EP0406094A1 - Procédé de conduite automatisée d'une essoreuse centrifuge à marche discontinue - Google Patents

Procédé de conduite automatisée d'une essoreuse centrifuge à marche discontinue Download PDF

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EP0406094A1
EP0406094A1 EP90401814A EP90401814A EP0406094A1 EP 0406094 A1 EP0406094 A1 EP 0406094A1 EP 90401814 A EP90401814 A EP 90401814A EP 90401814 A EP90401814 A EP 90401814A EP 0406094 A1 EP0406094 A1 EP 0406094A1
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Gérard Journet
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F C B
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B13/00—Control arrangements specially designed for centrifuges; Programme control of centrifuges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/04—Periodical feeding or discharging; Control arrangements therefor
    • B04B11/043—Load indication with or without control arrangements

Definitions

  • the present invention relates to centrifugal dryers with a cylindrical basket operating in repetitive cycles during which the product to be spun is loaded into the basket, the loading being controlled by a device which interrupts the feeding when the layer of product to be spun reaches a predetermined thickness. , then, after a first spin, the product is washed by a fluid sprayed by means of a ramp pierced with orifices or provided with spray nozzles and placed inside the basket and undergoes a final spin and, finally, the product washed and spun is unloaded from the basket and evacuated.
  • a wringer is used in particular in the sugar industry to wring out the sugar crystals of a cooked mass.
  • the cycle of such a wringer is defined by a certain number of parameters: acceleration, deceleration, speed step, time delay, etc.
  • acceleration, deceleration, speed step, time delay, etc. are entered, individually, in the automatic control of the wringer, either by the production manager or by the operator, and are possibly adjusted empirically as a function of the observed results of the wringing.
  • certain parameters such as the time available for the cycle and the volume of the washing fluid to be used, depend on the load of the basket. As it is difficult to measure this load, we try to keep it constant and equal to a predetermined optimal value. For this, a feeler is used placed inside the basket and which controls the closing of the product supply valve to be wrung when the thickness of the product layer in the basket reaches a predetermined set value. For various reasons, in particular because the product to be spun does not distribute itself uniformly over the entire height of the basket during loading, the thickness measured by means of the probe continues to increase for a certain time after the valve has closed. The maximum thickness reached is greater than the set value, and the difference between the two is variable depending on the characteristics of the product. For the same setpoint, we can therefore have different basket loads from one cycle to another.
  • the cycle includes an acceleration phase AB, a loading phase BC at constant speed VC, an acceleration phase CE, a final spin phase EF, at constant speed VE, a deceleration phase FG and an unloading phase GH, at constant speed VD; before the final spin, the layer of product loaded in the basket is washed, starting at D.
  • the time available for the next cycle is determined using the formula with N: number of wringers available Ch: imposed basket load (in m3) Q: flow rate of the product to be wrung (in m3 / h) TIC: safety margin, from 2 to 30 seconds, which is taken care of between the end of a cycle and the start of the next cycle.
  • Q can, for example, come from the production management system upstream of spinning or from a level measurement in a tank or a mixer feeding the extractors.
  • a duration TE tF - tE longer or shorter, respectively, of such so that the total cycle time is equal to TCD.
  • a new value for the volume of washing liquid to be used during the next cycle is fixed.
  • the supply rate of the washing ramps 22 (FIG. 2) being constant, a new value for the duration of washing TL will be set.
  • a layer sensor 12 is used placed inside the basket.
  • the probe is applied to the product layer 14 to measure its thickness continuously. This increases rapidly until it reaches a set point EPD - trigger thickness.
  • an automaton 24 closes the valve 16 placed on the feed chute 18 of the wringer. After closing the valve, the thickness of layer 14 continues to increase, in particular due to the rise of the product from the bottom of the basket in the case of a vertical basket wringer such as that shown in FIG. 2 .
  • the maximum thickness of the EPM layer is therefore greater than EPD, and the difference between the two is variable depending on the characteristics of the product to be wrung, essentially its viscosity.
  • a new EPD value is determined at the end of each cycle by comparing the maximum value of the layer measured by means of the probe 12 with the theoretical value EPC corresponding to the load on the imposed basket Ch.
  • E EPC - EPM
  • An improvement consists in taking into account the evolution of the slope of the curve giving the variations in the thickness of the layer of the product in the basket.
  • This curve which is shown in dashed lines in FIG. 1, is drawn from information from the probe 12 or from a gammadensimeter 20 whose radiation passes through the layer of products 14.
  • This slope VE is calculated at the start of loading and compared with the slope of the curve of the previous cycle. This calculation can be done, for example, from a measurement of the DTE time it takes to go from a thickness E1 to a thickness E2 during loading.
  • a computer 26 which receives the necessary information from the operator and from appropriate sensors, in particular from the probe 12 or from the gammadensimeter 20.
  • the calculated setpoint values are applied to the inputs of the controller 24 which controls the different parts of the wringer: basket drive motor, feed valve, feeler, etc.
  • the EPC setpoint corresponding to the imposed basket load Ch, is introduced into the computer 26 by the operator.
  • EPD setpoint EPD (n + 1) EPD (n) + K1 [EPC - EPM (n)] + K2 [VE (n) - VE (n + 1)]
  • K1 and K2 are coefficients introduced by the operator in the memory of the computer.
  • K1 could, for example, be chosen in a range from 0 to 2 and K2 in a range from 0 to 3.
  • EPD (n) is the set value used in cycle n and EPD (n + 1) is the calculated value for cycle n + 1 (next cycle).
  • EPD (n + 1) EPD (n) + K3 [EPC - EPM (n)] and to take into account the evolution of the slope of the thickness curve as follows:
  • EPD is calculated by the above formula.

