Система управления гелиостатом

 

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГЕЛИОСТАТОМ, содержащая азимутальный и зенитальный приводы, соединеииые электрическими цепями с датчиками и задатчиками угловых положений гелиостата и выходами силовых цепей логического блока переключений, выполненного на основе релейных элементов и имеющего цепи управления , а также точный и поисковый датчики слежения, расположенные в отраженном гелиостатом потоке излучения и электрически соединенные с логическим блоком переключений, причем точный датчик подключен ко входам силовых цепей, а поисковый - дополнительным выходом подключен к цепи управления логическим блоком переключения для перевода управления гелиостатом с режима грубого слежения на режим точного слежения, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей системы и упрощения конструкции поискового датчика. система снабжена электрически соединенным с приводами с.образованием электрических цепей блоком коммутации режимов работы, имеющим задатчик режима, программным блоком разориентацин, подключенным к дополнительным входам блока коммутации режимов работы, и электрически соединенными остальными входами силовых цепей логического блока переключений противофазными источниками опорных сигналов управления зенитальным приводом и источником опорного сигнала управления восточной ориентацией азимутального привода, а поисковый датчик выполнен одноосным с каналом зенитального слежения, имеющим центральную н периферийные зоны, причем светочувствительный элемент центральной зоны электрически соединен с дополнитель (/) ным выходом, а светочувствительные элементы периферийных зон - с цепями управления логическим блоком переключений с возможностью подсоединения источника опорного сигнала управления азимутальным с приводом при отсутствии сигнала со светочувствительных элементов и подсоединения соответствующего противофазного источника опорного сигнала управления зенитальным приводом при сигнале с одного из светочувствительных элементов, а угол зрения СО поискового датчика в азимуте и угол захвата в центральной зоне выбраны меньше углов захвата двухосного точного датчика.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,.SUÄÄ 1147901 нар F 24 J 2/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный кОмитет сссР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3568568/24-06 (22) 28.03.83 (46) 30.03.85. Бюл. № 12 (72). Л. В. Соколов, В. П. Николаев, Ю. И. Семушкин, Л. В. Семенцов, Н. Г. Новоселова и Б. И. Кедров (,53) 662.997 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 1028965, кл. F 24 J 3/02, 1981. (54) (57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

ГЕЛИОСТАТОМ, содержащая азимутальный и зенитальный приводы, соединенные электрическими цепями с датчиками и задатчиками угловых положений гелиостата и выходами силовых цепей логического блока переключений, выполненного на основе релейных элементов и имеющего цепи уп. равления, а также точный и поисковый датчики слежения, расположенные в отраженном гелиостатом потоке излучения и электрически соединенные с логическим блоком переключений, причем точный датчик подключен ко входам силовых цепей, а поисковый — дополнительным выходом подключен к цепи управления логическим блоком переключения для перевода управления тел иостатом с режима грубого слежения на режим точного слежения, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей системы и упрощения конструкции поискового датчика, система снабжена электрически соединенным с приводами с образованием электрических цепей блоком коммутации режимов работы, имеющим задатчик режима, программным блоком разориентации, подключенным к дополнительным входам блока коммутации режимов работы, и электрически соединенными остальными входами силовых цепей логического блока переключений противофазными источниками опорных сигналов управления зенитальным приводом и источником опорного сигнала управления восточной ориентацией азимутального привода, а поисковый датчик выполнен одноосным с каналом зенитального слежения, имеющим центральную и периферийные зоны, причем светочувствительный элемент центральной а зоны электрически соединен с дополнитель- Е ным выходом, а светочувствительные элементы периферийных зон — с цепями управления логическим блоком переключений с возможностью подсоединения источника опорного сигнала управления азимутальным приводом при отсутствии сигнала со светочувствительных элементов и подсоединения соответствующего противофазного источника > опорного сигнала управления зенитальным р приводом при сигнале с одного из светочувствительных элементов, а угол зрения поискового датчика в азимуте и угол захва- Сф та в центральной зоне выбраны меньше, углов захвата двухосного точного датчика..1 147901

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к системам управления гелиостатами.

