PL156002B1

PL156002B1 - Sposób sterowania rafinerem wytwarzajacym papier i urzadzenie do sterowania rafinerem PL PL

Info

Publication number: PL156002B1
Application number: PL1986257729A
Authority: PL
Inventors: John M Ellery
Original assignee: Beloit Corp
Priority date: 1985-01-31
Filing date: 1986-01-31
Publication date: 1992-01-31
Also published as: GB2170620A; MX161502A; KR890000814B1; CN1007273B; JPH0250238B2; US4661911A; IN164369B; CN86100491A; IT8619251A0; GB8602068D0; PL257729A1; PH23231A; BR8600386A; DE3602833A1; CA1249646A; GB2170620B; KR860005931A; IT1208200B; JPS61179391A

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób sterowania rafinerem wytwarzającym papier i urządzenie do sterowania rafinerem do wytwarzania papieru.

Niniejszy wynalazek odnosi się do sterowania rafinerem, a w szczególności dotyczy adaptacyjnego sterowania rafinerem, które działa z uwzględnieniem pomiarów procesu w czasie rzeczywistym i z góry przyjętych stałych w celu obliczenia prędkości napędu głównego, to jest prędkości powiązanej z energią pobieraną przez napęd główny rafinera.

Podstawowym problemem obecnie spotykanym w fabryce papieru, przy rafinacji, jest utrzymanie wydajności rafinacji, która zależy od konstrukcji płyty rafinacyjnej i energii zużywanej przez masę papierniczą, stałej dla danej klasy papieru przy zmiennej wielkości produkcji. Stosując to samo wyposażenie rafinacyjne, wytwarza się papier innej klasy; przy innej wielkości produkcji, nowym zapotrzebowaniu dziennym mocy na tonę i innej wydajności rafinacji. Istniejące technologie przewidują stałą prędkość silników napędu głównego. Dlatego też do zmiany wielkości produkcji dostosowuje się moc rafinera, w celu otrzymania żądanej dziennej mocy na tonę. Jednak wydajność rafinera pozostaje chwilowo niezmieniona z powodu niezmienionej prędkości. W tych

156 002 warunkach personel fabryki papieru musi w sposób ciągły dostosowywać moc rafinera usiłując znaleźć optymalne parametry pracy rafinera dla osiągnięcia żądanych wyników. Te parametry powodują często marnotrawstwo energii.

Celem wynalazku jest sterowanie rafinerem wytwarzającym papier i urządzenie do sterowania rafinerem do wytwarzania papieru, jego wydajności które są przystosowane do szczegółowych wamagań rafinera i procesu.

Cel ten został osiągnięty przez zastosowanie sterowania wydajnością rafinera, w którym stosowano napęd o zmiennej prędkości, i które daje podstawę do rozwiązania licznych problemów włączając w to: określenie prędkości, przy której napęd główny powinien mieć prędkość obrotową zależną od energii pobieranej przez rafiner, określenie mocy bez obciążenia, dla rzeczywistej podstawy czasu i zastosowanie tych danych dla optymalizacji całkowitych wymagań energetycznych rafinera, określenie aktualnej energii doprowadzanej do rafinera i określenie żądanej prędkości mechanizmu nastawczego, która byłaby odwrotnie proporcjonalna do energii napędu głównego, umożliwiającego nadążne dostosowywanie zakresu prędkości, w celu stabilizacji sterowania.

Ściślej, cel został osiągnięty przez rozwiązanie wielu pojedynczych algorytmów, których wartości są obliczone z pomiarów procesu w czasie rzeczywistym i przez dostosowanie stałych, które wpływają na obliczoną prędkość napędu głównego, to jest wiążą się z energią zużywaną przez napęd główny. Dokładność sterowania jest przez to zależna od dokładności określenia mocy bez obciążenia. Dlatego zastosowano jedno równanie liniowe do określenia mocy bez obciążenia. Ustalono dwuwymiarowy układ, który przedstawia „odwzorowanie procesu w rzeczywistym czasie. To odwzorowanie uwzględnia moc bez obciążenia, przy różnych prędkościach, dla danej wielkości tonażowej, w tym inne straty mechaniczne i hydrauliczne. Dokładność wyniku jest następnie poprawiona i odpowiednio przystosowana przez rozwiązanie równania mocy bez obciążenia stosując pomiar przepływu i konsystencji w czasie rzeczywistym.

Rzeczywista dzienna moc użyteczna na tonę może być teraz obliczona wykorzystując obliczoną moc bez obciążenia i aktualny pomiar mocy silnika napędowego.

Wynik wyżej wymienionego szeregu obliczeń jest zastosowany jako sprzężenie zwrotne, aby wykazać brak równowagi między sygnałem zadającym mocy dziennej na tonę i aktualną mocą dzienną na tonę. Warunek równowagi jest spełniony przez dostosowanie położenia elementów rafinacyjnach.

W tym samym czasie, gdy energia użyteczna jest dostosowywana, równanie dla żądanej prędkości jest spełnione. Żądana prędkość jest funkcją ilości przecięć liniowych na obrót prętów płyty rafinacyjnej i jest stała dla każdego kształtu płyty rafinacyjnej, przy cz.ym moc, która jest wynikiem poprzednio omówionych obliczeń i współczynnik wydajności, który jest stałą liczbową, reprezentującą żądany fizyczny skład włókien.

Wynikiem wymienionych obliczeń jest żądana prędkość silnika napędowego dla różnych warunków.

Sposób sterowania rafinerem wytwarzającym papier, który zawiera silnik przekładniowy do dostosowywania położenia płyt i jest napędzany przez silnik napędu głównego polega na tym, że mierzy się konsystencję i natężenie przepływu masy papierniczej przez rafiner oraz wytwarza się odpowiednie sygnały konsystencji i natężenia przepływu, mierzy się prędkość i moc silnika napędowego i wytwarza się odpowiednie sygnały prędkości i mocy, wytwarza się sygnał mocy bez obciążenia silnika napędowego na podstawie sygnałów konsystencji, natężenia przepływu i prędkości, przetwarza się moc bez obciążenia w dzienną moc procentową na tonę na podstawie sygnałów mocy, natężenia przepływu i konsystencji, przetwarza się moc bez obciążenia w rzeczywistą moc użyteczną na podstawie sygnału mocy.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że wytwarza się sygnał prędkości silnika napędowego na podstawie rzeczywistej mocy użytecznej z uwzględnieniem nastawialnej stałej zależnej od ukształtowania płyty rafinera i współczynnika wydajności będącego nastawialną stałą reprezentującą żądany wynik rafinacji i doprowadza się sygnał prędkości do silnika napędowego po czym wytwarza się sygnał prędkości silnika przekładniowego na podstawie procentowej mocy dziennej na tonę, zadanej prędkości, mocy silnika głównego, maksymalnej i minimalnej prędkości

156 002 5 silnika przekładniowego i doprowadza się sygnał prędkości silnika przekładniowego, do silnika przekładnio wego.

Wytwarzanie sygnału prędkości silnika napędowego na podstawie rzeczywistej mocy użytecznej z uwzględnieniem nastawialnej stałej zależnej' od ukształtowania płyty rafinera i współczynnika wydajności będącego nastawialną stałą reprezentującą żądany wynik rafinacji i doprowadzenie sygnału prędkości do silnika napędowego określa się jako obliczanie prędkości RPM dla silnika napędowego zgodnie z zależnością:

ANHP

RPM= _______

IC/REVXIF gdzie: ANHP jest rzeczywistą mocą silnika napędowego, IC/REVjest przecięciami liniowymi na jeden obrót płyt rafinacyjnych, a współczynnik wydajności (IF) jest dobraną stałą opisującą żądane wyniki rafinacji.

