Устройство для управления изменением температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения при ограничениях частоты вращения исполнительного органа электропривода вентилятора и ее первой производной

Полезная модель направлена на устройство для управления изменением температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения при ограничениях частоты вращения исполнительного органа электропривода вентилятора и ее первой производной и позволяющее совместно с системой автоматического регулирования температуры интенсифицировать технологический процесс в аппарате воздушного охлаждения.

Технический результат достигается в устройстве для управления изменением температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения при ограничениях частоты вращения исполнительного органа электропривода вентилятора и ее первой производной, тем, что содержит первый задатчик, выход которого соединен с первым входом первого пропорционального блока, выход первого пропорционального блока соединен с входом первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с первым входом первого блока алгебраического сумматора, выход первого блока алгебраического сумматора соединен с входом первого интегрального блока, выход первого интегрального блока соединен с первым входом второго блока алгебраического сумматора, выход второго блока алгебраического сумматора соединен с входом четвертого пропорционального блока, выход четвертого пропорционального блока соединен с первым входом третьего блока алгебраического сумматора, выход третьего блока алгебраического сумматора соединен с входом второго интегрального блока, выход второго интегрального блока соединен с первым входом четвертого блока алгебраического сумматора, выход четвертого блока алгебраического сумматора соединен с первым входом пятого блока алгебраического сумматора и со вторым входом третьего блока алгебраического сумматора, выход пятого блока алгебраического сумматора соединен со вторым входом первого пропорционального блока, со вторым входом второго пропорционального блока и со вторым входом третьего пропорционального блока, выход второго пропорционального блока соединен с входом второго блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход второго блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен со вторым входом первого блока алгебраического сумматора, выход третьего пропорционального блока соединен с входом третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с третьим входом первого блока алгебраического сумматора, выход первого задатчика соединен с первым входом шестого блока алгебраического сумматора, второй задатчик, выход которого соединен с первым входом седьмого блока алгебраического сумматора, выход шестого блока алгебраического сумматора соединен с входом пятого пропорционального блока, выход седьмого блока алгебраического сумматора соединен со вторым входом четвертого блока алгебраического сумматора и с входом шестого пропорционального блока, выход пятого пропорционального блока соединен с входом седьмого пропорционального блока, выход шестого пропорционального блока соединен со вторым входом второго блока алгебраического сумматора и с входом восьмого пропорционального блока, выход седьмого пропорционального блока соединен с входом первого блока арифметических функций, выход восьмого пропорционального блока соединен с входом второго блока арифметических функций, выход первого блока арифметических функций соединен с входом девятого пропорционального блока, выход второго блока арифметических функций соединен с входом десятого пропорционального блока, выход девятого пропорционального блока соединен с входом одиннадцатого пропорционального блока, выход десятого пропорционального блока соединен с входом третьего блока арифметических функций и с входом двенадцатого пропорционального блока, выход одиннадцатого пропорционального блока соединен с входом первого блока, вычисляющего показательную функцию с основанием равным e своего входного сигнала, выход двенадцатого пропорционального блока соединен с входом второго блока, вычисляющего показательную функцию с основанием равным e своего входного сигнала, выход третьего блока арифметических функций соединен с первым входом тринадцатого пропорционального блока, выход второго блока, вычисляющего показательную функцию с основанием равным е своего входного сигнала, соединен с входом четырнадцатого пропорционального блока и с входом пятнадцатого пропорционального блока, выход четырнадцатого пропорционального блока соединен со вторым входом тринадцатого пропорционального блока, выход тринадцатого пропорционального блока соединен с первым входом восьмого блока алгебраического сумматора, выход восьмого блока алгебраического сумматора соединен с первым входом третьего пропорционального блока, выход пятнадцатого пропорционального блока соединен с входом четвертого блока арифметических функций, выход четвертого блока арифметических функций соединен с входом блока функции возведения в степень, выход блока функции возведения в степень соединен с первым входом первого блока произведения, выход первого блока, вычисляющего показательную функцию с основанием равным e своего входного сигнала, соединен с входом пятого блока арифметических функций, выход пятого блока арифметических функций соединен со вторым входом первого блока произведения, выход первого блока произведения соединен с первым входом второго блока произведения, выход четвертого блока арифметических функций соединен со вторым входом второго блока произведения, выход второго блока произведения соединен с входом шестнадцатого пропорционального блока, выход десятого пропорционального блока соединен с первым входом семнадцатого пропорционального блока, выход шестнадцатого пропорционального блока соединен со вторым входом семнадцатого пропорционального блока, выход второго задатчика соединен со вторым входом восьмого блока алгебраического сумматора и с первым входом девятого блока алгебраического сумматора, выход семнадцатого пропорционального блока соединен со вторым входом девятого блока алгебраического сумматора, выход девятого блока алгебраического сумматора соединен с первым входом второго пропорционального блока, третий задатчик, выход которого соединен со вторым входом пятого блока алгебраического сумматора, со вторым входом шестого блока алгебраического сумматора и со вторым входом седьмого блока алгебраического сумматора.