Известна система управления гелиостатами, содержащая азимутальный и зенитальный приводы, соединенные электрическими цепями с датчиками и задатчиками угловых положений гелиостата и выходами силовых цепей логического блока переключений, выполненного на основе релейных элементов и имеющего цепи управления, а также точный и поисковый датчики слежения, расположенные в отраженном гелиостатом потоке излучения и электрически соединенные с логическим блоком переключений, причем точный датчик поДключен к входам силовых цепей, а поисковый — дополнительным выходом подключен к цепи управления последним для перевода управления гелиостатом с режима грубого слежения на режи м точ ного слежения.

Эта система управления предназначена для автоматического слежения гелиостатом за положением Солнца и имеет в своем составе двухосный поисковый датчик слежен ия, управляющий аз имутал ьным и зенитальным приводами (1).

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей системы и упрощения конструкции поискового датчика.

Поставленная цель достигается тем, что система управления гелиостатом, содержащая азимутальный и зенитальный приводы, соединенные электрическими цепями с датчиками и задатчиками угловых положений гелиостата и выходами силовых цепей логического блока переключений, выполненного на основе релейных элементов и имеющего цепи управления, а также точный и поисковый датчики слежения, расположенные в отраженном гелиостатном потоке излучения и электрически соединенные с логическим блоком переключений, причем точный датчик подключен к входам силовых цепей, а поисковый — дополнительным выходом подключен к цепи управления логическим блоком переключения для перевода управления гелиостатом с режима грубого слежения на режим точного слежения, снабжена электрически соединенным с приводом с образованием электрических цепей блоком коммутации режимов работы, имеющим задатчик режима, программным блоком разориентации, подключенным к дополнительным входам блока коммутации режимов работы, и электрически соединенными с остальными входами силовых цепей логического блока переключений противофазными источниками опорных сигналов управления зенитальным приводом и источником опорного сигнала управления восточной ориентацией азимутального привода, а поисковыЙ датчик выполнен одноосным с каналом зенитального слежения, имеющим центральную и периферийные зоны, причем светочувствительный элемент центральной

55 зоны электрически соединен с дополнительным выходом, а светочувствительные элементы периферийных зон — с цепями управления логическим блоком переключений и возможностью подсоединения источника опорного сигнала управления азимутальным приводом при отсутствии сигнала со светочувствительных элементов и для подсоединения соответствующего противофазного источника опорного сигнала управления зенитальным приводом при сигнале с одного из светочувствительных элементов, а угол зрения поискового датчика в азимуте и угол захвата в центральной зоне выбраны меньше углов захвата двухосного точного датчика.

На фиг. показана функциональная схема системы управления гелиостатом; на фиг. 2 — угол зрения поискового датчика в азимуте и углы захвата в периферийных и центральных зонах канала зенитального слежения; на фиг. 3 функциональная схема поискового датчика системы; на фиг. 4 — функциональная схема блока коммутации режимов работы системы; на фиг. 5 — расположение точного и поискового датчика системы в отраженном гелиостатом потоке излучения.

Система управления гелиостатом 1 (фиг. 1) содержит азимутальный и зенитальный приводы 2 и 3 соответственно, соединенные электрическими цепями 4 с датчиками 5, 6 и задатчиками 7 и 8 угловых положений гелиостата 1 и выходами

9, 10 силовых цепей логического блока

11 переключений, выполненного на основе релейных элементов 12, 13, 14 и имеющего цепи управления, а также точныЙ и поисковый датчики 15 и 16 слежения, расположенные в отраженном гелиостатом 1 потоке излучения и электрически соединенные с логическим блоком 11 переключений, причем точный датчик 15 подключен к входам 17, 18 силовых цепей, а поисковый датчик 16 дополнительным выходом 19 подключен к цепи управления последним для перевода управления гел иостатом 1 с реж и ма грубого слежения на режим точного слежения.

Система управления снабжена электрически соединенным с приводами 2, 3 с образованием электрических цепей 4 блоком

20 коммутации режимов работы, имеющим задатчик режима 21, программным блоком

22 разориентации, подключенным к дополнительным входам 23, 24 блока 2О коммутации режимов, и электрически соединенными с остальными входами 25, 26 силовых цепей логического блока 11 переключений противофазными источниками 27, 28 опорных сигналов управления зенитальным приводом 3 и источником 29 опорного сигнала управления восточной ориентацией азимутального привода 2, а поисковый датчик 16 выполнен одноосным с каналами

1 147901 зенитального слежения, имеющим центральную зону 30 (фиг. 2) и периферийные зоны 31 и 32, причем светочувствительный элемент 33 (фиг. 3) центральной зоны