Wytwarzanie sygnału prędkości silnika na podstawie mocy dziennej na tonę, zadanej prędkości mocy silnika głównego, maksymalnej i minimalnej prędkości silnika przekładniowego i doprowadzenie sygnału prędkości silnika przekładniowego do silnika przekładniowego określa się jako obliczanie prędkości GMSR silnika przekładniowego zgodnie z zależnością:

GMSR = GMSMX-[(ACMMP/AVMMP)/GMSMX]-GMSMN gdzie: GMSR jest żądaną prędkością silnika przekładniowego, GMSMX jest maksymalną prędkością silnika przekładniowego, GMSMN jest minimalną prędkością silnika przekładniowego, ACMMP jest rzeczywistą mocą silnika głównego, a AVMMPjest osiągalną mocą silnika głównego.

Aby obliczone wyniki były dokładnie wdrożone przez końcowe elementy sterowania, to jest przez przekładnię silnika rafinera, należy zastosować urządzenie do dostosowywania zmiany prędkości. Rzeczywista prędkość silnika przekładniowego jest odwrotną funkcją mocy pobieranej przez napęd główny. Dobrana stała wpływa na zmniejszenie prędkości obrotowej urządzenia dostosowującego, ponieważ zwiększa się moc dostarczona. Ta jedyna cecha eliminuje wspólną przyczynę niestabilności sterowania, która ujawnia się gdy silniki napędowe są sterowane przy lub w pobliżu, ich pełnej obciążalności, a elementy rafinera są ustawione na stałą, wstępnie ustaloną prędkość.

Urządzenie do sterowania rafinerem do wytwarzania papieru, zawierającym silnik przekładniowy do dostosowywania położenia płyt rafinera, napędzanym na silnik napędu głównego, zawierający element do odczytywania konsystencji i natężenia przepływu masy papierniczej przez rafiner, oraz do wytwarzania odpowiednich sygnałów konsystencji i natężenia przepływu, elementy do odczytywania prędkości i mocy silnika napędowego, i do wytwarzania odpowiednich sygnałów prędkości i mocy, elementy do wytwarzania sygnału mocy bez obciążenia silnika napędowego na podstawie sygnałów konsystencji natężenia przepływu i prędkości, elementy do przetwarzania mocy bez obciążenia w dzienną moc procentową na tonę na podstawie sygnałów mocy, natężenia przepływu i konsystencji, elementy do przetwarzania mocy bez obciążenia w rzeczywistą moc użyteczną na podstawie sygnału mocy zawiera elementy do wytwarzania sygnału prędkości silnika napędowego z rzeczywistej mocy użytecznej i do doprowadzenia sygnału prędkości do silnika napędowego, elementy do wytwarzania sygnału prędkości silnika przekładniowego z dziennej mocy procentowej na tonę, sygnału zadającego prędkości, mocy silnika głównego, osiągalnej mocy silnika, oraz maksymalnej i minimalnej prędkości silnika przekładniowego i do doprowadzania sygnału prędkości silnika przekładniowego do silnika przekładniowego.

Element obliczeniowej prędkości silnika przekładniowego otrzymuje sygnał rzeczywistej mocy użytecznej z elementu rzeczywistej mocy użytecznej i w wyniku operowania specjalnym równaniem liniowym określa prędkość obrotową silnika przekładniowego zmieniając prędkość silnika przekładniowego tak, że wzrost mocy napędu głównego wpływa na zmniejszenie prędkości obrotowej mechanizmu dostosowującego silnika przekładniowego. Prędkość silnika przekładniowego jest wstępnie określona i samodostosowująca się dzięki elementowi prędkości obliczeniowej silnika przekładniowego. Z kolei element procentowej mocy użytecznej określa procent mocy użytecznej zużywanej przez silnik napędu głównego, a element procentowej dziennej mocy użyte6

1S6 002 cznej na tonę oblicza rzeczywistą dzienną moc użyteczną na tonę, dostarczaną przez silnik napędu głównego. Procentowa moc użyteczna i procentowa dzienna moc na tonę są dostarczane do elementu dziennej mocy na tonę za pomocą elementów: procentowej mocy użytecznej, procentowego przepływu i mocy dziennej na tonę, z których to element procentowej mocy użytecznej wykonuje bezpośrednie przetwarzanie wartości określanej przez elementy mocy bez ociążenia i element rzeczywistej mocy użytecznej do wartości procentowej.

Urządzenie posiada także elementy do wytwarzania sygnału prędkości silnika napędowego zawierające elementy do obliczania prędkości RPM dla silnika napędowego zgodnie z zależnością:

ANHP

RPM = -___

IC/REVXIF gdzie: ANHP jest rzeczywistą mocą silnika napędowego, IC/REV przedstawia liczbę przecięć liniowych na jeden obrót płyt rafinacyjnych, a współczynnik wydajności (IF) jest dobraną stałą opisującą żądane wyniki rafinacji. Elementy do wytwarzania sygnału prędkości silnika przekładniowego zawierają elementy do obliczania prędkości GMSR silnika przekładniowego zgodnie z zależnością:

GMSR = GMSMX-[(ACMMP/AVMMP)/GMSMX]-GMSMN gdzie: GMSR jest żądaną prędkością silnika przekładniowego, GMSMX jest maksymalną prędkością silnika przekładniowego, GMSMN jest minimalną prędkością silnika przekładniowego, ACMMP jest rzeczywistą mocą silnika głównego, a AVMMP jest osiągalną mocą silnika głównego.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku na którym fig. 1A i IB wspólnie przedstawiają schemat blokowy adaptacyjnego sterowania według wynalazku, stałą wydajność rafinera, na podstawie pomiarów procesu w czasie rzeczywistym, fig. 2 - widok z góry części rafinacyjnej płyty rafinera, a fig. 3 uproszczony schemat blokowy rafinera według wynalazku.

Niniejszy wynalazek określa sposób utrzymywania stałej wydajności rafinacji przy zmiennej wielkości tonażu i użytej mocy, zawiesiny masy papierniczej przechodzącej przez rafiner tarczowy. Jest to wykonane przez zastosowanie odpowiedniej strategii sterowania i wielu pojedynczych algorytmów sterowania, które składają się na dostarczenie wyniku, który wiąże prędkość obrotową elementów rafinera, z mocą pobieraną przez napęd główny. Wydajność jest określona jako użyteczna moc rafinacji podzielona przez liczbę krzyżaków (elementów rafinera) na jednostkę czasu (IC/R.EV). Użyteczna moc rafinycji jest określona jako całkowita moc napędu głównego minus moc bez obciążenia. Moc bez obciążenia jest sumą mocy wymaganej do obrotu elementów rafinera przeciw oporowi sił wywieranych przez zawiesinę masy papierowej na elementy rafinera plus tarcie na dławiku, tarcie w łożyskach, opory powietrza i wewnętrzne przepływy - oraz inne czynniki o mniejszym znaczeniu, które nie są dokładnie zdefiniowane. Niniejszy wynalazek dostarcza technikę, w której ustalony jest sygnał zadający procesu, obliczana jest żądana moc rafinera, elementy rafinera są dostosowywane do zmiennej wielkości produkcji, która jest zależna od wielkości włożonej mocy, rzeczywista moc jest określona przez zastosowanie wymienionego sposobu „odwzorowania dla określenia mocy bez obciążenia, a prędkość obrotowa napędu głównego jest obliczona tak, aby utrzymać stałą wydajność rafinacji dla zmiennych warunków procesu.