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Abstract

Procédé de conduite automatisée d'une essoreuse centrifuge à panier cyclindrique et à fonctionnement cyclique suivant lequel on commande, à chaque cycle, la fermeture de la vanne d'alimentation lorsque l'épaisseur de la couche de produit dans le panier atteint une valeur prédéterminée.
Pour maintenir constante la charge du panier en dépit des variations, des caractéristiques du produit, on commande la fermeture de la vanne d'alimentation lorsque l'épaisseur de la couche du produit chargé dans le panier atteint la valeur d'une première consigne (EPD) inférieure à l'épaisseur correspondant à une valeur imposée (Ch) de la charge du panier, puis on mesure l'épaisseur maximale de la couche (EPM) et, à chaque cycle, on compare cette épaisseur maximale mesurée à la valeur d'une seconde consigne (EPC) correspondant à ladite valeur imposée de la charge du panier, et on détermine une nouvelle valeur pour la première consigne (EPD) on fonction de l'écart entre l'épaisseur maximale mesurée (EPM) et la valeur de la seconde consigne (EPC).

Description

  • La présente invention concerne les essoreuses centrifuges à panier cylindrique fonctionnant par cycles répétitifs au cours desquels le produit à essorer est chargé dans le panier, le chargement étant contrôlé par un dispositif qui interrompt l'alimentation lorsque la couche du produit à essorer atteint une épaisseur prédéterminée, puis, après un premier essorage, le produit est lavé par un fluide projeté au moyen d'une rampe percée d'orifices ou munie de buses de pulvérisation et disposée à l'intérieur du panier et subit un essorage final et, enfin, le produit lavé et essoré est déchargé du panier et évacué. Une telle essoreuse est notamment utilisée dans l'industrie sucrière pour essorer les cristaux de sucre d'une masse cuite.
  • Le cycle d'une telle essoreuse est défini par un certain nombre de paramètres: accélération, décélération, palier de vitesse, temporisation, etc. Actuellement, ces paramètres sont entrés, individuellement, dans l'automate de conduite de l'essoreuse, soit par le responsable de fabrication, soit par l'opérateur, et sont éventuellement ajustés empiriquement en fonction des résultats constatés de l'essorage.
  • Dans les installations actuelles, certains paramètres, tels que le temps disponible pour le cycle et le volume du fluide de lavage à utiliser, sont fonction de la charge du panier. Comme il est difficile de mesurer cette charge, on cherche à la maintenir constante et égale à une valeur optimale prédéterminée. Pour cela, on utilise un palpeur placé à l'intérieur du panier et qui commande la fermeture de la vanne d'alimentation en produit à essorer lorsque l'épaisseur de la couche du produit dans le panier atteint une valeur de consigne prédéterminée. Pour différentes raisons, notamment parce que le produit à essorer ne se répartit pas uniformément sur toute la hauteur du panier pendant le chargement, l'épaisseur mesurée au moyen du palpeur continue d'augmenter pendant un certain temps après la fermeture de la vanne. L 'épaisseur maximale atteinte est supérieure à la valeur de consigne, et l'écart entre les deux est variable suivant les caractéristiques du produit. Pour une même valeur de consigne, on pourra donc avoir des charges de panier différentes d'un cycle à l'autre.
  • Pour remédier à cet inconvénient, il est proposé conformément à l'invention, de déterminer, à la fin de chaque cycle, une nouvelle valeur de consigne d'épaisseur de couche pour la fermeture de la vanne d'alimentation en fonction de l'écart entre la valeur mesurée et une valeur prédéterminée de l'épaisseur de couche maximale atteinte au cours de cycle qui vient de s'achever. On pourra, par exemple, ajouter à l'ancienne valeur de consigne la différence algébrique entre les valeurs mesurée et prédéterminée de l'épaisseur maximale.
  • Pour déterminer la nouvelle valeur de consigne de l'épaisseur de couche, on pourra aussi tenir compte de l'évolution, par rapport au cycle précédent, de la pente d'une courbe représentative des variations de l'épaisseur de la couche de produit dans le panier en fonction du temps.
  • La description qui suit se réfère aux dessins qui accompagnent et sur lesquels :
    • - La figure 1 est le diagramme du cycle d'une essoreuse du type concerné par l'invention. Sur cette figure, on a également représenté la courbe des variations de l'épaisseur de la couche de produit dans le panier de l'essoreuse pendant le cycle, et
    • - La figure 2 est une représentation schématique, en coupe verticale, d'une essoreuse du type concerné.
  • Sur le diagramme de la figure 1 on a porté en abscisses le temps en secondes et en ordonnées la vitesse en tours par minute.
  • Le cycle comporte une phase d'accélération AB, une phase de chargement BC à vitesse constante VC, une phase d'accélération CE, une phase d'essorage final EF, à vitesse constante VE, une phase de décélération FG et une phase de déchargement GH, à vitesse constante VD; avant l'essorage final, on effectue un lavage de la couche du produit chargé dans le panier qui débute en D.
