Спосіб автоматичного керування процесом виробництва натурального оцту

Спосіб автоматичного керування процесом виробництва натурального оцту, що включає вимірювання та регулювання температур культуральної рідини в кожному із окислювачів бродильної батареї шляхом зміни витрати охолоджувальної води через теплообмінники окислювачів, вимірювання витрати сусла на вході першого окислювача батареї, вимірювання концентрації оцту в першому і в останньому окислювачі батареї, регулювання 3 Поставлена задача вирішена в запропонованому способі автоматичного управління, що передбачає вимірювання температури в кожному із п'яти окислювачів, які послідовно включені в бродильну батарею, вимірювання концентрації оцту в першому та п'ятому (останньому по ходу технологічного процесу) окислювачеві, регулювання температури в кожному із окислювачів шляхом зміни витрат холодної води крізь відповідні теплообмінники для охолодження культуральної рідини окислювачів, регулювання концентрації оцту в окислювачах шляхом зміни витрат сусла, що поступає в перший із окислювачів, згідно з корисною моделлю додатково використовують допоміжний регулятор концентрації оцту, який пропорційно до суми різниці поточного і завданого значень концентрації в останньому окислювачі батареї, інтегралу та диференціалу від цієї різниці змінює поточне завдання основному регулятору концентрації оцту, яке одночасно коректують за допомогою упереджувача Сміта пропорційно результату вимірювання поточних витрат сусла на вході першого окислювача батареї, при чому основний регулятор концентрації змінює витрати сусла на вході першого окислювача пропорційно сумі різниці поточного і завданого значень концентрації в першому окислювачі, інтегралу та диференціалу від вказаної різниці. На Фіг.1 приведена блок-схема запропонованого способу автоматичного управління, який реалізується наступним чином. Поточну температуру Т1 в окислювачі №1, який представляє собою об'єкт управління ОУ1, вимірюють за допомогою датчика температури 1. Вихідний сигнал датчика 1 віднімають в суматорі 2 від сигналу завдатчика 3 цієї температури, отримуючи сигнал розбалансу m1. Сигнал m1 направляють в регулятор 4, що за допомогою виконавчого механізму 5 та регулюючого органу 6 (наприклад клапана на лиш подачі холодної води в теплообмінник окислювача) виробляє сигнал управління U1, який пропорційно сумі значень m1, інтегралу та диференціалу від m1 змінює витрати холодної води крізь теплообмінник окислювача №1, регулюючи в ньому поточну температуру культуральної рідини. Поточну температуру Т2 в окислювачі №2, який представляє собою об'єкт управління ОУ2, вимірюють за допомогою датчика температури 7. Вихідний сигнал датчика 7 віднімають в суматорі 8 від сигналу завдатчика 9 цієї температури, отримуючи сигнал розбалансу m2. Сигнал m2 направляють в регулятор 10, що за допомогою виконавчого механізму 11 та регулюючого органу 12 виробляє сигнал управління U2, який пропорційно сумі значень m2, інтегралу та диференціалу від m2 змінює витрати холодної води крізь теплообмінник окислювача №2, регулюючи в ньому поточну температуру культуральної рідини. Поточну температуру Т3 в окислювачі №3, який представляє собою об’єкт управління ОУЗ, вимірюють за допомогою датчика температури 13. Вихідний сигнал датчика 13 віднімають в cуматорі 14 від сигналу завдатчика 15 цієї температури, отримуючи сигнал розбалансу m3. Сигнал m3 на 26157 4 правляють в регулятор 16, що за допомогою виконавчого механізму 17 та регулюючого органу 18 виробляє сигнал управління U3, який пропорційно сумі значень m3, інтегралу та диференціалу від m3 змінює витрати холодної води крізь теплообмінник окислювача №3, регулюючи в ньому поточну температуру культуральної рідини. Поточну температуру Т4 в окислювачі №4, який представляє собою об'єкт управління ОУ4, вимірюють за допомогою