Устройство управления тепловой обработкой бетона

 

изобретение относится к строительному производству и предназначено для автоматического управления тепловой обработкой бетонных и железобетонных изделий. Цель изобретения - повышение надежности функционирования устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит функциональный преобразователь 1, блок 2 задания программ, блок 3 индикации , блок 4 аналогового вывода, блок 5 регистрации , блок 6 контроля входной информации , блок 7 задания режимов тепловой обработки, первый 8 и второй 9 блоки уставок и блок 10 управления исполнительными механизмами , что позволяет снизить расход теплоносителя и продолжительность тепловой обработки. 1 3. п. ф-лы, 9 ил. с € (Л со to СП го ел Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК гЛ Глу iОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3855195/24-24 (22) 18.02.85 (46) 23.05.87. Бюл. № 19 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт научного приборостроения Ленинградского научно-производственного объединения «Буревестник» и Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного строительства. (72) В. П. Абрамов, Л. Г. Аберман, В. И. Лачков, Ю. А. Ларионов, А. Р. Соловьянчик, В. Г. Бобылев и А. Г. Овчаренко (53) 621.503.55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 815624, кл. G 01 R 33/68, опублик. 19?2.

Авторское свидетельство СССР

¹ 318914, кл. G 05 В 19/02, опублик. 1968.

ÄÄSUÄÄ 1312525 А 1 (su 4 G 05 В 19/02, G 06 F 15/46 (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКОЙ БЕТОНА (57) Изобретение относится к строительному производству и предназначено для автоматического управления тепловой обработкой бетонных и железобетонных изделий.

Цель изобретения — повышение надежности функционирования устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит функциональный преобразователь

1, блок 2 задания программ, блок 3 индикации, блок 4 аналогового вывода, блок 5 регистрации, блок 6 контроля входной информации, блок 7 задания режимов тепловой обработки, первый 8 и второй 9 блоки уставок и блок 10 управления исполнительными механизмами, что позволяет снизить расход теплоносителя и продолжительность тепловой обработки. l з. и. ф-лы, 9 ил.

1312525

Изобретение относится к строительному производству и предназначено для автоматического управления тепловой обработкой бетонных и железобетонных изделий.

Цель изобретения — повышение надежности устройства за счет обеспечения температурного режима с учетом температуры и прочности бетона.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2 — 9 — схемы блоков устройства.

Устройство содержит функциональный преобразователь 1, блок 2 задания программ, блок 3 индикации, блок 4 аналогового вывода, блок 5 регистрации, блок 6 контроля входной информации, блок 7 задания режимов тепловой обработки, первый блок 8 уставок, второй блок 9 уставок, блок 10 управления исполнительными механизмами, вход 11 и выход 12.

Функциональный преобразователь (фиг. 2) содержит дешифратор 13, коммутатор !4, преобразователь 15 напряжения в частоту, выход 16 и входы 17 — 19.

Блок 2 задания программ (фиг. 3) содержит резистор 20, формирователь одиночного импульса 21, тактовый генератор 22, микропроцессор 23, стробируемый буфер 24, ПЗУ 25, входы 26 — 29 и выход 30.

Блок индикации 3 (фиг. 4) содержит дешифратор 31, группу регистров 32, цифровое табло 33, тактовый генератор 34, распределитель 35 импульсов, вход 36.

Блок 4 аналогового вывода (фиг. 5) содержит дешифратор 37, регистры 38 и 39, ЦАП 40 и 41, вход 42, выходы 43 и 44.

Блок 6 контроля входной информации (фиг. 6) содержит резистор 45 смещения, источник 46 питания и смешения, диод 47, транзисторы 48 — 51, элемент ИЛИ вЂ” НЕ 52, выход 53, вход 54.

Блок 7 задания режимов тепловой обработки (фиг. 7) содержит дешифратор 55, коммутатор 56, переключатель 57, вход 58, выход 59.

Второй блок 9 уставок (фиг. 8) содержит дешифратор 60, ОЗУ 61, вход 62, выход 63.

Блок 10 управления исполнительными механизмами (фиг. 9) содержит дешифратор

64, регистр 65, группу 66 резисторов, группу

67 транзисторов, группу 68 реле, вход 69, выход 12.

Устройство работает следующим образом.