Полезная модель относится к электротехнике и может использоваться в промышленных установках для управления изменением температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения при ограничениях частоты вращения исполнительного органа электропривода вентилятора и ее первой производной (диаграмма изменения температуры состоит из трех этапов).

Аналогом разрабатываемого устройства является устройство управления перемещением исполнительного органа электропривода с активным неизменным моментом сопротивления при ограничениях по току и частоте вращения (диаграмма перемещения состоит из трех этапов) /Добробаба Ю.П., Ивченко В.В, Барандыч В.Ю. Устройство, формирующее оптимальную по быстродействию диаграмму перемещения электропривода с активным неизменным моментом сопротивления при ограничениях по току и скорости // Материалы международной практической конференции «Электроэнергетические комплексы и системы», 2006, с.106-110/.

Аналог реализует диаграмму, состоящую из трех этапов. Однако, управление осуществляется в функции угла поворота и частоты вращения исполнительного органа электропривода, а требуется осуществлять управление в функции температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения. Кроме того в аналоге предусмотрено изменение коэффициента отрицательной обратной связи по частоте вращения исполнительного органа электропривода в зависимости от направления движения.

Наиболее близким к заявляемому устройству для управления изменением температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения при ограничениях частоты вращения исполнительного органа электропривода вентилятора и ее первой производной (диаграмма изменения температуры состоит из трех этапов), является устройство для управления перемещением исполнительного органа электропривода с моментом сопротивления типа сухого трения при ограничениях по току и частоте вращения (диаграмма перемещения состоит из трех этапов) /Добробаба Ю.П., Ивченко В.В, Барандыч В.Ю. Устройство, формирующее оптимальную по быстродействию диаграмму перемещения электропривода с моментом сопротивления типа сухого трения при ограничениях по току и скорости // Материалы международной практической конференции «Электроэнергетические комплексы и системы», 2006, с.101-105/, которое принимается за прототип.

Прототип содержит: задатчик, выход которого соединен с первым входом первого пропорционального блока, выход первого пропорционального блока соединен с входом первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с первым входом второго пропорционального блока, выход второго пропорционального блока соединен с входом второго блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с первым входом блока алгебраического сумматора, выход блока алгебраического сумматора соединен с входом первого интегрального блока, выход первого интегрального блока соединен с входом второго интегрального блока, с входом третьего пропорционального блока, со вторым входом второго пропорционального блока и с входом четвертого пропорционального блока, выход второго интегрального блока соединен со вторым входом первого пропорционального блока, выход третьего пропорционального блока соединен с входом третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен со вторым входом блока алгебраического сумматора, выход четвертого пропорционального блока соединен с третьим входом первого пропорционального блока.

Прототип так же реализует диаграмму, состоящую из трех этапов. Однако, в прототипе управление осуществляется в функции угла поворота и частоты вращения исполнительного органа электропривода, а требуется осуществлять управление в функции температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения. В прототипе не требуется изменять коэффициент отрицательной обратной связи по частоте вращения исполнительного органа электропривода в зависимости от направления движения.

Авторами разработано устройство для управления уменьшением (увеличением) температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения при ограничениях частоты вращения исполнительного органа электропривода вентилятора и ее первой производной.

В разработанном устройстве не требуется переключение в зависимости от увеличения или уменьшения температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения.

Задачей является интенсификация процесса изменения температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения при ограничениях частоты вращения исполнительного органа электропривода вентилятора и ее первой производной.