Przedstawione na fig. 1A i IB elementy adaptacyjnego układu sterowania stałą wydajnością rafinera będą objaśnione bardziej szczegółowo.

Element 10 wyboru sposobu zawiera środki do operacyjno-wybiórczych sposobów sterowania (to jest sterowania chudością masy, sterowania podciśnieniem wyżymaka, sterowania mocą dzienną na tonę i inne) wskazujące w funkcji jakiego sposobu operacyjnego działa układ sterowania. Zastosowano typową formułę zestawieniową. Kiedy wybrano już jeden z dostępnych sposobów działania, właściwe dla niego skale i zakresy przetworników są przekazywane do części zadającej układu za pomocą podprogramów.

Element 12 sygnału zadającego procesu reprezentuje środki do ustalania poziomu żądanych wyników rafinacji.

156 002

Gdy jest wybrany tryb pracy mocy dziennej na tonę (HPDT) proporcjonalno-całkująco— różniczkujące działanie nie jest potrzebne i blok ten jest pomijany, umożliwiając przez to bezpośrednie otrzymanie żądanego sygnału zadającego HPDT przez programowalny regulator 14 (PRC) rafinera.

Programowalny regulator 14 rafinera otrzymuje jako wejście żądany sygnał zadający mocy, wejście elementu 12 sygnału zadającego procesu. Zależnie od sposobu wybranego działania jak to będzie opisane poniżej sygnałem sprzężenia zwrotnego będzie albo obliczona moc dzienna na tonę lub moc rzeczywista.

Regulator 14 (PRC) bazując na odchyleniu sygnału sprzężenia zwrotnego od sygnału zadającego, inicjuje prawidłowe działanie wymagane przez urządzenie ustalające położenie tarcz, to jest zwiększa lub zmniejsza oddalenie elementów rafinera aż do zaistnienia sytuacji równowagi. Zmiana prędkości, z której dokonuje się przemieszczenia elementów rafinacyjnych, będzie określony przez element 16 obliczenia prędkości silnika przekładniowego.

Element 16 obliczeniowej prędkości silnika przekładniowego otrzymuje sygnał rzeczywistej mocy użytecznej z elementu 18 rzeczywistej mocy użytecznej, i w wyniku operowania specjalnym równaniem liniowym, określa prędkość obrotową silnika przekładniowego dostosowującego położenie płyty. Obliczone równanie prędkości silnika przekładniowego zmienia prędkość silnika przekładniowego tak, że wzrost mocy napędu głównego wpływa na zmniejszenie prędkości obrotowej mechanizmu dostosowującego silnika przekładniowego.

Przystosowywanie położenia płyty rafinera jest wykonane przez zastosowanie typowego rozrusznika silnika i elementu 18, tj. stycznika nawrotnego. Kierunek obrotu i trwania czasu włączenia jest określone przez element 20 wymaganej mocy rafinera podczas gdy prędkość silnika przekładniowego jest wstępnie określona i samodostosowująca się dzięki elementowi 16 prędkości obliczeniowej silnika przekładniowego.

Element 22 mocy bez obciążenia reprezentuje specjalny sposób określania dokładnej wartości mocy bez obciążenia, która jest w większości warunków zmienną, której wartość zmienia się zależnie od procentowego obciążenia silnika napędu głównego. W celu dokładnego określenia mocy użytecznej jej wartość musi znajdować się powyżej całego zakresu obciążenia silnika napędu głównego. Określenie tej wartości jest osiągnięte techniką zwaną odwzorowaniem, która polega na ustawianiu w kolejności wartości mocy bez obciążenia silnika napędu głównego dla różnych prędkości. Macierz tych wartości staje się właściwym wyznacznikiem dla określenia mocy bez obciążenia sterowanej maszyny. Uwzględnione są w niej rozmaite straty zarówno określone jak i nie określone, które powstają w poszczególnej maszynie.

Macierz zawiera dwa pola - rejestruje prędkości w poszczególnej chwili i wartość odpowiadającą mocy bez obciążenia w tej samej chwili.

Ta informacja w połączeniu z rzeczywistymi pomiarami prędkości zmiennego układu prędkości napędu i w powiązaniu z sygnałem pomiarowym proporcjonalnym do konsystencji i natężenia przepływu masy papierowej, dostarcza wartość mocy bez obciążenia. Zastosowanie pomiaru rzeczywistej konsystencji i natężenia przepływu masy papierowej jest konieczne, w celu uzyskania reprezentacji wpływu zmiany konsystencji lub natężenia przepływu, na rzeczywistą moc bez obciążenia.

Cały proces określenia mocy bez obciążenia jest przedstawiony przez następującą zależność:

NLH = A + (CA - CT) . Kc .

(FA - FT)

Kf gdzie: Kc - jest dobraną stałą mocy uwzględniającą wpływ zmiany konsystencji na moc bez obciążenia, CA - jest rzeczywistą konsystencją, CT - jest wartością zadaną dla konsystencji, Kp - jest dobraną stałą uwzględniającą wpływ, zmiany przepływu na moc bez obciążenia, FA - jest rzeczywistym przepływem, FT - jest wartością zadaną dla przepływu, A - jest macierzową wartością mocy odpowiadającą wartości rzeczywistej mierzonej zmiennej RPM a RPM - jest mierzoną zmienną prędkości.

156 002

Tabela I

Zestawienie· prędkości — moc bez obciążenia

Punkt danych	RPM	A
1	903,0	180,0
2	899,5	179,8
3	899,0	179,4
4	898,5	179,2
5	898,0	179,0
6	897,5	178,8
7	897,0	178,6
8	896,5	178,4
9	896,0	178,2
10	895,5	177,8
11	895,0	177,4
12	894,5	177,2
13	894,0	176,7
99	401,0	131,0
100	400,0	130,0

Rzeczywista moc użyteczna zapotrzebowania przez silnik napędu głównego jest określona przez zależność:

AP

ANHP = ......^— NLH

0,746 gdzie: AP - jest mocą rzeczywistą w kilowatach.

Rzeczywista, obliczona moc użyteczna jest zastosowana jako informacja sprzężenia zwrotnego do obliczenia prędkości silnika przekładniowego, obliczanie wydajności, elementu PRC i elementu procentowej mocy użytecznej.

Element 24 procentowej mocy użytecznej określa procent mocy użytecznej zużywanej przez silnik napędu głównego.

Wartość mocy jest obliczona z zależności:

PNH=100X

K3

Rzeczywista moc użyteczna jest obliczona z wyżej wymienionej zależności, a stała K3 jest stałą dobraną, w ten sposób, że jest reprezentatywna dla rozporządzalnej mocy użytecznej.

Element 26 przepływu procentowego określa rzeczywiste natężenie przepływu w danej chwili i przemienia tę wartość w procentową ilość maksymalnego przepływu. Wartość przepływu jest obliczona z zależności:

% F=100X

AF

K4

Wartość rzeczywistego przepływu (AF) jest obliczona przez zastosowanie wzorcowego urządzenia pomiarowego przepływu (masowego). Urządzeniem tym może być magnetyczny nadajnik przepływu.

W powyższym równaniu, K4 jest stałą tak dobraną, że jest właściwą dla zakresu wzorcowego urządzenia do pomiaru przepływu.

