Спосіб автоматичного керування процесом сушіння екстракту кави в розпилювальній сушарці

Спосіб керування процесом сушіння екстракту кави, що включає вимірювання температури сушильного агента на вході в сушарку, вимірювання температури сушильного агента на виході з сушарки, вимірювання температури продукту перед розпилюванням, вимірювання розрідження в топці та в конусі сушарки, регулювання температури сушильного агента на вході в сушарку шляхом 3 ванням, вимірювання розрідження в топці та в конусі сушарки, регулювання температури сушильного агенту на вході в сушарку шляхом зміни витрат палива на горіння в топці, регулювання температури сушильного агента на виході сушарки шляхом зміни витрат продукту на розпилювання, регулювання розрідження в топці шляхом зміни продуктивності димососу, регулювання розрідження в конусі сушарки шляхом зміни продуктивності витяжного вентилятору [3]. Недоліками даного способу є нескомпенсованність фізично існуючих взаємних збурювань при функціонуванні контурів автоматичного управління одночасно із впливом зовнішних збурювань, що постійно діють на об'єкт управління в реальних умовах експлуатації. Результатом цього є низька динамічна точність системи управління, що призводить до зниження якості і збільшення собівартості готового продукту. Поставлена задача вирішена в способі автоматичного управління процесом сушіння екстракту кави в розпилювальній сушарці, що передбачає вимірювання температури сушильного агенту на вході в сушарку, вимірювання температури сушильного агенту на виході з сушарки, вимірювання температури продукту перед розпилюванням, вимірювання розрідження в топці та в конусі сушарки, регулювання температури сушильного агенту на вході в сушарку шляхом зміни витрат палива на горіння в топці, регулювання температури сушильного агента на виході сушарки шляхом зміни витрат екстракту кави на розпилювання, регулювання розрідження в топці шляхом зміни продуктивності димососу, регулювання розрідження в конусі сушарки шляхом зміни продуктивності витяжного вентилятору, додатково вимірюють витрати палива на горіння в топці і пропорційно сумі результату цього вимірювання, його інтегралу та диференціалу одночасно змінюють витрати екстракту кави на розпилювання в сушарці і продуктивність витяжного вентилятора сушарки, а пропорційно здобутому вимірюванням значенню температури екстракту кави перед розпилюванням змінюють витрати вказаного екстракту кави. Використання запропонованої структури системи автоматичного управління дає можливість додатковим вимірюванням змін витрат палива на горіння в топці при одночасній зміні витрат екстракту кави на розпилювання в сушарці і продуктивності витяжного вентилятора сушарки, пропорційно здобутому вимірюванням значення температури екстракту перед розпилюванням змінювати витрати екстракту кави на розпилювання, скомпенсувати фізично існуючі взаємні збурювання при функціонуванні контурів автоматичного управління одночасно із впливом зовнішних збурювань, що постійно діють на об'єкт управлінння в реальних умовах експлуатації. На Фіг.1 приведена блок-схема запропонованого способу автоматичного управління, який реалізується наступним чином. Поточну температуру сушильного агенту ТСА1 на виході топки, яка представляє собою об'єкт управління ОУ1, вимірюють за допомогою датчика температури 1. Вихідний сигнал датчика 1 відні 26107 4 мають в суматорі 2 від сигналу завдатчика 3 цієї температури, отримуючи сигнал розбалансу e 1. Сигнал e 1 направляють в регулятор 4, що за допомогою виконавчого механізму 5 та регулюючого органу 6 виробляє сигнал управління U1, який змінює витрати палива на горіння в топці пропорційно сумі значень e 1, інтегралу та диференціалу від e 1. Зміна витрат палива змінює температуру димових газів на виході топки, що в результаті теплообміну в поверхневому калорифері призводить до відповідної зміни температури сушильного агенту Т СА1 на вході сушарки (повітря, що направляють в зону сушіння сушарки крізь). Для підтримки процесу горіння в топці регулюють розрідження Р Т шляхом зміни продуктивності димососа по сигналу датчика розрідження 7. При цьому вихідний сигнал датчика 6 віднімають в суматорі 7 від сигналу завдатчика розрідження 9 і здобутий сигнал розбалансу e РТ направляють в регулятор розрідження 10. Регулятор виробляє сигнал управління UРТ, який за допомогою частотного перетворювача 11 змінює пропорційно значенню e РТ продуктивність димососу топки. Поточну температуру сушильного агента ТСА2 на виході з сушарки, яка представляє собою об'єкт управління ОУ2, вимірюють датчиком 12, вихідний сигнал якого віднімають в суматорі 13 від заданого завдатчиком 14 значення цієї температури, отримуючи сигнал розбалансу e 2, що направляють в регулятор 15. Тут за допомогою виконавчего механізму 16 та регулюючого органу 17 сигнал e 2 перетворюють в сигнал управління U2, який змінює витрати екстракту кави перед розпилюванням в сушарці пропорційно сумі значень e 2, інтегралу та диференціалу від e 2. Вказані зміни витрат екстракту кави на вході в сушарку, що представляє собою об'єкт управління ОУ2, змінюють поточне значення температури сушильного агента Т СА2 на виході сушарки, забезпечуючи потрібну якість готового продукту. Поточне значення розрідження Рр в конусі сушарки вимірюють за допомогою датчика 18, вихідний сигнал якого, отримуючи сигнал розбалансу e 3, віднімають в суматорі 19 від завданого завдатчиком 20. Отриманий сигнал e 3 направляють в регулятор 21, що за допомогою частотного перетворювача 22 виробляє сигнал управління U3 і змінює продуктивність витяжного вентилятора сушарки пропорційно сумі значень e 3, інтегралу та диференціалу від e 3. Відхілення температури сушильного агента ТСА1 на вході в сушарку після топки впливають на величину температури сушильного агента Т СА2 на виході сушарки та на глибину розрідження Рр в сушарці, що пов'язано з тепломасообмінними процесами в ОУ2. Вказані впливи негативно відбиваються на параметрах перехідних процесів регулювання, що викликає зниження якості готового продукту і відповідні економічні втрати. З метою усунення вказаних недоліків запропонований спосіб передбачає вимірювання витрат палива на горіння в топці за допомогою датчика 23 з одночасною корекцією, реалізованою блоками корекції 24 та 25, значення сигналів розбалансу e 2 5 26107 - регулятора 15 та e 3 - регулятора 21. Сигнали корекцї при цьому встановлюють на рівнях, пропорційних значенням витрат палива так, щоб усувати вплив контуру управління ТСА1 на контури управління температурою ТСА2 та розрідженням Рр. Для зменшення впливу найбільш вагомого збурення ОУ2 - температури екстракту перед розпилюванням ТЕ в розробленому способі передбачено вимірювання температури ТЕ за допомогою датчика 26 з подальшою корекцією в блоці 27 сигналу розбалансу e 2 регулятора 15 пропорційно поточному значенню ТЕ. Результати комп'ютерного моделювання підтвердили те, що розроблений спосіб автоматичного управління в умовах реально діючих внутрішніх Комп’ютерна верстка Л. Купенко 6 та зовнішніх збурювань забезпечує високу динамічну точність стабілізації параметрів технологічного процесу і таким чином забезпечує високу якість готового продукту мінімальній собівартості. Джерела інформації 1. Авторське свідоцтво №1296805 , МПК 8 F26B 25/22, 1987 2. Авторське свідоцтво №1218272, МПК 8 F26B 21/06, 1986 3. Автоматизация технологических процессов производства молочных консервов./ Брусиловский Л.П., Вайнберг А.Я. - М.: Пищевая промышленность, 1975 .-с.80-83. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601