Датчик температуры, представляющий собой термопреобразователь сопротивления, устанавливается в изделие, размещаемое в тепловой (пропарочной) камере, и соединяется четырехпроводной линией связи с функциональным преобразователем 1. Здесь осугцествляется преобразование сопротивления датчика, изменяющегося пропорционально температуре бетона, в частоту следования импульсов, которые поступают в блок 2 задания программ. В этом блоке происходит преобразование частоты поступающей на его вход импульсной последовательности в цифровой код, пропорциональный текущему значению температуры бетона. Блок 2, выполненный на базе микропроцессора, определяется с учетом фактической температуры текущее значение прочности согласно аналитической зависимости где R — текущее значение прочности бетона;

R потенциальный предел прочности бетона;

v — коэффициент, зависящий от состава бетона;

Тц — критическая температура бетона, при которой прекращается процесс гидратации цемента;

Т вЂ” текущее значение температуры бетона; п — показатель степени, зависящий от состава и вида цемента;

R — прочность бетона на момент нача25 ла термообработки; т — текущее время.

Блок 2 генерирует программу изменения температурного режима обработки бетона, состоящую из трех участков: подъема, изотермической выдержки и снижения температуры. Для участков подъема и снижения изменение температуры описывается выражением

20

Тп = Т + (— 1) + vg, i = 1,2, (2) З5 где Т вЂ” текущее значение задаваемой по программе температуры;

Ttll и Т,— температура бетона на момент начала участков подъема и снижения соответственно;

vt, vy — коэффициенты, зависящие от сос40 тава бетона и типа изделия;

m — показатель степени, зависящий от массивности изделий; т — текущее время.

В зависимости от требований технологи45 ческого процесса возможны следующие режимы работы устройства: «Стоп» или «Пуск»

«Ввод» или «Вывод», тестовый контроль, ручное или автоматическое управление технологическим процессом и ручной или автоматический пуск программы изменения тем50 пературы бетона. Выбор того или иного режима осуществляется с помощью блока 7 задания режимов тепловой обработки, сигнал с выхода которого поступает в блок 2.

В режиме автоматического пуска про55 граммы первый участок начинается при достижении заданного значения (К ) прочности бетона, а заканчивается при достижении заданного значения (Т|) температуры бетона.

12525

Т вЂ” Т„) $ С (3) T„„(T„!

3

Далее следует участок изотермической выдержки, который заканчивается при достижении заданного значения (R ) прочности бетона. Третий участок и программа заканчивается при достижении заданного значения (Т ) температуры бетона.

Задание значений коэффициентов и констант, входящих в формулы (1) и (2), и уставок, характеризующих узловые точки программы изменения температуры бетона, осуществляется с помощью первого блока 8 уставок, выходной сигнал с которого поступает в блок 2 и далее во второй блок 9 уставок.

Блок 2 периодически на каждом временном шаге выдает в блок.9 значение фактической температуры бетона Тп, принимает из блока 9 значение температуры бетона T. „ определенное на предыдущем временном шаге, и производит сравнение значений Т,, Т, и T„. При недостаточном для нормального хода технологического процесса количества теплоносителя, например при аварийном отключении подачи теплоносителя, блок 2 автоматически корректирует программу изменения температуры бетона. Условие необходимости корректировки программы описывается выражением

Корректировка программы осуществляется таким образом, что при соблюдении условия (3) для текущего временного шага, в качестве значения температуры, задаваемой по программе, принимается фактическое значение температуры бетона. При восстановлении подачи теплоносителя условие (3) не выполняется и блок 2 восстанавливает параметры программы до заданных значений, причем скорость нарастания температуры в режиме восстановлений не превышает максимальной скорости нарастания для первого участка программы.

Блок 2 на каждом временном шаге осуществляет сравнение фактической температуры бетона с задаваемой по программе температурой и в зависимости от их соотношения выдает соответствующий сигнал в блок

10 управления исполнительными механизмами. Блок 10 в соответствии с входным сигналом формирует двухпозиционные выходные сигналы для управления исполнительными механизмами подачи теплоносителя и охлаждения и сигнал аварийной защиты.

При обрыве связи с термопреобразователем блок 6 выдает сигнал запрета преобразования на вход преобразователя 1. При этом на выходе блока преобразования 1 устанавливается нулевое значение частоты импульсной последовательности, а блок 2 осущестляет вычисление прочности, принимая в ка5

1О !

55 честве текущего значения температуры бетона в формуле (1) значение температуры бетона на момент обрыва линии связи.

Блок 2 на каждом временном шаге выдает в блок 3 индикации и блок 4 аналогового вывода сигналы, пропорциональные текущим значениям температуры и прочности бетона. С выходов двухканального блока 4 вывода сигналы в виде напряжения постоянного тока подаются на входы блока 5 регистрации, в качестве которого используется самописец.