Element 28 procentowej, dziennej mocy użytecznej na tonę obliczaną rzeczywistą, dzienną moc użyteczną na tonę, dostarczaną przez silnik napędu głównego, bazowaną na natężeniu przepływu T/D i konsystencji materiału obrabianego w danej chwili. Procentowa, dzienna moc użyteczna na tonę jest obliczona z następującej zależności:

%NHDT = % ^PNH, [(CXPi) + P2] (% FX0,06)

156 002

C - jest wartością mierzonej konsystencji,

Pi - jest (1 - P2) 50

P? - jest minimum konsystencji średnią konsystencję, % F - proce,nt przepływu jest wynikiem obliczenia przepływu procentowego, a 0,06 - jest 1/16,62. '

Zastosowanie powyższego równania zawartego w procentowej dziennej mocy użytecznej na tonę nie jest zastrzeżone jako niniejszy wynalazek.

Wynik obliczenia wydajności przez element 30 jest sygnałem, który reprezentuje prędkość obrotową silnika napędu głównego, który utrzymuje tę zależność w równości.

Żądana prędkość obrotowa silnika napędu głównego jest określona przez zależność:

RPM =

ANHP

IC/REVXIF gdzie: moc użyteczna jest wynikiem obliczenia rzeczywistej mocy użytecznej; IC/REVjest dobraną stalą, która jest zależna od ukształtowania konstrukcji elementów rafinacyjnych, a IF - współczynnik wydajności, przy czym _IF ANHP

IF= _______

IC/REVXRPM

Współczynnik wydajności jest dobraną stałą, która jest właściwą dla wymaganego skutku przejścia materiału przez rafiner tarczowy i elementy raiinacyjne.

Nie jest to zamierzone zastrzeganie w żaden sposób, za wyjątkiem kombinacji z innymi elementami wynalazku, standardowej funkcji PID, która jest znana specjalistom z tej dziedziny od wielu lat. Te standardowe funkcje są stosowane w myśl niniejszego wynalazku, w celu poprawy działania całości układu sterowania. Są one podane wraz z definicją każdej z nich, aby ułatwić zrozumienie niniejszego wynalazku i są reprezentowane przez element 32.

Termin działanie „proporcjonalne lub „wzmocnienie określa stosunek przyrostu na wyjściu do przyrostu na wejściu, wynikły z proporcjonalnego działania sterowania.

Termin działanie „całkujące określa działanie sterowania, w którym stopień przyrostu na wyjściu jest proporcjonalny do wartości na wejściu.

Termin działanie „różniczkujące określa stosunek maksymalnego przyrostu wynikającego z proporcjonalnego plus różniczkującego działania sterowania, do przyrostu wynikłego z samego działania proporcjonalnego.

Powyższe trzy funkcje sterowania mogą być nastawiane w pewnych granicach, są one środkami dla dostrojenia procesu w ramach przyjętej zasady sterowania operacyjnego. Podobny realizujący funkcję PID obwód 34 jest wykorzystywany do podawania sygnału zadającego prędkość napędu głównego, czego dokonuje na podstawie obliczenia prędkości przez element 30.

Pojedyńcze obwody sterowania lub elementy omówione powyżej mogą być utworzone z wielu różnych obwodów, jednakże zostało stwierdzone, że obliczenia mogą być łatwo dokonane przez komputer, a mianowicie komputerem typu DEC (Digital Eąuipment Corporation) Mod PDP 11-23E. System PDF 11-23E zawiera pamięć dyskową o pojemności 1 MB, karty wejścia A/D (analogowo-cyfrowe), karty wyjścia D/A (cyfrowo-analogowe), system operacyjny RSX i kompilator Pascala (UOSD). Zestawem głównego napędu silnikowego o zmiennej częstotliwości wybrany został regulator o mocy 600 KM i zmiennej częstotliwości, dostarczony przez Realiance Electric.

Zestawem 20 napędu silnika przekładniowego o zmiennej częstotliwości wybrany został regulator o mocy 5 KM i zmiennej częstotliwości, dostarczony przez Emerson Electric Co., Model AS270-OTB.

156 002

Pośrednia 18 płyta silnika przekładniowego jest wytworzona i dostępna w Beloit Corporation -oznaczona jest konstrukcja D42-400 788.

Programowalny regulator PRC rafinera jest wytworzony i dostępny w Beloit Corporation oznaczony, jako konstrukcja D42-400983-G1.

Nadajnik 36 sygnału mocy jest wytworzony przez Scientific Columbus, Mod XL.

Nadajnik 38 konsystencji jest wytworzony przez Dezurik Corporation, Mod 710BC.

Nadajnik 40 przepływu jest wytworzony przez Foxboro Company, Mod 2800.

Nadajnikiem 42 chudości masy wybrany został Mod Mark III wytworzony przez Bolton Emerson Company of Lawrence, MA.

Nadajnik 44 podciśnienia wyżymaka, który odczytuje podciśnienie na walcu 46 wyżymaka, jest wytworzony przez Foxboro Company z Foxboro, MA.

Elementy decyzyjne 52, 54 i 56 są oczywiście częściami systemu PDP 11-23E. Innymi elementami operacyjnymi są oczywiście silnik 48 napędu głównego i rafiner 50, który zawiera silnik przekładniowy 52.

Jak wskazano powyżej, komputer PDP 11-23 E został wybrany, aby wdrożyć technikę adaptacyjnego sterowania stałą wydajnością rafinera. Jak również omówiono to powyżej, PDP 11-23 E nie jest wyłącznym środkiem wdrożenia. Technika sterowania zarysowana w szczegółach może być wdrożona stosując technikę analogową lub cyfrową z odpowiednio wybranymi połączeniami elektrycznymi i sprzętem przez specjalistę z dziedziny automatyki przemysłowej.

Operacja opisana poniżej jest oparta na wdrożeniu cyfrowym i będzie opisana w małych blokach dla łatwego zrozumienia. Ostatnia część będzie wiązała ze sobą wszystkie zmienne bloki operacyjne aby przedstawić całkowitą technikę operacyjną. Dlatego fig. 1A i IB przedstawiają zarówno połączenie elektryczne i sprzęt układu jak i schemat działań wyszczególniający tryb współpracy z komputerem.

Część wyboru trybu sterowania jest wdrożona stosując lampowy elektronopromieniowy (CRT) terminal połączony z komputerem, przy czym ten terminal stanowi element 10. Pakiet programowy przedstawia operatorowi dialogowy język konwersacyjny programu standardowego wymagający wejścia z klawiatury (również część elementu 10), w celu ustalenia sposobu, w którym działa układ sterowania, to jest trybu HPDT, trybu pomiaru podciśnienia wyżymaka, trybu sterowania chudością masy i innych.

Wybór sposobu, sygnał zadający i część decyzyjna techniki sterowania jest przedstawiona na fig. 1A za pomocą elementów 10, 12 i 52.

Wykorzystując dane interakcyjne otrzymano w początkowym stanie sterowania, następuje zestawianie i odbywa się dialog w czasie którego są wybrane właściwe podprogramy, które określają właściwe skale przeliczeniowe danych pomiarowych i stałe, potrzebne w wybranym trybie pracy. W tym samym czasie rozmaite decyzje są podejmowane w oparciu o te same dane wejściowe.

Zestawienie stopni, wejścia. Opisy stopni: 1, 2, 3, 4. Wybierz jeden ?

