Устройство для программного управления температурным режимом химического реактора

 

ОПИСЛНИИ

Союз Советскнк

Социалистических

Республик

<1и91226

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) анвлено 060680 (21) 2938778/23 26 с присоединением заявки ре (5l ) IVL. Кд.

В О1 J 19/00

G 05 О 27/00

5Ъсударстввнный квинтет (23)приоритет

Опубликовано 15д382 . Бюллетень М 10 (53) УДК 66.012-52 (0"" ") Il0 делан нэабретеннй н открытнЯ

Дата опубликования описания 150382 (72) Автор изобретения

А. Л. Суханов

Барнаульский филиал Опытно-конструкторского бюро автоматики (71) Заявитель

{ 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕЖИМОМ ХИМИЧЕСКОГО

РЕАКТОРА

Изобретение относится к программным регулирующим устройствам для управления параметрами технологического процесса, в частности температурным режимом химического реактора пе;риодического действия, например, реактора переэтерификации в производстве полиэтилентерефталата, и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности для вывода непрерывных реакторов на заданто ный режим.

Известно устройство для программного управления температурным режимом химических реакторов, содержащее т5 сумматоры, элемент сравнения, командный блок, пульсирующее сопротивление, корректор, командный блок в котором выполнен в виде задатчика импульсов 11.

Однако в известном устройстве генератор импульсов и корректор не имеют связи с параметрами объекта. Поэтому частота следования импульсов на исполнительный механизм и величина этих импульсов, определяемая коррек" тором, будут зависеть от заранее заданных и корректора. Это обеспечивает вывод химического реактора с неко-. торого начального состояния, на заданный температурный режим с заданной скоростью и стабилизацию достигнутого режима. Однако реализовать максималь" но допустимую, например, по условиям эксплуатации аппарата скорость вывода реактора на заданный режим известное устройство не позволяет потому, что даже незначительное измерение динамических свойств объекта по сравнению с условиями, при которых определялись настройки генератора импульсов и корректора, приведет к перерегулированию температуры реакционной массы или к

:отклонению скорости вывода от максимально допустимой.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для программного управления температурным режимом химических рез 91226 акторов,содержащее первый регулятор с подсоединенными к нему датчиком температуры реакционной массы и исполнительным механизмом, узел управления, включающий элемент сравнения, сумматоры, задатчик, блок предварения, ключ, датчик температуры теплоносителя и программный. задатчик, подключенный на вход регулятора, входы узла управления соединены с выходами дат- О чиков температуры теплоносителя и реакционной массы, а выход связан с узлом настроек регулятора i23.

8 известном устройстве осуществляется автоматическая подстройка пара- 15 ,метров регулятора в зависимости от изменения-.постоянной воемени объекта.

Этим частично устраняется указанный выше недостаток аналога. Но известное устройство также не позволяет реали- що зовать вывод реактора на заданный режим с максимально допустимой скоростью изменения температуры реакционной массы. Объясняется недостаток тем, что известное устройство обеспе- р5 чивает регулирование выходной величины по жесткой временной программе, формируемой программным задатчиком

B виде задания регулятору температуры реакционной массы, а подстройка параметров регулятора ведется узлом управления независимо от реализации программы. Поэтому при возмущении, например, по параметрам теплоносителя произойдет рассогласование во времени работы программного задатчика узла управления настройками регулятора. Разность между заданием регулятору и температурой реакционной массы окажется значительной, а это приведет к перерегулированию, т,е. к перегреву реакционной массы.

Целью изобретения является повышение производительности реактора за счет повышения точности регулирсвания.

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит датчик температуры стенки реактора, второй регулятор, ячейку памяти, блок контроля отклонений и формирователь команд, при этом выход датчика температуры реакционной массы подключен к первым входам блока контроля отклонений, сумматоров и блока предварения, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, выход задатчика связан с первым входом ключа и вторым входом блока конт"

2 4 во я отклонений, выход которого соединен со вторым входом ключа и первым входом формирователя команд, выход элемента сравнения через второй вход формирователя команд подключен к первому входу ячейки памяти, второй вход которой связан с выходом второго сумматора, а датчик температуры стенки реактора подключен ко второму входу первого сумматора, выход которого соединен с входом второго регулятора, выход которого подключен к второму входу второго сумматора, выход ячейки памяти соединен со вторым входом элемента сравнения и третьим входом ключа, выход которого подключен к камере задания первого регулятора.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит химический реактор 1, датчик 2 температуры реакционной массы, первый регулятор 3, исполнительный механизм 4, узел управления 5, элемент сравнения 6, сумматоры 7 и 8 соответственно первый и второй, задатчик 9, ключ 10, блок предварения 11, датчик 12 температуры стенки реактора, второй регулятор

l3, ячейку памяти 14, блок 15 контроля отклонений, формирователь команд

16.

Устройство работает следующим образом.

После загрузки реактора 1 реакционной массой задатчиком 9 выставляют задание Т регулятору 3, соответствующее конечному значению температуры реакционной массы, и производят вклю-чение устройства.

