — (2) т где обозначения совпадают с эбэзначениями уравнения (1 ).

Приращение функций (1) и (2) пэявляется с возникновением приращений независимых переменных „т. е. (ЛС+G) =К А(+ЬЕ) (Кт ЛКт) 1 — — (3)

И +аd) VCaр + ь(барц (p p), 529447 (C, +Я) = r А.Ы+ ЕъЕ) (К +ЬК ) т т.() +, ) (Р), (4) У ".Р

ЛЯ =- (aQ+-Ц) — Q = к 4(G aE) (t -, + а Кт) (3+ 5 CL)

ЖьР а ьР)1.Гу ьр -к ñ.P к, d IIäÐ р йз выражений (2) и (4) также следует, что лй =(Ц, -л©-(1= К .а(Е-дЕ)

< " .)(d d) -й— т

Я+ьр (6)

Фэрмулаизобретения

-,с е и„d

Согласно равенствам 5) или (6), в зависимости от типа pecxogoMepa, можно найти ьЯ.Аналогичные зависимости могут быть,щ выведены и для других причин, вызывающих пэявление погрешности.

Значения c5,Q служат исходным материалом для работы управляющего алгоритма.

Таким эбразэм, если измеряются парамет-дб ры Т, 0, P Р то на выхэде преобразователя параметров 3, появляется сигнал, пропорциональный этим изменениям. Коммутатор

4 подключает сэответствующий преобразоваель к AUG 5, который преобразует непрерывЭ нэе напряжение сигнала с преобразователя

3 в цифровэй кэд с признаком канала, что позволяет рассчитать UBE 6 величину лЯ и выработать управляющее воздействие именнэ для того канала, где прэизэшли изменения параметров. В процессе вычислений берутся поправки на ошибки, связанные с работой UBE, коммутатора, аналого-цифрового и цифро-анолэгэвогэ преэбразэватепей и исполнительных механизмов 2. По окончании вычислений результат в форме управляющего воздействия через UAfI 7 поступает в исполнительный механизм 2 тэгэ канала, где произошли отклонения расхода DT заданногэ уровня. из выражений (1) и (3) следует, что

Исполнительный механизм срабатывает и изменяет просвет канала, чтэ приводит расход к заданной величине.

Предлагаемое устройствэ пэзволяет значительно увеличить точность непрерывногэ дэзирэвания. B связи с тем, чтэ при негрерывнэм производстве смесей их выход в прс изводственных условиях составляет сотни тэнн продукта в сутки, то получение продукции высокой кондиции сэпрэвэждается бэльшей тэчнэстью и оперативнэстью.

Устройство для автоллатическэго прецизионного дозирэвания мнэгокомпонентных смесей, содержащее датчики расходов, соединенные с преобразователямипараметров, выходы которых подключены к коммутатору, соединенному с пэследэвательно включенными аналогэ-цифровым преобразователем, цифрэвым вычислительным блэкэм и исполнительными механизмами, о т л ич а ю щ е е с я тем,чтэ, с целью повышения точнэсти дэзирования устройства в нем установлен цифрэ-аналэговый преобразователь, вход которого подключен к выходу цифрового вычислительнэгэ блока,а выходы цифроаналогэвэгэ преобразователя подключены к сээтветствуюшимвхэдам испэлнительных механизмов, другие вхэды кэтэрых сэединены с сээтветствующими выходами датчикэв расхэда, входы которых подключены кэ входам преобразэвателей параметров.

Источники информации, принятые вэ внимание при экспертизе:

1. Л втэрск эе свидетельство Мо 3 18546, N. Кл. G 05 D 11!00, 1970.

2. Карлин Б. E. Средства автоматизации для измерения и дозирования массы.

М., 1971, с. 438.

3. Патент США Ч о 3752393, Кл, G 01 F 1/13, 1971.

529447

Составитель И. Петкун

Редактор О, Стенина Техред О, Луговая Корректор Л. Боринская

Заказ 5339/111 Тираж 1029 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4