  • A la fin de chaque cycle, on détermine le temps disponible pour le cycle suivant au moyen de la formule
    Figure imgb0001
     avec N : nombre d'essoreuses disponibles
    Ch : charge du panier imposée (en m3)
    Q : débit du produit à essorer (en m3/h)
    TIC : marge de sécurité, de 2 à 30 secondes, que l'on ménage entre la fin d'un cycle et le début du cycle suivant.
  • Q peut, par exemple, provenir du système de gestion de la production en amont de l'essorage ou d'une mesure de niveau dans un réservoir ou un malaxeur alimentant les essoreuses.
  • Si la valeur TCD calculée diffère en plus ou en moins, de la durée tH - tA du cycle précédent, on fixe pour le palier d'essorage EF du cycle suivant une durée TE = tF - tE plus ou moins longue, respectivement, de telle sorte que la durée totale du cycle soit égale à TCD.
  • Corrélativement, on fixe une nouvelle valeur de volume de liquide de lavage à utiliser pendant le cycle suivant. En pratique, le débit d'alimentation des rampes de lavage 22 (figure 2) étant constant, on fixera une nouvelle valeur de la durée du lavage TL.
  • Pour maintenir la charge du panier 10 à la valeur imposée Ch, on utilise un palpeur de couche 12 placé à l'intérieur du panier.
  • Dès que le chargement du panier a commencé, le palpeur est appliqué sur la couche de produit 14 pour mesurer son épaisseur en continu. Celle-ci augmente rapidement jusqu'à atteindre une valeur de consigne EPD - épaisseur de déclenchement. A cet instant là, un automate 24 déclenche la fermeture de la vanne 16 placée sur la goulotte d'alimentation 18 de l'essoreuse. Après la fermeture de la vanne, l'épaisseur de la couche 14 continue d'augmenter, notamment du fait de la montée du produit depuis le fond du panier dans le cas d'une essoreuse à panier vertical telle que celle représentée sur la figure 2.
  • L'épaisseur maximale de la couche EPM est donc supérieure à EPD, et l'écart entre les deux est variable en fonction des caractéristiques du produit à essorer, essentiellement de sa viscosité.
  • Conformément à l'invention, on détermine à la fin de chaque cycle, une nouvelle valeur de EPD en comparant la valeur maximale de la couche mesurée au moyen du palpeur 12 à la valeur théorique EPC correspondant à la charge du panier imposée Ch. On calcule l'écart E = EPC - EPM puis la nouvelle valeur de EPD.
  • Un perfectionnement consiste à tenir compte de l'évolution de la pente de la courbe donnant les variations de l'épaisseur de la couche du produit dans le panier. Cette courbe, qui est représentée en tirets sur la figure 1, est tracée à partir des informations du palpeur 12 ou d'un gammadensimètre 20 dont le rayonnement traverse la couche de produits 14. Cette pente VE est calculée au début du chargement et comparée à la pente de la courbe du cycle précédent. Ce calcul pourra être fait, par exemple, à partir d'une mesure du temps DTE qu'il faut pour passer d'une épaisseur E1 à une épaisseur E2 au cours du chargement.
  • Tous les calculs sont effectués automatiquement par un calculateur 26 qui reçoit les informations nécessaires de l'opérateur et de capteurs appropriés, notamment du palpeur 12 ou du gammadensimètre 20. Les valeurs de consigne calculées sont appliquées aux entrées de l'automate 24 qui commande les différents organes de l'essoreuse : moteur d'entrainement du panier, vanne d'alimentation, palpeur, etc
  • A la mise en marche des essoreuses, la valeur de consigne EPC, correspondant à la charge du panier imposée Ch, est introduite dans le calculateur 26 par l'opérateur. Pour le premier cycle, le calculateur détermine la valeur de consigne EPD par la formule :
    EPD(1) = K EPC
    K étant un coefficient choisi par l'opérateur à partir de résultats d'essais;
    K pourra, par exemple, être pris égal à 0,8.
  • Pour les cycles suivants, le calculateur utilise la formule ci-après pour déterminer la valeur de consigne EPD
    EPD(n+1) = EPD(n) + K1 [EPC - EPM(n)] + K2 [VE(n) - VE(n+1)]
  • Dans cette formule K1 et K2 sont des coefficients introduits par l'opérateur dans la mémoire du calculateur. K1 pourra, par exemple, être choisi dans une plage de 0 à 2 et K2 dans une plage de 0 à 3. EPD(n) est la valeur de consigne utilisée dans le cycle n et EPD (n + 1) est la valeur calculée pour le cycle n + 1 (cycle suivant).
  • Une solution simplifiée consiste à calculer EPD par la formule :
    EPD (n+1) = EPD (n) + K3 [EPC - EPM(n)]
    et à tenir compte de l'évolution de la pente de la courbe d'épaisseur de la façon suivante :
  • Si l'évolution est positive - pente plus forte - et si l'écart EPC - EPM(n) est aussi positif - chargement au cours du cycle précédent trop faible - on ne modifie pas EPD pour le cycle en cours EPD (n+1) = EPD(n). De même, si l'évolution de la pente de la courbe de charge est négative - pente plus faible - et si l'écart EPC - EPM(n) est aussi négatif - chargement trop important au cours du cycle précédent - on ne modifie pas EPD.
  • Dans les autres cas, EPD est calculé par la formule ci-­dessus.