Техническим результатом полезной модели является формирование сигнала, соответствующего рациональной диаграмме изменения температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения при ограничениях частоты вращения исполнительного органа электропривода вентилятора и ее первой производной (диаграмма изменения температуры состоит из трех этапов). Предлагаемое устройство совместно с системой автоматического регулирования температуры позволяет интенсифицировать технологический процесс в аппарате воздушного охлаждения.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для управления перемещением исполнительного органа электропривода с моментом сопротивления типа сухого трения при ограничениях по току и частоте вращения выведены все связи, кроме связей между: выходом задатчика и входом первого пропорционального блока, выходом первого пропорционального блока и входом первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выходом второго пропорционального блока и входом второго блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выходом третьего пропорционального блока и входом третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выходом блока алгебраического сумматора и входом первого интегрального блока и дополнительно введены второй блок алгебраического сумматора, первый вход которого соединен с выходом первого интегрального блока, выход второго блока алгебраического сумматора соединен с входом четвертого пропорционального блока, выход четвертого пропорционального блока соединен с первым входом третьего блока алгебраического сумматора, выход третьего блока алгебраического сумматора соединен с входом второго интегрального блока, выход второго интегрального блока соединен с первым входом четвертого блока алгебраического сумматора, выход четвертого блока алгебраического сумматора соединен с первым входом пятого блока алгебраического сумматора и со вторым входом третьего блока алгебраического сумматора, выход пятого блока алгебраического сумматора соединен со вторым входом первого пропорционального блока, со вторым входом второго пропорционального блока и со вторым входом третьего пропорционального блока, выход первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с первым входом первого блока алгебраического сумматора, выход третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с третьим входом первого блока алгебраического сумматора, выход первого задатчика соединен с первым входом шестого блока алгебраического сумматора, второй задатчик, выход которого соединен с первым входом седьмого блока алгебраического сумматора, выход шестого блока алгебраического сумматора соединен с входом пятого пропорционального блока, выход седьмого блока алгебраического сумматора соединен со вторым входом четвертого блока алгебраического сумматора и с входом шестого пропорционального блока, выход пятого пропорционального блока соединен с входом седьмого пропорционального блока, выход шестого пропорционального блока соединен со вторым входом второго блока алгебраического сумматора и с входом восьмого пропорционального блока, выход седьмого пропорционального блока соединен с входом первого блока арифметических функций, выход восьмого пропорционального блока соединен с входом второго блока арифметических функций, выход первого блока арифметических функций соединен с входом девятого пропорционального блока, выход второго блока арифметических функций соединен с входом десятого пропорционального блока, выход девятого пропорционального блока соединен с входом одиннадцатого пропорционального блока, выход десятого пропорционального блока соединен с входом третьего блока арифметических функций и с входом двенадцатого пропорционального блока, выход одиннадцатого пропорционального блока соединен с входом первого блока, вычисляющего показательную функцию с основанием равным е своего входного сигнала, выход двенадцатого пропорционального блока соединен с входом второго блока, вычисляющего показательную функцию с основанием равным е своего входного сигнала, выход третьего блока арифметических функций соединен с первым входом тринадцатого пропорционального блока, выход второго блока, вычисляющего показательную функцию с основанием равным е своего входного сигнала, соединен с входом четырнадцатого пропорционального блока и с входом пятнадцатого пропорционального блока, выход четырнадцатого пропорционального блока соединен со вторым входом тринадцатого пропорционального блока, выход тринадцатого пропорционального блока соединен с первым входом восьмого блока алгебраического сумматора, выход восьмого блока алгебраического сумматора соединен с первым входом третьего пропорционального блока, выход пятнадцатого пропорционального блока соединен с входом четвертого блока арифметических функций, выход четвертого блока арифметических функций соединен с входом блока функции возведения в степень, выход блока функции возведения в степень соединен с первым входом первого блока произведения, выход первого блока, вычисляющего показательную функцию с основанием равным е своего входного сигнала, соединен с входом пятого блока арифметических функций, выход пятого блока арифметических функций соединен со вторым входом первого блока произведения, выход первого блока произведения соединен с первым входом второго блока произведения, выход четвертого блока арифметических функций соединен со вторым входом второго блока произведения, выход второго блока произведения соединен с входом шестнадцатого пропорционального блока, выход десятого пропорционального блока соединен с первым входом семнадцатого пропорционального блока, выход шестнадцатого пропорционального блока соединен со вторым входом семнадцатого пропорционального блока, выход второго задатчика соединен со вторым входом восьмого блока алгебраического сумматора и с первым входом девятого блока алгебраического сумматора, выход семнадцатого пропорционального блока соединен со вторым входом девятого блока алгебраического сумматора, выход девятого блока алгебраического сумматора соединен с первым входом второго пропорционального блока, третий задатчик, выход которого соединен со вторым входом пятого блока алгебраического сумматора, со вторым входом шестого блока алгебраического сумматора и со вторым входом седьмого блока алгебраического сумматора.

При изменении температуры продукта от начального значения температуры на выходе аппарата _нач. до конечного значения температуры на выходе аппарата _кон. возможны два варианта:

- при выполнении условия _нач.>_кон.;

- при выполнении условия _нач.<_кон..

Рациональная диаграмма уменьшения температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения, состоящая из трех этапов, сформирована следующим образом. На первом этапе первая производная частоты вращения исполнительного органа электропривода равна максимально допустимому значению ; на втором этапе первая производная частоты вращения исполнительного органа электропривода равна нулю; на третьем этапе первая производная частоты вращения исполнительного органа электропривода равна максимально допустимому значению со знаком минус -. Длительность первого этапа равна t₁; длительность второго этапа равна t₂; длительность третьего этапа равна t₁. На первом этапе электропривод разгоняется от начального значения частоты вращения исполнительного органа _нач до максимально допустимого значения частоты вращения исполнительного органа _доп; на втором этапе частота вращения исполнительного органа электропривода равна максимально допустимому значению _доп; на третьем этапе электропривод тормозится от максимального допустимого значения частоты вращения исполнительного органа _доп до конечного значения частоты вращения исполнительного органа _кон.

Для диаграммы справедливы соотношения:

;

;

где -постоянная времени, характеризующая динамику тепловых переходных процессов в аппарате воздушного охлаждения.

Диаграмма справедлива при выполнении условия t₂0.

