SU1219538A1 - Способ управлени процессом выработки стеклоизделий и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ управлени  процессом выработки стеклоизделий, включающий измерение температуры стекломассы и массы капли стекла, сравнение измеренных значений температуры и массы с заданными, регулирование положени  плунжера относительно очка питател  по отклонению массы капли стекла и регулирование тепловой нагрузки питател  по отклонению температуры стекломассы, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  точности управлени , измер ют уровень стекломассы в питателе, вычисл ют отношени  измеренных значений уровн  стекломассы и массы капли стекла к их заданным значени м, определ ют разность полученных отношений и в зависимости от этой разности корректируют тепловую нагрузку питател , увеличива  ее при превьшсенни отношением уровней отношени  масс и уменьша  тепловую нагрузку при превышении отношением масс отнй- шени  уровней стекломассы в питателе . 2. Устройство управлени  процессом выработки стеклоизделий, содер- - жащее датчик и задатчик массы капли , соединенные с входами регул тора массы капли, лыход которого соединен с исполнительным элементом привода плунжера, датчик и задатчик температуры стекломассы, соединенные с входами регул тора температуры стекломассы, выход которого соединен с исполнительным механизмом подачи топлива, отличающеес  тем-, что,с целью повьш1ени  точности управлени , в него введены датчик и задатчик уровн  стекломассы, два блока делени , блок вычитани  и масштабирукнций преобразователь , причем датчик и задатчик массы капли соединены с входами первого блока делени , выход ко- торого соединен с одним входом блока вычитани , другой вход которого соединен с выходом второго блока делени , входы которого соединены с датчиком и задатчиком уровн , а выход блока вычитани  через масштабирующий преобразователь соединен с соответствующим входом регул тора температуры стек юмассы. § (Л G с ю СП оо 00

Description

Изобретение относитс  к производству стеклоизделий и может быть использовано дл  управлени  капельным питателем стекловаренной печи,

Цель изобретени  - повышение точности управлени .

Повышение точности регулировани  достигаетс  путем улучшени  динамических свойств процесса регулировани , использовани  полезного сигнала коррекции тепловой нагрузки питател  при колебани х массы капли, вызванных .изменением в зкост и стекломассы . При этом необходимо исключить те случаи, когда изменение массы вызвано изменением уровн  стекломассы , так как в этих случадх коррекци  теплового режима значительно ухудшает качество регулировани  и приводит к раскачке и неустойчивости системы управлени . Процесс каплеобразовани  за счет истечени  стекломассы из очка питател  описываетс  формулой Пуазейл 

n-if HD Q-K .

(1)

объем расход жидкости (стекломассы ); коэффициент, равный -г- ;

гидростатический напор (уровень стекломассы); диаметр очка питател ; высота (дпина) очка; кинематическа  в зкость. ассового расхода G формула   имеет- вид

G К

™L «

(2)

где - динамическа  в зкость.

В соответствии с формулой Пуазейл  при посто нстве конструктивных параметров питател  расход стекломассы , истекающей из очка питател , пр мо пропорционален уровню стекломассы в питателе Н и обратно Пропорционален ее в зкости f , В зкость св зана с температурой стекломассы следующей зависимостью: э/т

tg А+

Be

(3)

где А, В, - посто нные коэффициенты; Т - температура.

Из выражени  (З) следует, что даже незначительные колебани  температуры стекломассы привод т к существенным изменени м ее в зкости, что обуславливает существенные колебани  расхода истекающей стекломассы и, соответственно, массы капли . Например, по данным расчетов в области температур каплеобразовани  изменение температуры на 120°С приводит к изменению в зкости в

10 раз. Если бы колебани  расхода стекломассы (массы капли) происходили при посто нном (заданном) уровне стекломассы, то можно было бы говорить, что они обусловлены колебани ми в зкости стекломассы, В этом случае компенсаци  возмущений по массе капли может осуществл тьс  путем коррекции тепловой нагрузки питател . Однако, как видно из

выражени  (2), расход стекломассы из очка питател  зависит не только от в зкости, но и-от уровн  стекломассы (давление столба жидкости), причем оба фактора могут действовать одновременно. Поэтому коррекци  теплового режима производитс  по алгоритму

и

М

),

(Н)

Н

где и - корректирующий сигнал;

К - коэффициент масштабировани ; Н, f - измеренные значени  уровн 

и массы соответственно; , заданные (номинальные) значени  уровн  и массы соответственно .

