SU1230668A1 - Способ автоматического управлени температурным режимом в аппарате периодического действи с циркул ционным контуром теплоносител - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к автоматическому управлению периодическими технологическими процессами и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отрасл х промышленности в тех процессах, где необходимо программное изменение температурного режима.

Целью изобретени   вл етс  улучшение качества получаемого продукта за счет повьшени  точности поддержани  заданного температурного режима На фиг. 1 приведена динамика требуемого изменени  температуры реакционной массы; на фиг, 2 - типовые возмущени  ло температуре охлаждакщ го (фиг. 2а) и греющего агентов (фиг. 26)J на фиг. 3 - результаты отработки типовых возмущений по температурам охлаждающего и греющего агентов при использовании известног ( фиг. За) и предлагаемого способов (фиг. 36){ на фиг. 4 - блок-схема реализации предлагаемого способа.

Согласно предлагаемому способу., управление осуществл етс  одновремено двум  воздействи ми - расходом теплоносител  и его температурой. Использование дополнительного малоинерционного канала управлени  и интенсификаци  управл ющего воздействи  (количество вводимого в рубашку аппарата тепла) за счет изменени  двух параметров обеспечивают повьш1е ние зффективности работы системы прграммного управлени  температурой.

Система управлени  температурным режимом содержит рубашку аппарата 1 насос 2, промежуточную емкость 3, теплообменник 4, регулирующие клапаны 5 и 6 на лини х подачи соответственно греющего и охлаждающего агентов , регулирующий клапан 7 на линии циркулирующего теплоносител , программный регул тор 8, функциональны блок 9 и датчик 10 расхода циркули- рун цего теплоносител .

Способ осуществл ют следующим образом .

Циркул ци  теплоносител  через рубашку аппарата 1 обеспечиваетс  нсосом 2, который забирает теплоноситель из промежуточной емкости 3 и возвращает его обратно, прокачива  через рубашку аппарата 1 и теплообменник 4.

Необходимое повьш1ение температур теплоносител  осуществл етс  открытием регулирующего клапана 5, уста

новленного на линии подачи грекицего агента, а понижение - открытием клапана 6, смонтированного на линии подачи захоложенной воды. Изменение температуры в аппарате 1 осуществл етс  изменением расхода циркулирующего теплоносител  путем открыти  или закрыти  клапана 7, св занного с выходом программного регул тора 8, на вход которого поступает разность между текущей температурой в аппарате i (t) и заданной t (t). Функциональный блок 9 формирует сигналы управлени  регулирующими клапанами 5 и 6 в соответствии с рассчитанными дл  номинального расхода циркулирующего теплоносител  законами изменени  управл ющих воздействий jU () и |U J (ь) и осуществл ет коррек

цию этих законов в зависимости от отклонени  текущего расхода, измер емого датчиком 10 расхода, от номинального значени . Управл ющие воздействи , формируемые блоком 9,  вл ютс , таким образом, суммой программных состо ний и добавки, пропорциональной управл ющему воздействию по расходу циркулирующего теплоносител . Блок 9 реализует следующие функции:

К, K:

к, о

KZ О

. 1

fU,(«)(«r(t)tK,(dil-d4()),

tt)-K2{c5 -cJ,,(t)), при |Uj(7-):0, при р;(С)чО, при (ij,(t) 0, при () 0,

.чаь

йцГИ где ju;(C), (Uj(i;)- рассчитанные заранее по математической модели законы изменени  во времени положени  регулирующих клапанов 5 и 6 дл  номи ч нального расхода теплоносител  Оц ;

k° , К 2 - нелинейные коэффициенты, рассчитанные из уравнений теплового баланса системы в стационарном состо нии ;

текущее значение расхода циркулирующего теплоносител .

В реальном технологическом процессе в системе управлени  возникают возмущени , обусловленные изменением параметров реакционной массы, условий теплообмена в аппарате 1, давлени  в линии подачи греющего агента, температуры охлаждающего агента и т.п. Эти возмущени  вызывают отклонение текущего значени  температуры t () в аппарате 1 .от заданной программы

ir().

Рассмотрим работу системы управлени  на участке программного уменьшени  температуры в аппарате 1 ( (И, (С) 0.

Пусть в некоторый момент времени ) больше чем i д (f). В этом случае программный регул тор 8 увеличивает расход циркулирующего теплоносител . Возникша  в результате работы регул тор 8 разница между текущим расходом циркулирующего теплоносител  и его номинальным значением бц формирует в функциональном блоке 9 управл кндий сигнал в соответствии с заданным уравнением, который поступает на клапан 6, увеличива  степень открыти , и тем самым :снижает температуру циркулирующего теплоносител . Увеличение расхода циркулирующего теплоносител  с одновременным снижением его температуры увеличивает интенсивность теплоотдачи в аппарате 1 и позвол ет резко сократить врем  компенсации возникшего возмущени . В результате температура i,, () вернетс  к заданному значению i (t) и регул тор 8 снова установит расход циркулирующего теплоносител  йц равным 5ц . При этом управл ющее воздействие по охлаждающему агенту совпадает с расчетным.

Если температура д (t) в аппарате 1 меньше заданной i(С) , а также в случае программного увеличени  температуры в аппарате 1, система работает аналогично.

Функциональный блок 9 может быть собран на базе типовых регул торов С программными задатчиками и логических элементов НЕ и ИЛИ. Однако целе- сообразней данное техническое решение реализовать на управл ющей вычислительной машине.

Расчеты, выполненные дл  различных

профилей требуемого закона изменени  температуры в аппарате показали, что преимущества предлагаемого способа про вл ютс  в тех случа х, когда требуетс  измен ть знак управл ющего

воздействи .

Например дл  формировани  кристаллов заданной формы (окатка кристаллов ) требуетс  в конце процесса несколько раз сначала повысить, а затем понизить температуру в аппарате.

В этом случае известна  система управлени  не обеспечивает требуемого закона изменени  температуры, что обусловлено описанными причинами, и

приводит к относительной погрешности реализации требуемой температурно- временной зависимости, достигающей 50%.

в данном техническом рейгении эта погрешность не превышает 7%..

Использование предлагаемого способа позвол ет улучшить качество получаемого продукта за счет более точной реализации требуемой температурно- временной зависимости в аппарате.

7.f

фиг.2

fJfffOU VU

Offtf/rr

4

X. ffx/KfMf/OfftfUtt/tf /

aeeffot

l«or/r)

C/H

6

(,vr)

Vf 3,

yim

xftr

rm

Редактор Н.Горват

Составитель Г.Огаджанов

Техред Г.Гербер Корректор А.Обручар

Заказ 2476/10 Тираж 527Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предири тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

Claims (1)

1. СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕЖИМОМ В АППАРАТЕ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ С ЦИРКУЛЯЦИОННЫМ КОНТУРОМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ путем изменения подачи греющего и охлаждающего агентов по заданной программе, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества получаемого продукта за счет повышения точности поддержания заданного температурного режима, дополнительно регулируют расход циркулирующего теплоносителе пропорционально разнице между текущим и заданным значениями температуры в аппарате, а подачу греющего и охлаждающего агентов коррек- § тируют пропорционально разнице между текущим и заданным значениями расхода циркулирующего теплоносителя.

   SU .... 1230668 фиг.1