Рациональная диаграмма увеличения температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения, состоящая из трех этапов, сформирована следующим образом. На первом этапе первая производная частоты вращения исполнительного органа электропривода равна максимально допустимому значению со знаком минус -; на втором этапе первая производная частоты вращения исполнительного органа электропривода равна нулю; на третьем этапе первая производная частоты вращения исполнительного органа электропривода равна максимально допустимому значению . Длительность первого этапа равна t₁; длительность второго этапа равна t₂; длительность третьего этапа равна t₁. На первом этапе электропривод тормозится от начального значения частоты вращения исполнительного органа _нач до нуля; на втором этапе частота вращения исполнительного органа электропривода равна нулю; на третьем этапе электропривод разгоняется от нуля до конечного значения частоты вращения исполнительного органа _кон.

Для диаграммы справедливы соотношения:

;

;

.

Диаграмма справедлива при выполнении условия t₂0.

Аналитические зависимости температуры продукта на выходе аппарата воздушного охлаждения _вых от времени t при ее рациональном изменении за три этапа имеет следующий вид.

Этап 1. В интервале времени 0tt₁

,

где _вх - температура продукта на входе аппарата;

К - коэффициент пропорциональности между частотой вращения исполнительного органа электропривода и температурой продукта на выходе аппарата.

Этап 2. В интервале времени t₁t(t₁+t₂)

.

Этап 3. В интервале времени (t ₁+t₂)t(t₁+t₂+t₁)

В аналитических зависимостях температуры продукта на выходе аппарата воздушного охлаждения от времени верхние знаки соответствуют варианту первому (уменьшение температуры продукта), а нижние знаки - варианту второму (увеличение температуры продукта).

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для управления изменением температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения при ограничениях частоты вращения исполнительного органа электропривода вентилятора и ее первой производной.

Устройство для управления изменением температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения при ограничениях частоты вращения исполнительного органа электропривода вентилятора и ее первой производной, содержит первый задатчик 1, выход которого соединен с первым входом первого пропорционального блока 2, выход первого пропорционального блока 2 соединен с входом первого блока 3, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход первого блока 3, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с первым входом первого блока алгебраического сумматора 4, выход первого блока алгебраического сумматора 4 соединен с входом первого интегрального блока 5, выход первого интегрального блока 5 соединен с первым входом второго блока алгебраического сумматора 6, выход второго блока алгебраического сумматора 6 соединен с входом четвертого пропорционального блока 7, выход четвертого пропорционального блока 7 соединен с первым входом третьего блока алгебраического сумматора 8, выход третьего блока алгебраического сумматора 8 соединен с входом второго интегрального блока 9, выход второго интегрального блока 9 соединен с первым входом четвертого блока алгебраического сумматора 10, выход четвертого блока алгебраического сумматора 10 соединен с первым входом пятого блока алгебраического сумматора 11 и со вторым входом третьего блока алгебраического сумматора 8, выход пятого блока алгебраического сумматора 11 соединен со вторым входом первого пропорционального блока 2, со вторым входом второго пропорционального блока 12 и со вторым входом третьего пропорционального блока 14, выход второго пропорционального блока 12 соединен с входом второго блока 13, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход второго блока 13, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен со вторым входом первого блока алгебраического сумматора 4, выход третьего пропорционального блока 14 соединен с входом третьего блока 15, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход третьего блока 15, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с третьим входом первого блока алгебраического сумматора 4, выход первого задатчика 1 соединен с первым входом шестого блока алгебраического сумматора 16, второй задатчик 23, выход которого соединен с первым входом седьмого блока алгебраического сумматора 24, выход шестого блока алгебраического сумматора 16 соединен с входом пятого пропорционального блока 17, выход седьмого блока алгебраического сумматора 24 соединен со вторым входом четвертого блока алгебраического сумматора 10 и с входом шестого пропорционального блока 25, выход пятого пропорционального блока 17 соединен с входом седьмого пропорционального блока 18, выход шестого пропорционального блока 25 соединен со вторым входом второго блока алгебраического сумматора 6 и с входом восьмого пропорционального блока 26, выход седьмого пропорционального блока 18 соединен с входом первого блока арифметических функций 19, выход восьмого пропорционального блока 26 соединен с входом второго блока арифметических функций 27, выход первого блока арифметических функций 19 соединен с входом девятого пропорционального блока 20, выход второго блока арифметических функций 27 соединен с входом десятого пропорционального блока 28, выход девятого пропорционального блока 20 соединен с входом одиннадцатого пропорционального блока 21, выход десятого пропорционального блока 28 соединен с входом третьего блока арифметических функций 31 и с входом двенадцатого пропорционального блока 29, выход одиннадцатого пропорционального блока 21 соединен с входом первого блока 22, вычисляющего показательную функцию с основанием равным е своего входного сигнала, выход двенадцатого пропорционального блока 29 соединен с входом второго блока 30, вычисляющего показательную функцию с основанием равным е своего входного сигнала, выход третьего блока арифметических функций 31 соединен с первым входом тринадцатого пропорционального блока 32, выход второго блока 30, вычисляющего показательную функцию с основанием равным е своего входного сигнала, соединен с входом четырнадцатого пропорционального блока 34 и с входом пятнадцатого пропорционального блока 35, выход четырнадцатого пропорционального блока 34 соединен со вторым входом тринадцатого пропорционального блока 32, выход тринадцатого пропорционального блока 32 соединен с первым входом восьмого блока алгебраического сумматора 33, выход восьмого блока алгебраического сумматора 33 соединен с первым входом третьего пропорционального блока 14, выход пятнадцатого пропорционального блока 35 соединен с входом четвертого блока арифметических функций 36, выход четвертого блока арифметических функций 36 соединен с входом блока функции возведения в степень 37, выход блока функции возведения в степень 37 соединен с первым входом первого блока произведения 38, выход первого блока 22, вычисляющего показательную функцию с основанием равным e своего входного сигнала, соединен с входом пятого блока арифметических функций 44, выход пятого блока арифметических функций 44 соединен со вторым входом первого блока произведения 38, выход первого блока произведения 38 соединен с первым входом второго блока произведения 39, выход четвертого блока арифметических функций 36 соединен со вторым входом второго блока произведения 39, выход второго блока произведения 39 соединен с входом шестнадцатого пропорционального блока 40, выход десятого пропорционального блока 28 соединен с первым входом семнадцатого пропорционального блока 41, выход шестнадцатого пропорционального блока 40 соединен со вторым входом семнадцатого пропорционального блока 41, выход второго задатчика 23 соединен со вторым входом восьмого блока алгебраического сумматора 33 и с первым входом девятого блока алгебраического сумматора 42, выход семнадцатого пропорционального блока 41 соединен со вторым входом девятого блока алгебраического сумматора 42, выход девятого блока алгебраического сумматора 42 соединен с первым входом второго пропорционального блока 12, третий задатчик 43, выход которого соединен со вторым входом пятого блока алгебраического сумматора 11, со вторым входом шестого блока алгебраического сумматора 16 и со вторым входом седьмого блока алгебраического сумматора 24.