Возможность использовани  алгоритма (А) обусловлена тем, что и уровень и в зкость вход т в выражение (2i в первой степени и, следовательно , одинаково вли ют на рас- ход стекломассы.

Если в зкость стекломассы посто нна , то изменени  расхода стекломассы (массы капли) вызваны только изменением уровн  стекломассы (формула (2)), коррекци  тепловой нагрузки тогда не нужна. При этом отношени  измеренных значений уровн  и массы к заданным в силу соотношени  (2) равны между собой, а их разность равна нулю, что обуславливает отсутствие корректирующего сигнала. И, наоборот, при посто нстве уровн  отношени  Н/Н 1, тогда как М/М, и именно это неравенство и обуславливает формирование сигнала коррекции тепловой нагрузки.

3

В случае действи  обоих факторов система, реализующа  способ, действу  в соответствии с алгоритмом (4),формирует требуемый сигнал коррекции и.

Использование алгоритма (4) позвол ет регулировать тепловую нагрузку питател  по разности измеренного и заданного значений температу с коррекцией по отклонению массы капли в тех слзгча х, когда это отклонение вызвано изменением в зкост стекломассы, и исключить случаи ложной коррекции, когда изменение, массы св зано с изменением уровн . Таким образом, реализу  алгоритм (4), способ фактически обеспечивает коррекцию тепловой нагрузки по в зкости стекломассы, косвенно определ емой по отклонени м массы. Такое решение особенно эффективно в св зи с логарифмической зависимостью (З) в зкости стекломассы от температуры.

На чертеже приведена схема устройства , реализующее предлагаемый способ.

Температура стекломассы измер етс  датчиком 1 температуры, в качестве которого может быть использован , например, пирометр, визирован- ньй на каплю 2 стекла. Сигнал датчика 1 температуры капли 2 поступает на один из входов регул тора 3 температуры , на второй вход которого поступает сигнал задатчика 4 температуры . Регул тор 3 при наличии на его входах разбаланса между сигнлами датчика 1 и задатчика 4 температуры формирует управл ющий сигнал в соответствии с которьЫ исполнителный механизм 5 измен ет тепловую нагрузку питател  до ликвидации разбаланса .

Масса капли 2 стекла контролируетс  датчиком 6, в качестве которог могут быть использованы, например, весы, взвешивающие готовое стекло- изделие после его формовани . Сигнал датчика 6 массы поступает на один из входов регул тора 7, на второй вход которого поступает сигнал задатчика 8 массы. Регул тор 7 при наличии на его входах разбаланса между заданным и измеренным значени ми массы капли при помопщ исполнительного механизма 9 измен ет высоту подъема плунжера 10 относительно очка в сторону уменьшени  разба5384

ланса входных сигналов. При этом, если масса капли меньше заданной, высоту подъема плунжера 10 увеличивают , а если больше заданной - уменьтают .

Одновременно сигналы датчика 6 и задатчика 7 массы капли 2 поступают на входы первого блока 11 делени . Выходной сигнал последнего пропорцио0 нальный отношению измеренного

значени  массы капли к заданному, поступает на один из входов блока 12 вычитани . Уровень стекломассы в питателе контролируетс  при помощи

5 датчика 13 уровн , в качестве которого может быть использован, например , электроконтактный уровнемер. Сигнал датчика 13 уровн  поступает на один из входов второго блока I4