Claims (2)

1. Procédé de conduite automatisée d'une essoreuse centrifuge à panier cyclindrique et à fonctionnement cyclique suivant lequel on commande, à chaque cycle, la fermeture de la vanne d'alimentation (16) lorsque l'épaisseur de la couche de produit dans le panier atteint une valeur prédéterminée caractérisé en ce qu'on commande la fermeture de la vanne d'alimentation (16) lorsque l'épaisseur de la couche du produit chargé dans le panier atteint la valeur d'une première consigne (EPD) inférieure à l'épaisseur correspondant à une valeur imposée (Ch) de la charge du panier, puis on mesure l'épaisseur maximale de la couche (EPM) et, à chaque cycle, on compare cette épaisseur maximale mesurée à la valeur d'une seconde consigne (EPC) correspondant à ladite valeur imposée de la charge du panier, et on détermine une nouvelle valeur pour la première consigne (EPD) en fonction de l'écart entre l'épaisseur maximale mesurée (EPM) et la valeur de la seconde consigne (EFC).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la nouvelle valeur de la première consigne (EPD) est déterminée en tenant compte de l'évolution, par rapport au cycle précédent, de la pente (VE) de la courbe donnant les variations de l'épaisseur de la couche du produit dans le panier en fonction du temps.
EP90401814A 1989-06-29 1990-06-26 Procédé de conduite automatisée d'une essoreuse centrifuge à marche discontinue Expired - Lifetime EP0406094B1 (fr)

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