датчика температури 19. Вихідний сигнал датчика 19 віднімають в суматорі 20 від сигналу завдатчика 21 цієї температури, отримуючи сигнал розбалансу m4. Сигнал m4 направляють в регулятор 22, що за допомогою виконавчого механізму 23 та регулюючого органу 24 виробляє сигнал управління U4, який пропорційно сумі значень m4, інтегралу та диференціалу від m4 змінює витрати холодної води крізь теплообмінник окислювача №4, регулюючи в ньому поточну температуру культуральної рідини. Поточну температуру Т5 в окислювачі №5, який представляє собою об'єкт управління ОУ5, вимірюють за допомогою датчика температури 25. Вихідний сигнал датчика 25 віднімають в суматорі 26 від сигналу завдатчика 27 цієї температури, отримуючи сигнал розбалансу m5. Сигнал m5 направляють в регулятор 28, що за допомогою виконавчого механізму 29 та регулюючого органу 30 виробляє сигнал управління U5, який пропорційно сумі значень m5, інтегралу та диференціалу від m5 змінює витрати холодної води крізь теплообмінник окислювача №5, регулюючи в ньому поточну температуру культуральної рідини. Поточну концентрацію Q1 оцту в першому окислювачі №1 бродильної батареї вимірюють датчиком 31, вихідний сигнал якого в суматорі 32 віднімають від сигналу завдання m6 цієї концентрації, отримуючи сигнал розбалансу m7. Сигнал розбалансу m7 подають на вхід основного регулятора 33, який за допомогою виконавчого механізму 34 та регулюючого органу 35 виробляє сигнал управління U6, який пропорційно сумі значень m7 інтегралу та диференціалу від m7 змінює витрати сусла на вході в окислювач №1. Одночасно с цим основному регулятору 33 концентрації коректують сигнал завдання m7. Корекцію m7 реалізують по сигналу датчика 36 концентрації Q5 оцту в останньому окислювачі №5, який в суматорі 37 віднімають від сигналу завдатчика 38 концентрації готового продукту, здобуваючи сигнал розбалансу m8. Одночасно з цим для усунення впливу запізнень в об'єкті по каналах регулювання концентрації оцту в запропонованому способі додатково використаний упереджувач Сміта 39, що отримує сигнал від датчика 40 поточних витрат сусла на вході в окислювач №1. Вихідний сигнал упереджувача Сміта 39 за допомогою суматора 41 віднімають від сигналу розбалансу m8, отримуючи сигнал розбалансу m9, який направляють в допоміжний регулятор 42 концентрації оцту. Допоміжний регулятор 42 виробляє вихідний сигнал m6, який слугує завданням основному регулятору 33 концентрації. При цьому вихідний сигнал 5 26157 m6 регулятора 42, пропорційний сумі m9, інтегралу та диференціалу від m9. На об'єкти управління ОУ1 ... ОУ5 діють зовнішні збурення f, які впливають на вихідні параметри окислювачів. Завдяки використанню Пропорційно-інтегрально-диференційних регуляторів 4, 10, 16, 22, 28, 33, 42, що працюють з датчиками відповідно 1, 7, 13, 19, 25, 31, 36, вплив вказаних збурень мінімізують. Результати комп'ютерного моделювання підтвердили те, що запропонований спосіб автоматичного управління в умовах реально діючих внутрішніх та зовнішніх збурень забезпечує високу динамічну точність стабілізації параметрів технологічного процесу в порівнянні з прототипом і таким чином забезпечує високу якість готового про Комп’ютерна верстка М. Мацело 6 дукту при мінімальній собівартості. Прямі та інтегральні показники зменшились в порівнянні з показниками САР прототипа. Джерела інформації, прийняті до уваги: 1. Воробьев С.Г. Автоматизация производственных процессов виноделия. - М.: Пищевая промышленность, 1972. - С.307-310. 2. Опыт эксплуатации оборудования для производства уксуса /Э.И.Мелышкова, В.Н.Зотов, П.А.Тараканов. Обмірная информация. Серия 24: Спиртовая и ликеро-водочная промышленность. Вып.7.: М., ЦНИИТЭИ Пищепром, 1986. - с.2-5, 3134. 3. Патент Російської Федерації №2023718, МПК 8С12J001/04, 1984. 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