Устройство для управления изменением температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения при ограничениях частоты вращения исполнительного органа электропривода вентилятора и ее первой производной, работает следующим образом. Первый задатчик 1 формирует сигнал равный конечному значению температуры продукта на выходе аппарата _кон. Второй задатчик 23 формирует сигнал равный начальному значению температуры продукта на выходе аппарата _нач. Третий задатчик 43 формирует сигнал равный значению температуры на входе аппарата _вх. На входы первого пропорционального блока 2 поступают сигналы: со знаком плюс с первого задатчика 1, равный конечному значению температуры продукта на выходе аппарата _кон и отрицательной обратной связи по температуре продукта на выходе аппарата с коэффициентом равным единице. Первый пропорциональный блок 2 усиливает сигналы, поступающие на его входы. Первый блок 3, ограничивающий значение своего входного сигнала, ограничивает сигнал, поступающий с выхода первого пропорционального блока 2 (верхняя граница равна нулю; нижняя граница равна - На входы второго пропорционального блока 12 поступают сигналы: со знаком плюс с выхода девятого блока алгебраического сумматора 42, равный значению температуры продукта на выходе аппарата в конце второго этапа , и отрицательной обратной связи по температуре продукта на выходе аппарата с коэффициентом равным единице. Второй пропорциональный блок 12 усиливает сигналы, поступающие на его входы. Второй блок 13, ограничивающий значение своего входного сигнала, ограничивает сигнал, поступающий с выхода второго пропорционального блока 12 (верхняя граница равна нулю; нижняя граница равна -). На входы третьего пропорционального блока 14 поступают сигналы: со знаком плюс с выхода восьмого блока алгебраического сумматора 33, равный значению температуры продукта на выходе аппарата в конце первого этапа , и отрицательной обратной связи по температуре продукта на выходе аппарата с коэффициентом равным единице. Третий пропорциональный блок 14 усиливает сигналы, поступающие на его входы. Третий блок 15, ограничивающий значение своего входного сигнала, ограничивает сигнал, поступающий с выхода третьего пропорционального блока 14 (верхняя граница равна нулю; нижняя граница равна -). На входы первого блока алгебраического сумматора 4 поступают сигналы: со знаком плюс с выхода первого блока 3, ограничивающего значение своего входного сигнала, со знаком минус с выхода второго блока 13, ограничивающего значение своего входного сигнала, и со знаком минус с третьего блока 15, ограничивающего значение своего входного сигнала. На выходе первого блока алгебраического сумматора 4 формируется зависимость первой производной частоты вращения исполнительного органа электропривода вентилятора от времени ⁽¹⁾(t). Первый интегральный блок 5 интегрирует зависимость первой производной частоты вращения исполнительного органа электропривода вентилятора от времени ⁽¹⁾(t) и формирует зависимость [(t)-_нач]. На входы второго алгебраического сумматора 6 поступают сигналы: со знаком плюс с выхода первого интегрального блока 5, равный [(t)-_нач], и со знаком плюс с выхода шестого пропорционального блока 25, равный _нач. На выходе второго блока алгебраического сумматора 6 формируется зависимость частоты вращения исполнительного органа электропривода вентилятора от времени (t). На выходе четвертого пропорционального блока 7 формируется сигнал К·(t) На входы третьего блока алгебраического сумматора 8 поступают сигналы: со знаком плюс с выхода четвертого пропорционального блока 7, равный К·(t), и со знаком минус с выхода четвертого блока алгебраического сумматора 10, равный (t). Второй интегральный блок 9 интегрирует зависимость [К·(t)-(t)] и формирует зависимость [(t)-(_вх-_нач)] На входы четвертого блока алгебраического сумматора 10 поступают сигналы: со знаком плюс с выхода второго интегрального блока 9, равный [(t)-(_вх-_нач)] и со знаком плюс с выхода седьмого блока алгебраического сумматора 24, равный (_вх-_нач). На выходе четвертого блока алгебраического сумматора 10 формируется сигнал (t). На входы пятого блока алгебраического сумматора 11 поступают сигналы: со знаком плюс с выхода четвертого блока алгебраического сумматора 10, равный (t), и со знаком плюс с третьего задатчика 43, равный _вх. На выходе пятого блока алгебраического сумматора 11 формируется зависимость температуры продукта на выходе аппарата от времени _вых(t) На входы шестого блока алгебраического сумматора 16 поступают сигналы: со знаком минус с первого задатчика 1, равный _кон, и со знаком плюс с третьего задатчика 43, равный _вх. Выходной сигнал шестого блока алгебраического сумматора 16, равный (_вх-_кон) поступает на вход пятого пропорционального блока 17. Выходной сигнал пятого пропорционального блока 17, равный _кон поступает на вход седьмого пропорционального блока 18. Выходной сигнал седьмого пропорционального блока 18, равный -_кон поступает на вход первого блока арифметических функций 19. Выходной сигнал первого блока арифметических функций 19 равный (_доп-_кон) поступает на вход девятого пропорционального блока 20. Выходной сигнал девятого пропорционального блока 20, равный поступает на вход одиннадцатого пропорционального блока 21. Выходной сигнал одиннадцатого пропорционального блока 21, равный , поступает на вход первого блока 22, вычисляющего показательную функцию с основанием равным e своего входного сигнала. Выходной сигнал первого блока 22, вычисляющего показательную функцию с основанием равным е своего входного сигнала, равный , поступает на вход пятого блока арифметических функций 44. На входы седьмого блока алгебраического сумматора 24 поступает сигнал: со знаком минус со второго задатчика 23, равный _нач и со знаком плюс с третьего задатчика 43, равный _вх. Выходной сигнал седьмого блока алгебраического сумматора 24, равный (_вх-_нач) поступает на вход шестого пропорционального блока 25. Выходной сигнал шестого пропорционального блока 25, равный _нач, поступает на вход восьмого пропорционального блока 26. Выходной сигнал восьмого пропорционального блока 26, равный -_нач, поступает на вход второго блока арифметических функций 27. Выходной сигнал второго блока арифметических функций 27, равный (_доп-_нач), поступает на вход десятого пропорционального блока 28. Выходной сигнал десятого пропорционального блока 28, равный , поступает на вход двенадцатого пропорционального блока 29 и на вход третьего блока арифметических функций 31. Выходной сигнал двенадцатого пропорционального блока 29, равный , поступает на вход второго блока 30, вычисляющего показательную функцию с основанием равным е своего входного сигнала. Выходной сигнал второго блока 30, вычисляющего показательную функцию с основанием равным е своего входного сигнала, равный e^, поступает на вход четырнадцатого пропорционального блока 34 и на вход пятнадцатого пропорционального блока 35. На входы тринадцатого пропорционального блока 32 поступают сигналы: со знаком плюс с выхода третьего блока арифметических функций 31, равный (t₁-), и со знаком плюс с выхода четырнадцатого пропорционального блока 34, равный . Выходной сигнал тринадцатого пропорционального блока 32 равен . На входы восьмого блока алгебраического сумматора 33 поступают сигналы: со знаком минус с выхода тринадцатого пропорционального блока 32, равный , и со знаком плюс со второго задатчика 23, равный _нач. Выходной сигнал восьмого блока алгебраического сумматора 33 равен . Выходной сигнал пятнадцатого пропорционального блока 35, равный , поступает на вход четвертого блока арифметических функций 36. Выходной сигнал четвертого блока арифметических функций 36, равный , поступает на вход блока функции возведения в степень 37. Выходной сигнал блока функции возведения в степень 37 равен . На вход первого блока произведения 38 поступают сигналы: со знаком плюс с выхода блока функции возведения в степень 37, равный , и со знаком плюс с выхода пятого блока арифметических функций, равный . Выходной сигнал первого блока произведения 38 равен . На входы второго блока произведения 39 поступают сигналы: со знаком плюс с выхода первого А блока произведения 38, равный , и со знаком плюс с выхода четвертого блока арифметических функций 36, равный . Выходной сигнал второго блока произведения 39, равный , поступает на вход шестнадцатого пропорционального блока 40. На входы семнадцатого пропорционального блока 41 поступают сигналы: со знаком минус с выхода десятого пропорционального блока 28, равный ^, и со знаком плюс с выхода шестнадцатого пропорционального блока 40, равный . Выходной сигнал семнадцатого пропорционального блока 41 равен . На входы девятого блока алгебраического сумматора 42 поступают сигналы: со знаком плюс со второго задатчика 23, равный _нач, и со знаком плюс с семнадцатого пропорционального блока 41, равный . Выходной сигнал девятого блока алгебраического сумматора 42 равен .

