Система автоматического управления процессом многозонной тепловой обработки строительных изделий

 

Изобретение относится к автоматическому управлению процессами термообработки стройматериалов и позволяет повысить точность и надежность управления процессом тепловой обработки. По сигналу датчика 5 поступления очередного изделия в камеру тепловой обработки блок контроля

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1455190 А 1 (я) 4 F 26 В 25 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4183597/24-06 (22) 22.01.87 (46) 30.01.89. Бюл. № 4 (71) Белорусский научно-исследовательский и проектно-технологический институт организации и управления строительством (72) А. Д. Иванов, В. А. Гальбурт, С. Н. Баркетов, Е. Г. Мочальский и А. Д. Циер (53) 66.047.012.52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 586303, кл. F 26 В 25/22, 1976. (54) СИСТЕМА АВТОМАТ11ЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ МНОГОЗОННОЙ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ

СТРОИТЕЛЬНЪ|Х ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к автоматическому управлению процессами термообработки стройматериалов и позволяет повысить точность и надежность управления процессом тепловой обработки. По сигналу датчика 5 поступления очередного изделия в камеру тепловой обработки блок контроля

1455190

20

35, и управления микропроцессорного элемента (МЭ) 12 задает граничные значения т-ры теплоносителя (ТН) и влажности изделий для каждой зоны регулирования. Текущие значения т-ры ТН и влажности изделий, измеряемые соответственно датчиками 1 и 2, сравниваются в МЭ с заданными значениями для каждой зоны. По сигналу рассогласования МЭ вырабатывает управляющие сигналы на исполнительные механизмы (ИМ)

7 и 8 соответственно подачи сухого и влаж ного пара в камеру для каждой зоны. Диагностику работоспособности ИМ осуществляИзобретение относится к автоматическо му управлению процессами термообработки стройматериалов и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для управления процессом многозонной тепловой обработки и сушки изделий.

Цель изобретения — повышение точности и надежности управления процессом тепловой обработки.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемой системы автоматического управления; на фиг. 2 — функциональная схема микропроцессорного элемента; на, фиг. 3 — алгоритм управления.

Система автоматического управления

: (фиг. 1) содержит датчики 1 температуры

; теплоносителя и датчики 2 влажности изделий, установленные в каждой зоне, датчик 3 давления и датчик 4 расхода теплоносителя, установленные в коллекторе подвода теплоносителя, датчик 5 поступления изделий в камеру, устройство 6 управления, исполнительные механизмы 7 и 8, установленные на линии подвода теплоносителя в каждую зону, устройство 9 регистрации, при этом уст ройство 6 управления включает блок 10 аналогово-цифровых преобразователей, блок 11 ввода дискретных сигналов, микропроцессорный элемент 12, блок 13 вывода дискретных сигналов и блок 14 сопряжения, причем датчики 1 температуры теплоносителя, 2 влажности, датчики 3 давления и 4 расхода теплоносителя подключены посредством ком мутирую цей шины 15 к входу блока 10, а датчик 5 поступления изделий в камеру — к входу блока 11 посредством шины 16. Выходы блоков 10 и 11 через коммутирующую шину 1? подключены к входу микропроцессорного элемента 12, выходы которого через коммутирующую шину 18 соединены с входами блоков 13 и 14. Выходы блока 13 через коммутирующую шину 19 соединены с исполнительными механизмами 7 и 8, а выход блоет МЭ, который по величине текущего значения давления в коллекторе подачи ТН от датчика 3 определяет неисправность одного из открытых (закрытых) ИМ. Затем МЭ вырабатывает сигнал на поочередное закрытие (открытие) ИМ и определяет конкретный неисправный ИМ. Сведения о неисправности направляются на устройство 9 регистрации.

Одновременно блок контроля и управления осуществляет корректировку граничных условий т-ры ТН и влажности материала для двух зон регулирования, смежных с зоной, в которой обнаружен неисправный ИМ. 3 ил. ка 14 подключен через шину 20 к устройству 9 регистрации.

Микропроцессорный элемент 12 (фиг. 2) включает микропроцессор 21, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 22, блок 23 контроля и управления и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 24.

Датчик 1 температуры и 2 влажности служит для измерения температуры теплоносителя и влажности изделий соответственно в каждой зоне и выдачи информации на устройство 6 управления в аналоговой форме.