ЗО (фиг. 2) электрически соединен с дополнительным выходом 19 (фиг. 3), а светочувствительные элементы 34 и 35 периферийных 31 и 32 (фиг. 2) — с цепями управления логическим блоком 11 (фиг. 1) переключений с возможностью подсоединения источника 29 опорного сигнала управления азимутальным приводом 2 при отсутствии сигнала со светочувствительных элементов 34, 35 (фиг. 3) и подсоединения соответствующего противофазного источника 28 или 27 (фиг. 1) опорного сигнала управления зенитальным приводом 3 при сигнале с одного из светочувствительных элементов 34 или 35 (фиг. 3), а угол зрения поискового датчика 16 (фиг. 1 и 2) в азимуте и угол захвата в центральной зоне 30 выбраны меньше углов захвата двухосного точного датчика 15 (фиг. 1).

Поисковый датчик 16 (фиг. ЗК) имеет оптический блок 36 и усилители 37 — 39.

Его выходы 40 и 41 подключены к цепям управления логическим блоком 1! (фиг. 1) переключений. Угол зрения поискового датчика 16 в азимуте составляет +2 (фиг. 2), а угол захвата в канале зенитального слежения составляет -1-35, причем в центральной зоне 30 этот угол составляет 2 . При освещении элементов

ЗЗ вЂ” 35 на выходах 19, 40 и 41 появляется сигнал постоянного уровня равный

7,5 В.

Цепи управления логическим блоком

11 (фиг. 1) переключений включают пороговые устройства 42 — 44, инвертор 45 и источник 46 напряжения. Релейный элемент 12 имеет контакты 47 и 48, релейный элемент 13 — контакты 49 и 50, а релейный элемент 14 — контакт 51 и контактные группы 52 и 53.

Источник 29 опорно ro си гнала и меет делитель 54 напряжения, а источники 27 и

28 — делитель 55 напряжения и резисторы 56, 57.

Блок 20 (фиг. 1 и 4) коммутации режимов работы имеет входы 58 — 61 командных сигналов «Отбой режимов», «Автоматическое сопровождение», «Автоматическое сопровождение с регулированием температуры» и «Полуавтоматическое управление операторомь соответственно. Блок 20 включает релейный элемент 62 с контактными группами 63 и 64, релейный элемент 65 с контактными группами 66 и 67, релейный элемент 68 с контактными группами

69 и 70, фазочувствительные выпрямители

71 и 72, источник 73 переменного напряжени я и р аздел ител ьн ый диод 74. Ко входам 75 и 76 блока 20 подключены датчики 5 и 6 соответственно. Точный датчик 15 (фиг. 1) имеет оптический блок, 5

55 светочувствительные элементы, расположенные по азимутальной и зенитальной осям, и усилители (не показаны), подключенные к входам 17 и 18 силовых цепей блока

11 переключений. Датчик 15 имеет линейную характеристику в каждом канале слежения в пределах +-25 угловых минут и при выходе за эти пределы формирует на входах 17, 18 управляющий сигнал постоянного уровня, равный 1-7,5 В.

Датчики 15 и 16 (фиг. 5) установлены перед центральной фацетой термостата 1 на неподвижной штанге 77 оптически соосно.

Приводы 2 и 3 выполнены одинаково и включают сумматор 78, усилитель 79, двигатель 80 и редуктор 81.

Система управления гелиостатом работает следующим образом.

Система может работать в трех режимах, которые задаются от внешнего источника командных сигналов, а именно задатчика режима 21; автоматическое сопровождение (АС), когда гелиостат 1 автоматически перемещается вместе с движением Сол нца, сохраняя неизменным направление отраженного потока солнечной энергии вдоль оптической оси точного датчика 15; автоматическое сопровождение с регулированием температуры (АСРТ), когда направление отраженного потока солнечной энергии может отклоняться на некоторый угол, который находится в пределах линейной зоны точного датчика 15; полуавтоматическое управление (ПА), когда положение гелиостата 1 задается оператором с помощью задатчиков углового положения 7 по азимуту и 8 по углу места (зенитальное положение), В исходном положении перед началом работы гел носта т 1 на ходится у восточного упора, т. е. нормаль в плоскости зеркала гелиостата 1 ориентирована на восток.