При уменьшении температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения выполняется условие _нач.>_кон. При этом в интервале времени 0<t<t ₁ температура продукта на выходе аппарата больше конечного значения температуры продукта на выходе аппарата _вых>_кон, поэтому выходной сигнал первого блока 3, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен температура продукта на выходе аппарата больше значения температуры продукта на выходе аппарата в конце второго этапа _вых>_вых.2, поэтому выходной сигнал второго блока 13, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; температура продукта на выходе аппарата больше значения температуры продукта на выходе аппарата в конце первого этапа _вых>_вых.1, поэтому выходной сигнал третьего блока 15, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; выходной сигнал первого блока алгебраического сумматора 4 равен . В момент времени t=t_1вых=_вых.1, поэтому сумма входных сигналов третьего пропорционального блока 14 меняет свой знак с минуса на плюс и происходит переключение в третьем блоке 15, ограничивающем значение своего входного сигнала. В интервале времени t₁t(t₁+t₂) выходной сигнал первого блока 3, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; выходной сигнал второго блока 13, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен выходной сигнал третьего блока 15, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен нулю; выходной сигнал первого блока алгебраического сумматора 4 равен нулю. В момент времени t=(t₁+t₂) _вых=_вых.2, поэтому сумма входных сигналов второго пропорционального блока 12 меняет свой знак с минуса на плюс и происходит переключение во втором блоке 13, ограничивающем значение своего входного сигнала.