Wybór trybu sterowania składa się z następujących etapów:

1. Wybierz rafiner ?

2. Czy życzysz sobie pracować w trybie HPDT T/N ?

3. Cz życzysz sobie pracować w trybie chudości masy ? T/N ?

4. Czy życzysz sobie pracować w trybie pomiaru podciśnienia wyżymaka ? T/N ?

5. Czy życzysz sobie pracować w innym trybie T/N ?

Wybrałeś tryb..........dla rafinera nr.........?

Czy potwierdzasz swój wybór ? T/N ?

Następnie: Zacznij dialog językiem konwersacyjnym

1. Wybrałeś (stopień)........

czy potwierdzasz swój wybór ? T/N ?

2. Czy życzysz sobie rozpocząć sterowanie automatyczne ? T/N ?

3. T = „Sterowanie automatyczne zapoczątkowane

Podprogram A.

4. N = „Skok do podprogramu dla stałej ponownie dobranej

Podprogram B.

156 002

Element 22 mocy bez obciążenia i element 18 rzeczywistej mocy, obok elementu decyzyjnego 54 są uruchomiane przy pomocy danych dotyczących mocy uzyskanych techniką zbierania danych w czasie rzeczywistym i ciągłego rozwiązywania równania mocy bez obciążenia, omówionego powyżej dla elementu 22 mocy bez obciążenia i elementu 18 rzeczywistej mocy użytecznej.

W związku z tymi elementami i równaniami macierz danych mocy i prędkości, którą poniżej określa się jako odwzorowanie, ustala zależności wartości prędkości bez obciążenia i mocy bez obciążenia, dla konkretnego silnika i rafinera, obejmującą cały zakres prędkości silnika 48 napędu głównego o zmiennej prędkości. Ta krzywa, w ten sposób ustalona, uwzględnia wszystkie straty mocy wymuszone różnymi okolicznościami opisanymi powyżej i przedstawia prawdziwe wartości mocy bez obciążenia przy zmiennych prędkościach napędu.

Poniższy harmonogram przedstawia typowy kod dopełniający mający na celu uzupełnienia operacji odwzorowania. Ta operacja powinna być przeprowadzona tylko raz przed zapoczątkowaniem sterowania automatycznego. Proces odwzorowania jest powtórzony jedynie jeśli są dokonane zmiany mechaniczne, to jest występuje większa moc silnika lub inne ukształtowania elementów rafinera.

Kod dopełniający składa się z następujących funkcji:

1. Rozruch napędu głównego i przyspieszenie napędu do prędkości maksymalnej. Rozruch pompy masy papierniczej.

2. Sprawdzenie czy ciśnienie wlotowe i konsystencja są w dopuszczalnym zakresie.

3. Zmniejszenie zasilania napędu.

4. Odczyt mocy napędu i prędkości przy wzroście P(l) S(2) itd.

5. Po wykonaniu - przejście do zestawienia stopni wejść.

Oczywiste jest, że liczba punktów danych ustalonych dla prędkości i mocy, wpływa znacznie na dokładność ustalonej krzywej. Macierz typowego odwzorowania jest przedstawiona w opisie elementu mocy bez obciążenia omówionym poniżej, i będzie zastosowany przez porównanie z tym tekstem, aby zilustrować rzeczywistą operację procesu sterowania. Algorytmy opisane w postaci równania nie we wszystkich przypadkach zostały uproszczone w celu lepszego zrozumienia koncepcji.

Element 22 mocy bez obciążenia działa w następujących etapach:

1. Wartość wejścia prędkości jest przypisana do zmiennej programu AIN.

2. Stosując standardową technikę przeszukania składanych macierzy wartość zmiennej A jest porównywana do wartości prędkości silnika umieszczonych w macierzy podczas procedury odwzorowania.

3. Po znalezieniu możliwie najbardziej ścisłego dopasowania do wartości zmiennej programu AIN, odpowiadająca wartość mocy w tym punkcie jest przypisywana zmiennej programu AOUT.

4. Równanie mocy bez obciążenia jest rozwiązywane, a wartość obliczona jest przekazana do zmiennej programu NLHP.

Następujące równanie ilustruje liczbowo procedurę opisaną powyżej (NLHP = zmienna programowa)

NLHP = AOUT +

- -	(CA - CT) . Kc .	+ (FA-IT) Kf
		² J

gdzie: CA - sygnał rzeczywistej konsystencji z przetwornika 38 konsystencji; CT - sygnał zadający konsystencji; FA - sygnał rzeczywistego przepływu z przetwornika 40 przepływu; FT -sygnał zadający przepływu; Kc - stała dobrana, reprezentująca wpływ zmiany konsystencji na skorygowaną wartość mocy bez obciążenia dla różnych rodzajów przetwarzanych materiałów; Kf -stała dobrana, reprezentująca wpływ zmiany przepływu dla różnych rodzajów materiałów; AOUT - wartość umieszczona w macierzy w miejscu pamięci wskazanym przez dopasowanie zmiennego AIN do wartości prędkości (obr/min).

156 002

Tabela II

NLHP - macierz danych
AIN	RPM	AOUT
898,5	900	180,0
	899,5	179,8
	899,0	179,4
	898,5	179,2
	898,0	179,0
	897,5	178,8
	897,0	178,6
	896,5	178,4
	896,0	178,2
	895,5	177,8
	895,0	177,4
	894.5	177,2
	894,0	176,7

Tabela III

Wynik obliczenia
AIN	AOUT	CA	CT	FA	FT	KC	KF	NLHP
898,5	179,2	3,5	3,5	1000	1000	0,1	30	179,2
898,5	179,2	4,0	3,5	1000	1000	0,1	30	181,7
898,5	179,2	3,0	3,5	1000	1000	0,1	30	176,7
898,5	179,2	3,5	3,5	1200	1000	0,1	30	182,5
898,5	179,2	3,5	3,5	900	1000	0,1	30	177,5
898,5	179,2	3,2	3,5	1100	1000	0,1	30	179,5

Kc=Ol; k_f — 2.

Powyższe wyniki obliczeniowe wskazują, że równanie może dawać rezultat, który może być nazwany jako rzeczywiście adaptacyjny, gdy wartości konsystencji i przepływu są czynnymi wejściami do równania. Przedstawia to również procedurę otrzymywania dokładnych wartości mocy bez obciążenia, które są integralną i ważną częścią całej techniki sterowania. Dwa stałe Kc i Kf są dobrane doświadczalnie i muszą być obliczone z rzeczywistych prób.

Wartość rzeczywistej mocy użytecznej jest określona z następującego równania:

AP

ANHP = -NLHP

0,746 gdzie: ANHP - rzeczywista moc użyteczna, AP - rzeczywista wartość w kilowatach otrzymana z watomierza (nadajnik 36 mocy).

KM = 4562 KGm/m lKM = 76KGm/s 1 KM = 746 watów

KM = 0,746 kilowatów, a NLHP - wynik obliczenia poprzedniego.

Poniżej podano przykład liczbowy zastosowania rzeczywistej mocy użytecznej przy założeniu, że moc silnika wynosi 1000 KM.

Tabela IV

Moc w KW	Moc w KW	NLHP	ANHP
745 KW	998,6	179,2	819,4
600 KW	804,2	181,7	622,5
500 KW	670,2	176,7	493,5

Powyższe wyniki obliczeniowe pokazują, jak równanie daje rzeczywistą dzienną moc użyteczną na wartość w tonach.

156 002

Procentowa moc użyteczna, przepływ procentowy i procentowa, dzienna moc na tonę są dostarczone do elementu dziennej mocy na tonę za pomocą elementów 24, 26 i 28 z fig. 1A z dodatkowymi wyjściami sygnału nadajnika 40 przepływu i nadajnika 38 konsystencji i są stosowane, jak to już wskazano, jedynie gdy jest wybrany tryb operacyjny HPDT.