Рассмотрим работу системы в режиме

АС с исходного положения. При этом от задатчика режима 21 (фиг. 1) по входу

59 поступает напряжение на релейный элемент 62 (фиг. 4) блока 20 коммутации режимов работы и замыкаются его контакты 63 и 64, обеспечивая прохождение сигналов по входам 9 и 10 от логического блока 11 (фиг. 1) переключений датчиков 15 и 16 на входы приводов

2 и 3. После подачи питания на систему от источника 46, находящегося в логическом блоке 11 переключений, запитываются поро говое устройство 44, инвертор 45 и релейный элемент 14. При отсутствии сигнал а по дополнительному выходу 19 срабатывает релейный элемент 14, при этом: замыкается контакт 51, подавая питание на пороговые устройства 42 и 43 и релейные элементы

12 и 13; перебрасывается контакт 52, подключая выход делителя 54 напряжения к выходу 9 силовых цепей блока 11

ПЕГ) "-,(ЛК)ДЕН И)) Г(Е-():= - „:.,:!) ° подклlочяя череа реае.:: Орь(G() . ): .;(. хОды д л нт лч 56 ()а)(ря)ке: l: я !(ь -Г Ог . ()f qпОвь) (пеней блока (;- яр гл,;;«::. ассъ(отpfif" (л,)чан, KGi ))а в пс f G,, - !., i:,: полОжении GTpB)KñHIIH)É луч Ht попа, !Яет а поле зрения поискового дат!Ика !6. сгд.-. в а(ходах 40, 4, и 1 5 G-HH(l а .:

ОГО"„ ()-В / !)евай;;(!C = КЕМЕ.-) i Ы ; r fi не сря атыва(ОГ и к (контякть! находятся в HcxÎ)()-:с,ч с(:стояннн

OЛ0:(Я Пвj i(iii ". .H11Я ДЯТЧ ."-(1(0

ГIОЯВИТСЯ СИГ(IЯЛ О ДЕ. )И ГЕЛ!!

Л

XKCFi H! H,. ((Оскол Ь((;: )(С i-. ГB КТЫ - !!

ЯОмкну!ы. (!рк эт м 1)а вь(ходе 1 сн

Î CJ ТСТВУел, Г(ОСКСЛЬ((), КОНТаxTL .; .(, (-iCf;BJi C Bb(X0pf;B =" ворса, 3.: —.С:; !

jCРЕК ГПОЧЕН ((Я ПОС l" !BC) На !ЗХОЛ .". )л . а

И 1 B:Hi(BC(Ñ . ЕГО ь ао = ыЕ (.((Е .. .!! . д:) л ч не ffñljB jfcT в;;, (е эрен(-..(1!,.;схс

1,Г дат - .Нка 6. появл. !ется с ГHаBл.;,GToð!-.f.". Bp::-3 .:,.»;. -... Г

МСНТ (, - 0 li Р)i Б:,(): l(аf! В(К г."(1(алс; ".3 ".Г захвата дат-".

Е ! ;ОГДЯ Г)о((,))(ЯЕТС:; C((!Нал HB BI: !;.

GH = :)аа "ск "ит(ль,() ПОяв !яе С» ((атч яка i 0, .I(гохсд)1" .(с! Яа на Релеинь)я э!)емент - - ; -,, " ; (-, чеГО раза!. !.,Зется сГО KQ = - "l ... (!".;-. с релеин(,;х эдеме- 1! г переб!)Ясыйа(отся в :сходное:,Oë;. Хе(:; .

Кон (ЯК Гы . «1 К Д )!ОД),Л ГОП:)*, ) "8 си)10(:.Н)х ficnеi для сн(" а ,(ереключеп ..;!. иa )(сH! г -:- НO i - JО В

1(оисково О датчкка . О ifÄ"- ()Дн —.VB =-. (- Ь 5 ПОЛ Е "- i Е--) --,,КЯ ТО -. -l:i-, ;-, 1

Ггоэ! 0);)у (-(а зходь. с .,мма) Оviiь

Г

1 — (.,—;л - (а . " :-: -;-:(Cf НЯПРЯВЛЕНИЯ

: -:(Г()((ГО СО,:.I, HHO:.G ПОтОКВ ВДОЛЬ ОПтнГ(„...: е!..-.::.-..Да в Ген(им АОРТ