В интервале времени (t₁+t₂)t(t₁+t₂+t₁) выходной сигнал первого блока 3, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; выходной сигнал второго блока 13, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен нулю; выходной сигнал третьего блока 15, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен нулю; выходной сигнал первого блока алгебраического сумматора 4 равен . В момент времени t=(t₁+t₂+t ₁) _вых=_кон, поэтому сумма входных сигналов первого пропорционального блока 2 равна нулю и происходит переключение в первом блоке 3, ограничивающем значение своего входного сигнала. В интервале времени t>(t₊t₂₊t₁) выходной сигнал первого блока 3, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен нулю; выходной сигнал второго блока 13, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен нулю; выходной сигнал третьего блока 15, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен нулю; выходной сигнал первого блока алгебраического сумматора 4 равен нулю.

В описании рассмотрен вариант, при котором уменьшается температура продукта в аппарате воздушного охлаждения (_нач.>_кон.). Для того что бы заявляемое устройство обеспечивало управление увеличением температуры (_нач.<_кон.) продукта в аппарате воздушного охлаждения при ограничениях частоты вращения исполнительного органа электропривода вентилятора и ее первой производной, необходимо: изменить знак сигнала с «минуса» на «плюс», поступающего с выхода тринадцатого пропорционального блока на первый вход восьмого блока алгебраического сумматора; изменить знак сигнала с «плюса» на «минус», поступающего с выхода семнадцатого пропорционального блока на второй вход девятого блока алгебраического сумматора; изменить верхнюю границу первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, с значения нуль на значение ; изменить нижнюю границу первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, с значения на значение нуль; изменить верхнюю границу второго блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, с значения нуль на значение ; изменить нижнюю границу второго блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, с значения нa значение нуль; изменить верхнюю границу третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, с значения нуль на значение ; изменить нижнюю границу третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, с значения ^на значение нуль; вывести седьмой пропорциональный блок 18; вывести восьмой пропорциональный блок 26; вывести первый блок арифметических функций 19; вывести второй блок арифметических функций 27.

Таким образом, необходимы два устройства для управления изменением температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения:

- устройство для управления уменьшением температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения при ограничениях частоты вращения исполнительного органа электропривода вентилятора и ее первой производной;

- устройство для управления увеличением температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения при ограничениях частоты вращения исполнительного органа электропривода вентилятора и ее первой производной.

Предлагаемое устройство качественно обеспечивает управление уменьшением (увеличением) температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения при ограничениях частоты вращения исполнительного органа электропривода вентилятора и ее первой производной.

Точность управления уменьшением (увеличением) температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения при ограничениях частоты вращения исполнительного органа электропривода вентилятора и ее первой производной, не зависит от задания на изменение температуры.

Разработано, реализовано и экспериментально исследовано устройство на базе программируемого контроллера для управления уменьшением (увеличением) температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения при ограничениях частоты вращения исполнительного органа электропривода вентилятора и ее первой производной.