Element 28 procentowej, dziennej mocy użytecznej na tonę jest zwykłą modyfikacją znanej procedury. Zadaniem tego elementu jest przetworzenie nadchodzących sygnałów pomiarów procesowych, w użyteczną moc dzienną na tonę wartości. Modyfikacją tej procedury jest procentowe przekształcenie wartości wynikowych, które jest wymagane dla działania niniejszego wynalazku, i fakt, że zmiana procentowa mocy użytecznej · jest teraz podawana do tego elementu dla rozwiązania jego równania, w postaci obliczeniowej z powyżej opisanej procentowej, dziennej mocy użytecznej na tonę wykorzystując procentową moc użyteczną, procentowy przepływ oraz pomiary konsystencji i ich stosunki.

Element 24 procentowej mocy użytecznej wykonuje bezpośrednie przetwarzanie wartości określonej przez elementy 22 i 18 do wartości procentowej. W przykładach liczbowych omówionych powyżej dla równania procentowej mocy użytecznej, stała K3 jest dobierana i odnosi się do dostępnej mocy użytecznej. Dostępna moc użyteczna może być opisana jako maksymalna moc znamionowa silnika 48 napędu głównego minus jego moc bez obciążenia i przyjmując moc silnika równą 1000 KM, a jego moc bez obciążenia równą 180 KM, stała K3 jest równa 820 KM. Jeśli rzeczywista moc użyteczna jest przyjęta jako równa 600 KM to:

PNH = ^ANHP

K, gdzie: PNH - procentowa moc użyteczna = 100 (600/820); procentowa moc użyteczna = 73,1%.

Element 26 procentowego przepływu wykonuje procedurę przetwarzania, w której stosuje się pomiary przepływu otrzymane z nadajnika 40 przepływu, i dobraną stałą K4, aby wytworzyć reprezentatywną wartość procentowego przepływu. Stała K4 reprezentuje zakres pomiarowy urządzenia do pomiaru przepływu. Rzeczywisty przepływ jest wartością wyjściową urządzenia do pomiaru przepływu w każdej dowolnej chwili. Jeśli przyjmuje się, że zakres pomiarowy urządzenia do pomiaru przepływu wynosi 37851 na minutę, a rzeczywisty pomiar przepływu wynosi 30081 na minutę to przepływ procentowy: % F = 80%.

Prędkość silnika przekładniowego, napęd o zmiennej prędkości i dostosowanie pośredniej płyty silnika przekładniowego są reprezentowane przez elementy 16,20 i 21 na fig. IB. Te techniki z.ostały wprowadzone do niniejszego procesu sterowania, aby spotęgować jego ogólną operacyjność i są podane oddzielnie poniżej wraz z przykładami liczbowymi. Uzyskiwanie prędkości silnika przekładniowego opiera się na ciągłym rozwiązywaniu równania liniowego przy wykonaniu obliczeń niezbędnych do otrzymania rezultatu będącego żądaną prędkości silnika przekładniowego. Istotą tej techniki jest idea zmiany prędkości wejściowej silnika przekładniowego w stosunku odwrotnym do wielkości mocy napędu głównego rafinera, a podstawowe równanie liniowe jest:

GMSR = GMSMX-[(ACMMP/AVMMP)/GMSMX] + GMSMN gdzie: GMSR - żądana prędkość silnika przekładniowego,

GMSMX - maksymalna prędkość przekładni silnikowej (stała dobrana, która odnosi się do maksymalnych obr/min wyjścia silnika przekładniowego),

ACMMP - rzeczywista moc silnika głównego / pomiar mocy pobieranej przez napęd główny rafinera w czasie rzeczywistym,

AVMMP - osiągalna moc silnika głównego (dobrana stała, która odnosi się do maksymalnej mocy w kilowatach, którą napęd rafinera może dostarczyć),

GMSMN - minimalna prędkość silnika przekładniowego (dostępna w regulatorze napędu zmiennej częstotliwości).

Przykład : Przyjmuje się: moc napędu głównego = 200; maksymalna moc osiągalna = 200 KM 0,746= 149,2 KW; maksymalna prędkości silnika przekładniowego 900 obr/min; minimalna prędkość silnika przekładniowego 50obr/min:

156 002

Zakres prędkości silnika przekładniowego ; 900obr/min - 50 obr/min = 850 obr/min; maksymalna prędkość zespołu AT = 850 obr/min; przyjmuje się moc bez obciążenia = 70 KM X 0,746 = 52,2 KW.

Tabela V

Moc silnika głównego (rzeczywista) ACMMP	Moc silnika głównego (osiągalna) AVMMP	Prędkość maksymalna silnika przekładniowego GMSMX	Prędkość minimalna silnika przekładniowego GMSMN	Prędkość silnika przekładniowego GMSR
149,2 KW	149,2 KW	850 obr/min	50 obr/min	50 obr/min
139,2KW	149,2 KW	850 obr/min	50 obr/min	106 obr/min
129,2 K W	149,2 K W	850 obr/min	50 obr/min	163,8 obr/min
H^,^KW	149,2 KW	850 obr/min	50 obr/min	220 obr/min

Powyższe wykazuje, że jeśli rzeczywista mierzona moc silnika głównego zmienia się, prędkość wyjściowa silnika przekładniowego zmienia się względem niej odwrotnie proporcjonalnie.

Napęd 20 o zmiennej prędkości reprezentuje standardowy regulator napędu o zmiennej częstotliwości. Istnieje wiele wytwórni tego typu regulatorów napędu. Wymagania pomiarowe regulatora o zmiennej prędkości napędu są następujące:

A. Musi być zdolny do zdalnego odbioru sygnału sterującego pochodzącego z przelicznika prędkości silnika przekładniowego.

B. Regulator napędu o zmiennej prędkości musi być wielkością dostosowany do wymaganych mocy silników przekładniowych o zmiennym zakresie mocy.

Jak wskazano powyżej, zestawem napędu silnika przekładniowego o zmiennej mocy wybrany został regulator VF o mocy 5 KM dostarczony przez Emerson Electric Co., ich Model AS270-OTB.

Element 21 dostosowania płyty pośredniej silnika przekładniowego reprezentuje zespół rozruszników silnika i nawrotnik, które otrzymują instrukcje wykonawcze z programowanego regulatora 14 rafinera.

Jak wskazano powyżej, zespół dostosowania płyty pośredniej silnika przekładniowego jest wytworzony i udostępniony przez Beloit Corporation według ich konstrukcji D42-400 788 i jest typowym elementem dostosowania płyty silnika przekładniowego, który może być użyty do praktycznego zastosowania wynalazku. Jak wskazano powyżej, podstawowy, programowalny regulator mikroprocesorowy rafinera (PRC), jest wytwarzany i udostępniony przez Beloit Corporation według ich konstrukcji D42-400 983-GL. Opisując skrótowo, jego operacje polegają na przyjmowaniu sygnału wejściowgo pochodzącego z oddalonego źródła, porównywaniu tego sygnału do sygnału pomiarowego pochodzącego ze sterowanego urządzenia i wykonaniu działania korekcyjnego odnośnie tarczowego urządzenia ustalającego za pomocą sygnałów prędkości i kierunku obrotów. Jest to również typowy regulator, który może być używany do praktycznego zastosowania wynalazku.