Гi на -;::o!. 5ц Оло((а 2(! ко((м1/танин, (.,:"! уг(,(ен))н . о Горой релейные элементы

l) 68 (()!NI 4; пер брасывают свои . : x(l;!;G:= состояние (,кяк это ,в(!с

ЬХ Q.! ;. .) O.B 0 ((й:. (! ПG CT" Па ЕТ

) (;-.!, : . С1, .,.-,Д „ТОЛ:(Ь))! ДИОД (:-, l . !) -.. l) -(, - .ЯЮ " А ИХ и У(, под (л(очая .,:. В . .:: .: )(; ):а,:.а ! ((е()еiui)очений пол)-,:.тсльн ;-:B входы 23

- I i! р:;:. i .,)аB:.(!.. НОГО блока z2 раЗ(:;) :; . I ) -;-YGT O.!IOK 22 ! (-,:;:;:-; е;-, пера=-,:Н"..,(ОГКЧЕСКОГС ПРО((ЕССЗ, .а. с "я...(с(аеннем т-::.!п-, атуры во ,:-..—. -: —,=: =;.— T снг(:алы (оc Toaif Horo ,3 В ед .: =, — 1- /,5 IH .

1 ;с::ol::. ".—.н сигналов на выходы J и

1 а;-. .".;.:::,; (;.;- ; (b рассмотрено !! . :,,(.l. : l-. Збо) f=! систсмы в ре: а: Од .:ух!мBTGpoi) .-: "-. Д(аза((ногс выше

1 =".Г 10:. ".РУЯ. В ЭTOM ! а Г(епемеЕ . Я",,ИМ

Л C ..",: ЭНЕРГИИ

"! ): ),i (ГЛОМ К ,.:,: "!ЯКАЯ 5., прИЧЕМ, д=, Онре, ляться

, ; Г, ": - .(Ц ".Х H 8 ВХОДЫ

i ): ) B (<.:.ЛЯ ffB ВХОД ! .": Яа Яв РЕ)!(H!!iOB ПОи=": fiAO!! ) ПРИ ПО:.,: (.;:с!) = б;:а(:ь Баю свои KÎH" О т".":"я . е (1(ак пОкязявход 6! блока

=О. = --:-: (.:0 котооои срак. г

--,; е ье-:;: 60 и пере. :):: .(-:; Я(от: а ГГ(:: ";:-: Якть(66 и 67, под"6 бл ока 20 к ,;.я! и-(елям 71 и 72.

, ъ;(г. I ) и Осту. а; : . no а;-.:-:; м)гг(и

)а "..:-.":.:!. . Ьходы датчиков !,;:- =.!-,-:;Ода мн ссответH (" ;ЛГЛОВОГО

";..=." -.:Ã0)KÅ".f ÍÛX о;ат:-::-(nолнcны, 1147901 например, на сельсинах или вращающихся трансформаторах. В этом случае при

Повороте ротора задатчика 7 или 8 на выходе появляется сигнал переменного тока, поступающий на вход фазочувствительного выпрямителя 71 и 72, который п реобразует его в сигнал постоянного тока.

Этот сигнал поступает на вход сумматора соответствующего привода 2 или 3 гелиостата 1. Гелиостат 1 будет поворачиваться до тех пор, пока угол соответствующего датчика 5 или 6 не станет равным углу задатчика 7 или 8, при этом сигнал с выхода датчика 5 или 6 углового положения гелиостата 1 становится равным нулю.

Таким образом, введение в систему управления гелиостата 1 блока 20 коммутации режимов работы с задатчиком 2! режима и программного блока 22 разориентации обеспечивают расширение функциональных возможностей системы, что,в свою очередь, позволяет регулировать количество солнечной энергии, поступающей к приемнику излучения.

Это дает возможность вести технологические процессы плавки различных металлов и сплавов, где требуется изменять температуру по определенному закону в зависимости от состава материалов, а также проводить испытания различных материалов на воздействие теплового и светового излучения.

Кроме того, в системе управления упрощена конструкция поискового датчика 16 и изменена логика его работы, обеспечивающая использование принципа одноос.ного слежения, делящегося по углам захвата на центральную и периферийные зоны ! 30 — 32, что снижает стоимость системы управления.

В пределах линейной зоны точного датчика 15 возможно осуществление слежения за положением Солнца с программируемой разориентацией, что позволяет ни20 вилировать характеристики приемников излучени я.

114790!

1147901

1147901 фцо К

Составитель П. Шендерович

Редактор А. Долинич Техред И. Верес Корректор В. Синицкая

Заказ l 557/33 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4