Спосіб автоматичного керування процесом ректифікації спирту в ректифікаційній колоні

Спосіб автоматичного керування процесом ректифікації спирту в ректифікаційній колоні, що передбачає вимірювання температури на контрольній тарілці, тиску колони і тиску в нижній частині колони, а також регулювання температури на контрольній тарілці шляхом регулювання подачі охолоджуючої води, регулювання тиску в верхній частині колони регулюванням відбору спирту і регулювання тиску в нижній частині колони 3 31122 В основу корисної моделі покладена задача удосконалення способу автоматизації, шляхом підтримування тиску в верхній частині ректифікаційної колони, тиску в нижній частині ректифікаційної колони і температури на контрольній тарілці на заданих значеннях з одночасним підвищенням динамічної точності системи управління по каналах. Поставлена задача вирішена в запропонованому способі автоматичного управління, що передбачає вимірювання температури на контрольній тарілці, тиску колони і тиску в нижній частині колони, а також регулювання температури на контрольній тарілці шляхом регулювання подачі охолоджуючої води, регулювання тиску в верхній частині колони регулюванням відбору спирту і регулювання тиску в нижній частині колони регулюванням подачі пару в ректифікаційну колонну, температуру коректують пропорційно сумі значень відхилення від завдання поточного значення температури на контрольній тарілці, інтегралу та диференціалу цього відхилення, тиск в нижній частині колони коректують пропорційно сумі значень відхилення від завдання поточного значення тиску нижньої частини колони, інтегралу та диференціалу цього відхилення, тиск верхньої частини колони коректують пропорційно сумі значень відхилення від завдання поточного значення тиску верхньої частини колони, інтегралу та диференціалу цього відхилення. Згідно корисної моделі температура на контрольній тарілці і тиск у верхній частині колони коректують за допомогою упереджувача Сміта. Введення упереджувача Сміта дозволяє компенсувати запізнення при власному русі системи, що розширює запас стійкості системи і збільшує динамічну точність системи. На Фіг.1 приведена блок-схема запропонованого способу автоматичного управління, який реалізується наступним чином. Поточну температуру Т1 на контрольній тарілці, яка представляє собою об'єкт управління ОУ1, вимірюють за допомогою датчика температури 1. Вихідний сигнал від датчика віднімають в суматорі 2 від сигналу задатчика 3 цієї температури, отримуючи сигнал розбалансу m1, що направляють в суматор 4. Одночасно з цим для усунення впливу запізнень в об'єкті по каналу регулювання температури в запропонованому способі використовують упереджувач Сміта 5, що отримує сигнал від датчика 6 поточних витрат охолоджуючої води. Вихідний сигнал упереджувача Сміта 5 за допомогою суматора 4 віднімають від сигналу розбалансу m1, отримуючи сигнал розбалансу m2, який направляють в регулятор 7, що за допомогою виконавчого механізму 8 та регулюючого органу 9 (наприклад клапана подачі охолоджуючої води) виробляє сигнал управління U1, який пропорційно сумі значень m2, інтегралу та диференціалу від m2 змінює витрати холодної води крізь теплообмінник ректифікаційної колони, регулюючи поточну температуру на контрольній тарілці. Поточний тиск Р1 «верху» колони, який представляє собою об'єкт управління ОУ2, 4 вимірюють за допомогою датчика тиску 10. Вихідний сигнал від датчика віднімають в суматорі 11 від сигналу задатчика 12 цієї температури, отримуючи сигнал розбалансу m3, що направляють в суматор 13. Одночасно з цим для усунення впливу запізнень в об'єкті по каналу регулювання тиску в запропонованому способі використовують упереджувач Сміта 14, що отримує сигнал від датчика 15 поточних витрат спирту-ректифікату. Вихідний сигнал упереджувача Сміта 14 за допомогою суматора 13 віднімають від сигналу розбалансу m3, отримуючи сигнал розбалансу m4, який направляють в регулятор 16, що за допомогою виконавчого механізму 17 та регулюючого органу 18 (наприклад клапана відбору спирту-ректифікату) виробляє сигнал управління U2, який пропорційно сумі значень m4, інтегралу та диференціалу від m4 змінює відбір спирту з колони регулюючи поточне значення тиску «верху» колони. Поточний тиск Р2 «низу» колони, який представляє собою об'єкт управління ОУ3, вимірюють за допомогою датчика тиску 19, Вихідний сигнал від датчика віднімають в суматорі 20 від сигналу задатчика 21 цієї температури, отримуючи сигнал розбалансу m5, що направляють в регулятор 22, що за допомогою виконавчого механізму 23 та регулюючого органу 24 (наприклад клапана подачі гріючого пару) виробляє сигнал управління U2, який пропорційно сумі значень m5, інтегралу та диференціалу від m5 змінює відбір спирту з колони регулюючи поточне значення тиску «низу» колони. На об'єкти управління ОУ1...0У3 діють зовнішні збурення f, які впливають на вихідні параметри ректифікаційної колони. Завдяки використанню Пропорційно-інтегральнодиференційних регуляторів 4, 16, 22, що працюють з датчиками відповідно 1, 10, 19, 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 продукту при мінімальній собівартості. Прямі та інтегральні показники зменшились в порівнянні з показниками CAP прототипу. 5 31122 6