Obliczenie prędkości napędu zilustrowane poniżej reprezentuje specjalny sposób określania żądanej prędkości obrotowej silnika 48 napędu głównego, połączonego z rafinerem tarczowym 50, w celu utrzymania stałej wydajności rafinacji dla różnych wariantów procesu.

Obliczenie prędkości napędu sygnał zadający prędkości Funkcja PID

Silnik napędu głównego o zmiennej prędkości

Wydajność była poprzednio określona w opisie powyżej jako liczbę krzyżulców (elementów rafinacyjnych) na jednostkę czasu.

Żądana prędkość jest wynikiem ciągłego rozwiązywania następującego równania.

ANHP

RPM= __

IC/REVXIF gdzie: rzeczywista moc użyteczna ANHP jest matematycznym wynikiem pochodzącym z rozwiązania równania rzeczywistej mocy użytecznej opisanego powyżej.

156 002

IC/REV są przecięciami liniowymi na jeden obrót (sumowanie liczby prętów na elemencie rafinacyjnym w danych położeniach rotora razy liczba prętów w danym położeniu statora razy długość prętów w każdej strefie elementu rafinacyjnego, przy czym suma jest pomnożona przez obroty na minutę).

Nawiązując do fig. 2 stosuje się następujące równanie:

IC/M = 2[(Br, X Bsi X L,) + (Br,, X Bsh X L,,) +... + (Brn X Bsn X Ln)] X RPM gdzie: Br-i - liczba prętów w rotorze, strefa 1; Brn - to samo dla strefy N, Bsi - liczba prętów w statorze, strefa 1; Bsn - to samo dla strefy N, Li - długość pręta, strefa 1; Ln - to samo dla strefy N; RPM - obroty na minutę.

Przykład :

Tabela VI

Strefa	Bs X	Br ~ BsBr
I	152	208	31.616
II	225	208	46.800
III	222	208	46.176
IV	204	192	39.168
V	188	176	33.088
VI	28	40	1.120

197.968

197.968 X 2 = 395,936 IC/REV

Współczynnik wydajności jest rzeczywistą stałą dobraną doświadczalnie stosowaną do opisu żądanych wyników procesu rafinacji. Ten współczynnik może być opisany przez zależność:

IF = ___

IC/REVXRPM gdzie: ANHP oznacza rzeczywistą moc użyteczną.

Stosując te same wartości dla mocy w KM i obr/min., które były poprzednio stosowane, zostanie obliczony współczynik wydajności, który będzie użyty w pozostałej części tego opisu. Przyjmując moc silnika równą 1000 KM i rzeczywistą moc użyteczną 819,4 KM i prędkość 900 obr/min. dla silnika 48 napędu głównego, współczynnik IF wydajności wynosi IF = 819,4 (39536 X 900); IF = 0,23 X 10“⁵

Jak stwierdzono powyżej, ten współczynnik reprezentuje kombinację trzech zmiennych, to jest obr/min IC/M, które jest zależne od elementów rafinera, i prędkości obrotowej, które połączone ze sobą daje pożądany wynik końcowy.

Po ustaleniu współczynnika wydajności, obliczenie prędkości napędu jest następujące:

^RPM (pr^ędko^ść) = ^ANHP_

IC/REVXIF obr/min = 819,4 (395 936 X 0,23 X 10⁵); obr/min = 899.794.

Prędkość obliczona staje się teraz wartością sygnału zadającego dla elementu 34 funkcji PID. Obliczone wyjście z elementu 34 funkcji PID jest dostarczone do części sygnału zadającego prędkości regulatora 36 napędu o zmiennej prędkości. Sygnał sprzężenia zwrotnego jest zawrócony do elementu 34 funkcji PID z elementu 36 aby zapewnić by prędkość napędu miała wartości określone przez wyjście elementu 34 funkcji PID.

Na figurze 3, przedstawione jest sterowanie polegające na kombinacji pomiarów fizycznych procesu, specjalnych algorytmów do określenia różnych wartości, sterujących urządzeń wykonawczych do uzyskania adaptacyjnego sterowania stałą wydajnością maszyny rafinacyjnej typu tarczowego. Fig. 3 podaje wszystkie szczegóły opisu wynalazku w uproszczonej wersji blokowej (flow chart). Funkcja każdego bloku została opisana poprzednio. Jak to stwierdzono, celem wynalazku jest uzyskanie układu sterowania, który będzie rzeczywiście adaptacyjny i będzie utrzymywać stałą wydajność rafinacji w różnych warunkach, stosując jeden z kilku zasadniczych

156 002 trybów sterowania takich jak sterowanie chudością masy, sterowanie mocą dzienną na dobę, sterowanie podciśnieniem wyżymaka i inne.

Jak przedstawiono na fig. 3, wymagane etapy podstawowe są następujące:

A. Operator inicjuje tryb sterowania i ustala wartości sygnału zadawającego dla wybranego trybu,

B. Gdy pomiar procesowy różni się od sygnału zadającego, nastawcze sterowanie płytą rafinera przedstawia element rafinacyjny z prędkością określoną przez obliczenie prędkości nastawienia płyty. Zmiana położenia elementu rafinacyjnego powoduje zmianę mocy napędu głównego.

C. Zmiana mocy napędu głównego jest dostrzegana przez elementy obliczeniowe mocy bez obciążenia i rzeczywistej mocy użytecznej. Ta nowa wartość bez obciążenia jest umieszczona w obliczeniu rzeczywistej mocy użytecznej. W wyniku tego obliczenie staje się sygnałem procesu pomiarowego i jest sprzężone zwrotnie ze sterowaniem programowym rafinera dla zrównoważenia układu sterowania przy tej wartości sygnału zadającego.

D. Nowoobliczona wartość rzeczywistej mocy użytecznej jest również podawana do elementu obliczania prędkości algorytmu obliczenia prędkości. Otrzymuje się w ten sposób wartość sygnału zadającego prędkości.

E. Regulator zmiany prędkości silnika napędu głównego jest pobudzony przez wyjścia elementu obliczeniowego prędkości i elementu działania proporcjonalno-calkowo-różniczkowego do dostosowania prędkości silnika. Nowa wartość prędkości jest sprzężona zwrotnie z elementem obliczenia prędkości i funkcją PID, aby zapewnić, że równanie przy stałej wydajności jest spełnione.

Znaczenie niniejszego wynalazku jest wielorakie i obejmuje wiele środków i sposobów uzyskania sterowania adaptacyjnego, w celu utrzymania stałej wydajności rafinacji przy różnych warunkach wielkości tonażowych i zastosowanej mocy dotyczących zawiesiny masy papierowej przechodzącej przez rafiner typu tarczowego. A mianowicie wynalazek spełnia następujące zadania:

1. Dostarczenie sposobu i środków do dokładnego określenia wartości mocy bez obciążenia silnika napędu głównego jako pierwszy krok w rozwijaniu techniki dokładnego, kompleksowego sterowania, pozyskiwaniem jednolitego produktu z rafinera typu tarczowego;

2. Dostarczenie środków i sposobu sterowania wydajnością rafinacji, opartego na zmieniających się pomiarach technologicznych i żądanych wynikach produkcyjnych, co jest dodatkową korzyścią i cechą, która wymusza jednolity produkt wyjściowy;

3. Dostarczenie środków i sposobu do dostosowania prędkości obrotowej silnika napędu głównego, opartego na rozwiązywaniu specjalnych równań zwiększających zdolność sterowania dla wytworzenia jednolitego produktu przy użyciu mocy napędu głównego, mniejszym niż w napędzie normalnie skojarzonym z silnikiem napędowym o stałej prędkości;

4. Ulepszenie sterowalności zmiennych opisujących rafiner tarczowy, np. mocy zużywanej przy określonych względnych położeniach elementów rafinacyjnych, a to musi wpływać na ulepszenie produktu końcowego przy mniejszym zużyciu energii w danych okolicznościach.