При этом сй гнал Т (t ) от датчика

2 температуры реакционной массы поступает на вход регулятора 3 и на пер вые входы блока l5 контроля отклонений, блока предварения 11 и сумматоров 7 и 8. На второй вход сумматора

7 подается сигнал Тр. (t) от датчика

12 температуры стенки реактора, а сумматор 7 вырабатывает сигнал разности a„(t) =.Т (t) - Т (t), который поступает на вход пропорционального регулятора 13, имеющего задание А .

На выходе регулятора 13 появляется сигнал (t) = Kp ь (t) "М 4 +а, (1) где 1 - коэффициент усиления регулятора;

912262 (2) 5

Ь - выходной сигнал в равновесном состоянии.

Сигнал А (t) поступает на второй вход сумматора 8, образующего сумму т (t) = т1 (t) + ь(с).

В первый момент времени = i =1 после включения устройства Т1 (1) C (Т (3) и на выходе блока 15 контроля отклонений возникает сигнал, соответствующий логической "1". По этому си гналу от ре гуля тор а 3 от ключ ается задатчик 9, срабатывает формирователь команд 16, а в ячейке памяти 1$

14 запоминается и проходит на входзадание регулятора 3 и второй вход элемента сравнения 6 значение сигнала Т1 (1) = Т) (1) +Ь(1). Текущее значение температуры реакции массы начи- Ю нает выводиться регулятором 3 íà ypo" вень Т,((1). Блок предварения 11 вырабатывает сигнал

В этот момент времени выходной сигнал с блока контроля отклонений

15 становится равным логическому "0" и по этой команде на вход - задание регулятора 3 подключается задатчик

Устройство переходит в режим стабилизации температуры реакционной массы на уровне Т,1(3), Как видно из формул (1) и (2) величина приращения задания регулятору

3 пропорциональна отклонению д,1(t) от заданного значения д е и при ,Ь, (t) - д = 0 равна д . При постоянном термическом сопротивлении и теплоотдаче величина ь.,(() характеризует текущее значение мощности теплового потока, проходящего через стенку, а,А - мощность теплового потока, необходимого для компенсации теплопотерь, Ожидаемый экономический эффект т внедрения данного устройства составляет 20-.30 тыс,руб. т„(с) - т, (() +—

ii . дт1 (t) постчпающий на первый вход элемента сравнения 6, реализующего следующий алгоритм

0 при Т (i) > T< (t), т„(1++1 )

1 при т (i) < Т (t), Поскольку в первый момент времени после запу ска устрой ст ва ,3$

dt =0,Т (1j)=T) (1)+Л(1)>т„" (1)=т„(1), сигнал выхода элемента сравнения

Т)(2) равен логическому "0" до, тех пор, пока не станет удовлетворяться 4в неравенство Т (1) 4.Т,," (t). В момент времени t = i = 2 сигнал выхода элемента сравнения Т) (3) становится равным логической "1", срабатывает формирователь команд 16, в ячейке памятия запоминается и проходит ia вход - задание регулятору 3 и второй вход элемента сравнения 6 значение сигнала

Т (2) = Т (2) + д (2), Регулятор 3 начинает выводить температ„ру реакционной массы на уровень Т (2). Цикл повторяется до тех пор, пока в момент времени t i = К не начнет выполня" ться следчюшее чслояие

Т + Ag>T (K)%T)g - ), . $$ где .д - допуск отклонения температуры реакционной массы от задания.

Формула изобретения

Устройство для программного управления температурным режимом химиче-" ского реактора, содержащее датчик температуры реакционной массы, соединенный через первый регулятор с исполv нительным механизмом, элемент сравнения, сумматоры, задатчик, ключ и блок предварения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности реактора за счет повышения точности регулирования, оно дополнительно содержит датчик температуры стенки реактора, второй регулятор, ячейку памяти, блок контроля отклонений и формирователь команд, при этом выход датчика температуры реакционной массы подключен к первым входам блока контроля отклонений, сумматоров и блока предварения, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, выход задатчика связан с первым входом ключа и вторым входом блока контроля отклонений, выход которого соединен со вторым входом ключа и первым входом формирователя команд, выход элемента сравнения через второй вход формирователя команд подключен к первому входу ячейки памяти, второй вход которой связан с выходом второго сумматора, а датчик температуры стенки реактора подключен к второму входу первого сумматора, выход которого соединен с входом регулятора, выход коСоставитель Т. Чулкова

Редактор Л. Тюрина Техред Т, Маточка Корректор И. Йароии

Заказ 1?27/10 Тираж 577. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Н-35, Раушская наб, д. 4/5

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

7 91 дорого подключен к второму входу второго сумматора, выход ячейки памяти соединен с вторым входом элемента сравнения и третьим входом ключа, выход которого подключен k камере задания первого регулятора.

2262 8

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 234182, кл. G 06 M 1/02, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

t 224185, кл. G 05 D 23/19, 1967.