0 делени , на второй вход которого поступает сигнал задатчика 15 уровн  . Выходной сигнал блока I4 делени , пропорциональный отношению измеренного значени  уровн  к задан5 ному, поступает на второй вход блока 12 вычитани . Выходной сигнал блока 12, пропорциональный алгебраической разности между отношени ми измеренных значений массы и уровн 

д к их заданным значени м, поступает на масштабирующий преобразователь 16, осуществл ющий масштабирование сигнала блока 12 и формирование на своем выходе корректирующего сигнала, поступающего на третий

вход регул тора 3 температуры. В качестве блоков 11 и 12, задатчика 15 уровн  и масштабирующего преобраз о- вател  16 могут быть использованы стандартные алгебраические блоки аппаратуры Каскад.

Устройство работает следующим образом.

Если в зкость стекломассы не мен етс , то изменение скорости истечени  происходит только в св зи с изменени ми уровн  стекломассы в питателе, причем изменени  массы капли пропорциональны изменени м уровн . Возникающие колебани  массы капли, вызванные колебани ми уровн , устран ютс  регул тором 7 путем перемещени  плунжера 10 относительно очка 17. При этом, отношени  измеренных значений массы и

5 уровн  к их заданным значени м рав- . ны между собой, выходной сигнал бло- |ка 12 вычитани  равен нулю и кор- .ректирующий сигнал на входе регул 5

0

тора 3 температуры отсутствует. Уменьшение (увеличение) в зкости стекломассы вызывает увеличение (уменьшение) скорости ее истечени  из очка 17 питател , что  вл етс  причиной соответствующих изменений массы капли. Отношение измеренного значени  массы к заданному становитс  больше (меньше) отношени  измеренного значени  уровн  к заданному, и масштабирующий преобразователь 16 по сигналу блока 12 вычитани  формирует упрезвдающий си Hkn коррекции, поступающий на один из входов регул тора 3. В соответствии с этим сигналом регул тор 3 температуры корректирует тепловую

нагрузку питател , понижа  ее в случае, если отношение масс больше отношени  уровней, и повьш1а , если отношение измеренной и заданной массы меньше отношени  измеренного и заданного уровней.

Эффект достигаетс  за счет сниже- ни  брака, обусловленного несоответствием температуры и массы капли заданным значени м, при производстве стекл нных изол торов типа ПСГ-70 с 4,3 до 2,3%. Система дл  управле- ни   процессом выработки стеклотары может быть использована на питател х типа ПМГ-312, что даст экономический эффект.

Claims (2)

1. Способ управления процессом выработки стеклоизделий, включающий измерение температуры стекломассы и массы капли стекла, сравнение измеренных значений температуры и массы с заданными, регулирование положения плунжера относительно очка питателя по отклонению массы капли стекла и регулирование тепловой нагрузки питателя по отклонению температуры стекломассы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности управления, измеряют уровень стекломассы в питателе, вычисляют отношения измеренных значений уровня стекломассы и массы капли стекла к их заданным значениям, определяют разность полученных отношений и в зави симости от этой разности корректируют тепловую нагрузку питателя, увеличивая ее при превышении отношением уровней отношения масс и уменьшая тепловую нагрузку при превышении отношением масс отношения уровней стекломассы в питателе.

2. Устройство управления процессом выработки стеклоизделий, содер- жащее датчик и задатчик массы капли, соединенные с входами регулятора массы капли, лыход которого соединен с исполнительным элементом привода плунжера, датчик и задатчик температуры стекломассы, соединенные с входами регулятора температуры стекломассы, выход которого соединен с исполнительным механизмом подачи топлива, отличающееся тем-, что,с целью повышения точности управления, в него введены датчик и задатчик уровня стекломассы, два блока деления, блок вычитания и масштабирующий преобразователь, причем датчик и задатчик массы капли соединены с входами первого блока деления, выход которого соединен с одним входом блока вычитания, другой вход которого соединен с выходом второго блока деления, входы которого соединены с датчиком и задатчиком уровня, а выход блока вычитания через масштабирующий преобразователь соединен с соответствующим входом регулятора температуры стекломассы.