FIG.2

PRĘDKOŚĆ

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 5000 zł.

Claims

Zastrzeżenia patento we

1. Sposób sterowania rafinerem wytwarzającym papier, który zawiera silnik przekładniowy do dostosowywania położenia płyt i jest napędzany przez silnik napędu głównego, polegający na tym, że mierzy się konsystencję i natężenie przepływu masy papierniczej przez rafiner oraz wytwarza się odpowiednie sygnały/ konsystencji i natężenia przepływu, mierzy się prędkość i moc silnika napędowego i wytwarza się odpowiednie sygnały prędkości i mocy wytwarza się sygnał mocy bez obciążenia silnika napędowego na podstawie sygnałów konsystencji, natężenia przepływu i prędkości, przetwarza się moc bez obciążenia w dzienną moc procentową na tonę na podstawie sygnałów mocy, natężenia przepływu i konsystencji, przetwarza się moc bez obciążenia w rzeczywistą moc użyteczną na podstawie sygnału mocy, znamienny tym, że wytwarza się sygnał prędkości silnika napędowego na podstawie rzeczywistej mocy użytecznej z uwzględnieniem nastawialnej stałej zależnej od ukształtowania płyty rafinera i współczynnika wydajności będącego nastawialną stałą reprezentującą żądany wynik rafinacji i doprowadza się sygnał prędkości do silnika napędowego, po czym wytwarza się sygnał prędkości silnika przekładniowego na podstawie procentowej mocy dziennej na tonę, zadanej prędkości, mocy silnika głównego maksymalnej i minimalnej prędkości silnika przekładniowego i doprowadza się sygnał prędkości silnika przekładniowego, do silnika przekładniowego.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wytwarzanie sygnału prędkości silnika napędowego na podstawie rzeczywistej mocy użytecznej z uwzględnieniem nastawialnej stałej zależnej od ukształtowania płyty rafinera i współczynnika wydajności będącego nastawialną stałą reprezentującą żądany wynik rafinacji i doprowadzenie sygnału prędkości do silnika napędowego określa się jako obliczanie prędkości RPM dla silnika napędowego zgodnie z zależnością:

ANHP

RPM= ____

IC/REVXIF gdzie: ANHP—jest rzeczywistą mocą silnika napędowego, IC/REV — przedstawia liczbą przecięć liniowych na jeden obrót płyt rafinacyjnych, a współczynnik wydajności IF jest dobraną stałą opisującą żądane wyniki rafinacji.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wytwarzanie sygnału prędkości silnika przekładniowego na podstawie mocy dziennej na tonę, zadanej prędkości mocy silnika głównego, maksymalnej i minimalnej prędkości silnika przekładniowego i doprowadzenie sygnału prędkości silnika przekładniowego do silnika przekładniowego określa się jako obliczenie prędkości GMS silnika przekładniowego zgodnie z zależnością:

GMSR = GMSMX - [(ACMMP / AVMM^y GMSMX] - GMSMN gdzie: GMSR jest żądaną prędkością silnika przekładniowego, GMSMX jest maksymalną prędkością silnika przekładniowego, GMSMN jest minimalną prędkością silnika przekładniowego, ACMMP jest rzeczywistą mocą silnika głównego, a AVMMP jest osiągalną mocą silnika głównego.
4. Urządzenie do sterowania rafinerem do wytwarzania papieru, zawierającym silnik przekładniowy do dostosowywania położenia płyt rafinera, napędzanym przez silnik napędu głównego, zawierający element do odczytywania konsystencji i natężenia przepływu masy papierniczej przez rafiner, oraz do wytwarzania odpowiednich sygnałów konsystencji i natężenie przepływu, elementy do odczytywania prędkości i mocy silnika napędowego, i do wytwarzania odpowiednich sygnałów prędkości i mocy, elementy do wytwarzania sygnału mocy bez obciążenia silnika napędowego na podstawie sygnałów konsystencji natężenia przepływu i prędkości, elementy do przetwarzania mocy bez obciążenia w dzienną moc procentową na tonę na podstawie sygnałów mocy, natężenia przepływu i konsystencji, elementy do wytwarzania mocy bez obciążenia rzeczywistą moc użyteczną na podstawie sygnału mocy, znamienny tym, że zawiera elementy do wytwarzania

156 002 sygnału prędkości silnika napędowego z rzeczywistej mocy użytecznej i do doprowadzenia sygnału prędkości do silnika napędowego, elementy do wytwarzania sygnału prędkości silnika przekładniowego z dziennej mocy procentowej na tonę, sygnału zadającego prędkości, mocy silnika głównego, osiągalnej mocy silnika, oraz maksymalnej i minimalnej prędkości silnika przekładniowego i doprowadzania sygnału prędkości silnika przekładniowego do silnika przekładniowego, przy czym element (16) obliczeniowej prędkości silnika przekładniowego otrzymuje sygnał rzeczywistej mocy użytecznej z elementu (18) rzeczywistej mocy użytecznej i w wyniku operowania specjalnym równaniem liniowym określa prędkość obrotową silnika przekładniowego (52) zmieniając prędkość silnika przekładniowego tak, że wzrost mocy napędu głównego wpływa na zmniejszenie prędkości obrotowej mechanizmu dostosowującego silnika przekładniowego podczas gdy prędkość silnika przekładniowego jest wstępnie określona i samodostosowująca się dzięki elementowi (16) prędkości obliczeniowej silnika przekładniowego, natomiast element (24) procentowej mocy użytecznej określa procent mocy użytecznej zużywanej przez silnik napędu głównego, a element (28) procentowej dziennej mocy użytecznej na tonę oblicza rzeczywistą dzienną moc użyteczną na tonę, dostarczaną przez silnik napędu głównego, przy czym procentowa moc użyteczna i procentowa dzienna moc na tonę są dostarczane do elementu dziennej mocy na tonę za pomocą elementów (24), (26) i (28), z których to element (24) procentowej mocy użytecznej wykonuje bezpośrednie przetwarzanie wartości określonej przez elementy (22) i (18) do wartości procentowej.
5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że elementy do wytwarzania sygnału prędkości silnika napędowego zawierają elementy do obliczania prędkości RPM dla silnika napędowego zgodnie z zależnością:

ANHP

RPM = _

IC/REVXIF gdzie: ANHP jest rzeczywistą mocą silnika napędowego, IC/'REV jest przecięciami liniowymi na jeden obrót płyt rafinacyjnych, a współczynnik wydajności IF jest dobraną stałą opisującą żądane wyniki rafinacji.
6. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że elementy do wytwarzania sygnału prędkości silnika przekładniowego zawierają elementy do obliczania prędkości GMSR · silnika przekładniowego zgodnie z zależnością:

GMSR = GMSMX-[(ACMP/AVMP)/GMSMX]-GMSMN gdzie: GMSR jest żądaną prędkością silnika przekładniowego, GMSMX jest maksymalną prędkością silnika przekładniowego, GMSMN jest minimalną prędkością silnika przekładniowego, ACMMP jest rzeczywistą mocą silnika głównego, a AVMMP jest osiągalną mocą silnika głównego.