Термопреобразователь сопротивления

ТСМ соединяется с преобразователем посредством четырехпроводной линии связи (фиг. 2). Разность потенциалов Vq и V снимаемых с термопреобразователя, пропорциональна его сопротивлению и определяется температурой бетона и величиной тока смещения 1 см.

С помощью коммутатора К сигналы Vi и Vg с его входов передают в заданной последовательности на вход преобразователя напряжения в частоту ПНЧ. Последовательность передачи определяется сигналом разрешения RE, который формируется дешифратором ДС при соответствии входного адреса А заданному значению. При наличии логического сигнала высокого уровня на входе УПР на выходе И блока имеет место импульсная последовательность, частота которой пропорциональна напряжению Vi или

V>. При низком уровне сигнала на входе

УПР на выходе блока устанавливается логический сигнал низкого уровня.

В процессе работы микропроцессор непрерывно выбирает микрокоманды МК (инструкции), хранящиеся в ПЗУ, в соответствии с заданной последовательностью адресов микрокоманд АМК. Согласно этим инструкциям МП осуществляет необходимую логическую и арифметическую обработку информации, поступающей на информационный вход И блока, а результаты обработки пересы. пает на выход данных ВД блока.

Тактовый генератор ТГ осуществляет общую синхронизацию работы элементов микропроцессора. При включении устройства в блоке 2 осуществляется автоматическая установка начала последовательности выбираемых из ПЗУ микрокоманд. С момента подачи U-. напряжение на конденсаторе С начинает экспоненциально нарастать. При достижении заданного значения напряжения на входе формирователя ФИ он запускается и вырабатывает одиночный импульс длительностью не менее одного периода импульсов тактового генератора.

Стробируемый буфер Б осуществляет прямую трансляцию адреса микрокоманды

АМК на адресный вход ПЗУ при низком уровне стробирующего сигнала. При высоком уровне стробирующего сигнала буфер Б устанавливает на адресном входе ПЗУ низкий уровень сигнала АМК. Таким образом

1312525

5 при включении устройства осуществляется однозначный выбор из ПЗУ микрокоманды с нулевым адресом. С помощью адреса А, являющегося частью микрокоманды, программно-командный вычислительный блок идентифицирует блок, с которым в текущий момент времени осуществляется обмен информацией.

Работа блока 3 индикации (фиг. 4) происходит в двух режимах: загрузки и считывания. В первом режиме производится за5

55 пись кодов управления сегментами цифрового табло ЦТ в каждый из четырех регистров Рг. При этом коды управления сегментами поступают со входа ВД, а выбор конкретного регистра осуществляется с помощью дешифратора ДС в соответствии с входным адресом А.

Во втором режиме осуществляется вывод кодов управления сегментами поочередно из каждого регистра на цифровое табло.

Выходы регистров могут находиться в активном состоянии (логический нуль или единица) или в состоянии высокого импеданса (третье состояние) в зависимости от уровня логического сигнала разрешения на входе Е регистра.

Распределитель импульсов P под управлением тактового генератора Г формирует сигналы разрешения для управления регистрации и сигналы возбуждения разрядов цифрового табло.

Блок 4 аналогового вывода (фиг. 5) осуществляет преобразование входной информации, представленной в двоичном коде, в стандартный сигнал напряжения для вывода на регистрирующий прибор. Информация со входа ВД предварительно записывается в регистры Ргl и Рг2 и далее поступает на цифроаналоговые преобразователи

ЦАП1 и ЦАП2. Запись в регистры осуществляется с помощью сигналов разрешения

WAE1 или WAE2, формируемых дешифратором ДС в соответствии с входным адресом

А. На выводе блока формируются стандартные сигналы напряжения Vi и V, пропорциональные температуре и прочности бетона.

Блок б контроля формирует на выходе логический сигнал низкого уровня при обрыве любого провода 1 — 4 линии связи с термопреобразователем ТСМ (фиг. 6) . На транзисторах VT1, ЧТ2 и VTÇ, VT4 собраны двухполосные пороговые схемы, сопротивление постоянному току которых определяется напряжением V на их полюсах: при Ч)Ч. > сопротивление стремится к бесконечности и определяется паразитными токами утечки, а при Ч(Чпщ сопротивление равно сумме сопротивлений насьпцения транзисторов VTl и ЧТ2 (VTÇ и VT4). Пороговое напряжение VIiop равно сумме напряжений отсечки транзисторов VT1 и VT2 (ЧТЗ и VT4).