Внедрение предлагаемого устройства для управления уменьшением (увеличением) температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения при ограничениях частоты вращения исполнительного органа электропривода вентилятора и ее первой производной позволит интенсифицировать технологический процесс изменения температуры продукта.

Устройство для управления изменением температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения при ограничениях частоты вращения исполнительного органа электропривода вентилятора и ее первой производной, содержащее первый задатчик, выход которого соединен с первым входом первого пропорционального блока, выход первого пропорционального блока соединен с входом первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, второй пропорциональный блок, выход которого соединен с входом второго блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход второго блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен со вторым входом первого блока алгебраического сумматора, третий пропорциональный блок, выход которого соединен с входом третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход первого блока алгебраического сумматора соединен с входом первого интегрального блока, четвертый пропорциональный блок, второй интегральный блок, отличающееся тем, что в устройство введены второй блок алгебраического сумматора, первый вход которого соединен с выходом первого интегрального блока, выход второго блока алгебраического сумматора соединен с входом четвертого пропорционального блока, выход четвертого пропорционального блока соединен с первым входом третьего блока алгебраического сумматора, выход третьего блока алгебраического сумматора соединен с входом второго интегрального блока, выход второго интегрального блока соединен с первым входом четвертого блока алгебраического сумматора, выход четвертого блока алгебраического сумматора соединен с первым входом пятого блока алгебраического сумматора и со вторым входом третьего блока алгебраического сумматора, выход пятого блока алгебраического сумматора соединен со вторым входом первого пропорционального блока, со вторым входом второго пропорционального блока и со вторым входом третьего пропорционального блока, выход первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с первым входом первого блока алгебраического сумматора, выход третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с третьим входом первого блока алгебраического сумматора, выход первого задатчика соединен с первым входом шестого блока алгебраического сумматора, второй задатчик, выход которого соединен с первым входом седьмого блока алгебраического сумматора, выход шестого блока алгебраического сумматора соединен с входом пятого пропорционального блока, выход седьмого блока алгебраического сумматора соединен со вторым входом четвертого блока алгебраического сумматора и с входом шестого пропорционального блока, выход пятого пропорционального блока соединен с входом седьмого пропорционального блока, выход шестого пропорционального блока соединен со вторым входом второго блока алгебраического сумматора и с входом восьмого пропорционального блока, выход седьмого пропорционального блока соединен с входом первого блока арифметических функций, выход восьмого пропорционального блока соединен с входом второго блока арифметических функций, выход первого блока арифметических функций соединен с входом девятого пропорционального блока, выход второго блока арифметических функций соединен с входом десятого пропорционального блока, выход девятого пропорционального блока соединен с входом одиннадцатого пропорционального блока, выход десятого пропорционального блока соединен с входом третьего блока арифметических функций и с входом двенадцатого пропорционального блока, выход одиннадцатого пропорционального блока соединен с входом первого блока, вычисляющего показательную функцию с основанием, равным е своего входного сигнала, выход двенадцатого пропорционального блока соединен с входом второго блока, вычисляющего показательную функцию с основанием, равным е своего входного сигнала, выход третьего блока арифметических функций соединен с первым входом тринадцатого пропорционального блока, выход второго блока, вычисляющего показательную функцию с основанием, равным е своего входного сигнала, соединен с входом четырнадцатого пропорционального блока и с входом пятнадцатого пропорционального блока, выход четырнадцатого пропорционального блока соединен со вторым входом тринадцатого пропорционального блока, выход тринадцатого пропорционального блока соединен с первым входом восьмого блока алгебраического сумматора, выход восьмого блока алгебраического сумматора соединен с первым входом третьего пропорционального блока, выход пятнадцатого пропорционального блока соединен с входом четвертого блока арифметических функций, выход четвертого блока арифметических функций соединен с входом блока функции возведения в степень, выход блока функции возведения в степень соединен с первым входом первого блока произведения, выход первого блока, вычисляющего показательную функцию с основанием, равным е своего входного сигнала, соединен с входом пятого блока арифметических функций, выход пятого блока арифметических функций соединен с вторым входом первого блока произведения, выход первого блока произведения соединен с первым входом второго блока произведения, выход четвертого блока арифметических функций соединен с вторым входом второго блока произведения, выход второго блока произведения соединен с входом шестнадцатого пропорционального блока, выход десятого пропорционального блока соединен с первым входом семнадцатого пропорционального блока, выход шестнадцатого пропорционального блока соединен с вторым входом семнадцатого пропорционального блока, выход второго задатчика соединен с вторым входом восьмого блока алгебраического сумматора и с первым входом девятого блока алгебраического сумматора, выход семнадцатого пропорционального блока соединен с вторым входом девятого блока алгебраического сумматора, выход девятого блока алгебраического сумматора соединен с первым входом второго пропорционального блока, третий задатчик, выход которого соединен с вторым входом пятого блока алгебраического сумматора, с вторым входом шестого блока алгебраического сумматора и с вторым входом седьмого блока алгебраического сумматора.