В рабочем состоянии напряжения на входах блока не превышают 1 В, что обеспечивается соответствующим выбором величины

Ч ц RcM. При этом диод VD1 заперт, пороговые схемы находятся в состоянии отсечки (высокого сопротивления), на входах логической схемы ИЛИ вЂ” НЕ 1 имеют место логические сигналы низкого уровня, а на выходе — сигнал высокого уровня. При обрыве провода 1 или 4 линии связи диод

VD1 оказывается прямосмещенным (при условии V .))Vï), на входе 1 элемента Дl появляется логический сигнал высокого уровня, а на выходе блока — сигнал низкого уровня. При обрыве провода 2 или 3 линии связи одна из пороговых схем переходит в состояние насыщения, обеспечивая высокий уровень логического сигнала на входе 2 или 3 элемента Дl и сигнала низкого уровня — на выходе блока.

С помощью набора переключателей П блока 7 задания режимов тепловой обработки (фиг. 7), расположенных на лицевой панели устройства, задают желаемый режим работы таким образом, что выбранному режиму ставится в соответствие определенная совокупность двоичных сигналов

P на выходе набора переключателей. Дешифратор ДС осуществляет расшифровку входного адреса А и в случае соответствия адреса заданному. значению формирует сигнал разрешения RE, При этом сигнал P передается на вход И блока с помощью коммутатора К.

Структура и функционирование блока задания уставок аналогичны описанным выше.

Второй блока 9 уставок (фиг. 8) служит для временного хранения совокупности данных, формируемых программно-командным вычислительным блоком 2 и характеризующих состояние технологического процесса в момент времени, предшествующий текущему моменту.

Информация со входа ВД записывается в ячейку оперативного запоминающего устройства ОЗУ, определяемую младшей частью входного адреса А. Старшая часть адреса

А расшифровывается с помощью дешифратора ДС, совокупность выходных сигналов которого задает режим работы ОЗУ: запись, считывание или хранение. В режиме считывания информация из ячейки ОЗУ, определяемой младшей частью адреса А, передается на выход И блока.

Блок 10 управления исполнительными механизмами осуществляет формирование гальванически развязанных сигналов управления дополнительными механизмами подачи теплоносителя, охлаждения и аварийной защиты (фиг. 9).

Информация со входа ВД блока фиксируется в регистре Рг по сигналу разрешения записи WAE, формируемому дешифратором ДС в соответствии с входным адресом А. Выходные сигналы регистра управляют транзисторными ключами VT2 — ЧТЗ, которые включат реле Rl — RÇ.

1312525

Формула изобретения

17

Фиг.2

1. Устройство управления тепловой обработкой бетона, содержащее функциональный преобразователь, блок задания программ, блок индикации, блок аналогового вывода, блок регистрации, подсоединенный первым и вторым входами соответственно к первому и второму выходам блока аналогового вывода, подключенного входом к входу блока индикации и к выходу блока задания программ, соединенного первым входом с выходом функционального преобразователя, подключенного первыми входами к информационным входам устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены блок задания режимов тепловой обработки, два блока уставок, блок управления исполнительными механизмами и блок контроля входной информации 1, подключенный входом к входу устройства, а выходом — к второму входу функционального преобразователя, соединенного третьим входом с выходом блока задания программ и входами первого блока уставок, блока задания режимов тепловой обработки, второго блока уставок и блока управления исполнительными механизмами, подключенного выходами к выходам устройства, выход второго блока уставок, блок задания режимов тепловой обработкой и первого блока уставок подключены к входу блока задания программ.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок контроля входной информации содержит диод, регистр смещения, четыре транзистора, источник питания, термопреобразователь и элемент И вЂ” НЕ, соединенный первым входом с анодом диода, первым выводом резистора смещения и соответствующим

10 информационным входом блока контроля входной информации, второй вход элемента

И вЂ” НЕ соединен с соответствующим входом блока контроля входной информации, со стоком первого и затвором второго тран 5 зисторов, третий вход элемента ИЛИ вЂ” НЕ подключен к стоку третьего и затвору четвертого транзисторов и к соответствующему входу блока давления, второй вывод резистора смещения подключен к выходу источника смещения, катод диода, затворы

2р первого и третьего транзисторов, стоки второго и четвертого транзисторов объединены и подключены к выходу источника питания, исток первого транзистора подключен к истоку второго транзистора, исток

25 третьего транзистора — к истоку четвертого транзистора, а выход элемента ИЛИ вЂ” НЕ подключен к выходу блока контроля входной информации.

13(2525

1312525

Фиг.7!

312525

Составитель Н. Горбунова

Редактор П. Гереши Техред И. Верее Корректор А. Обручар

Заказ 1842j45 Тираж 864 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4j5

Производственно-полиграфнчесKoc предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4