В качестве датчика 1 температуры может быть использован термометр сопряжения, а в качестве датчика 2 влажности — влагометр с аналоговым выходом. Датчик 3 давления теплоносителя в коллекторе теплоносителя, например пара, служит для измерения давления пара в коллекторе и формирования сигнала на устройство 6 управления в аналоговой форме. В качестве датчика 3 может быть использован манометр с токовым выходом. Датчик 4 расхода теплоносителя служит для измерения расхода пара в коллекторе подвода теплоносителя, в качестве датчика 4 может быть использован дифманометр электрический. Датчик 5 поступления изделий в камеру служит для формирования сигнала о входе изделия в зону обработки. Исполнительные механизмы 7 служат для управления подачей сухого пара в каждую зону камеры тепловой обработки. Исполнительные механизмы 8 служат для подачи влажного пара в каждую зону камеры тепловой обработки. Устройство 9 регистрации служит для регистрации отклонений от нормального протекания технологического процесса. Блок 10 аналого-цифровых преобразователей служит для преобразования аналоговой входной информации в цифровую форму и ввода ее в микропроцессорный элемент 12. Блок 11 ввода дискретных сигналов служит для ввода инфор1455190 мации от датчиков дискретных сигналов в микропроцессорный элемент 12. Блок 13 вывода дискретных сигналов служит для вывода управляющих сигналов на исполнительные механизмы 7 и 8. Блок 14 сопряжения служит для вывода сигналов с микропроцессорного элемента 12 на устройство 9 регистрации. Микропроцессор 21 служит для организации вычислительных и управляющих процедур согласно алгоритму управления. ОЗУ 22 служит для хранения текущей (оперативной) информации. Блок 23 контроля служит для организации обмена между ПЗУ 24, ОЗУ 22 и микропроцессором 21. ПЗУ 24 служит для хранения программы, реализующей алгоритм управления, и констант.

Система автоматического управления работает следующим образом.

При поступлении очередного изделия в камеру тепловой обработки срабатывает датчик 5 поступления в камеру изделия, сигнал от которого Х5 подается по шине 16 на вход блока 11 ввода дискретных сигналов устройства 6 управления и с выхода блока 11 ввода дискретных сигналов по шине 17 на микропроцессорный элемент 12. По этому сигналу блок 23 контроля и управления микропроцессорного элемента 12 выбирает из

ПЗУ 24 и записывает в ОЗУ 22 граничные значения температуры Т;„, Т,„и влажности

М;„и М,„для каждой точки контроля (зоны регулирования) .

Текущие значения температуры от датчика 1 температуры теплоносителя (Хl) и значения влажности от датчиков 2 влажности изделий (Х2) поступают по шине 15 на блок 10 аналогово-цифровых преобразователей, и далее по шине 17 в микропроцессорный элемент 12. В последнем осуществляют сравнение текущих значений температуры и влажности с граничными значениями этих параметров.

Если выполняются условия (Хl) )T„; (1) (Х2) )N,„, (2) то микропроцессорный элемент 12 выдает через блок 13 вывода дискретных сигналов управляющий сигнал по шине 19 на исполнительные механизмы 7 и 8 соответствующей зоны тепловой обработки, определяющий и х з акр ытие.

Если же выполняется условие (Хl ) Т;„; (3) (Х2) (М;„ (4) то микропроцессорный элемент 12 выдает через блок 13 вывода дискретных сигналов управляющий сигнал по шине 19 на исполнительные механизмы 7 и 8 этой зоны, определяющий их открытие. Точное соблюдение заданного режима тепловой обработки обес-. печивается только исправными исполнительными механизмами. При неисправности хотя бы одного из них для соблюдения режима

55 тепловой обработки и, следовательно, достижения требуемого качества изделий необходимо скорректировать заданные значения регулируемых параметров (температуры или влажности) в соседних с неисправным механизмом зонах камеры. Для этого осуществляют диагностику работоспособности исполнительных механизмов, которую проводят следующим образом.

Общий расход теплоносителя составляет:

Р=п. Р;. (5) где и — число открытых исполнительных механизмов из всего их количества N;

Р; — расход через один исполнительный механизм.

Расход теплоносителя через один исполнительный механизм Р; при постоянном сечении его выходного отверстия определяется величиной давления в коллекторе подачи теплоносителя, то есть

Р;=К. (ХЗ), (6) где К вЂ” коэффициент пропорциональности.

Текущее значение давления в коллекторе подачи теплоносителя (ХЗ) от датчика 3 давления поступает по шине 15 через блок 10 аналогово-цифровых преобразователей в микропроцессорный элемент 12, где по выражению (6) вычисляется значение Р;, а по выражению (5) — значение P.

Если выполняется условие (Х4) =Р, (7) то исполнительные механизмы считаются исправными, если же условие (7) не выполняется, то устройство 6 управления осуществ ляет проверку работоспособности исполнительных механизмов. Причем если выполняется условие (Х4) (Р, (8) то осуществляется проверка и открытых исполнительных механизмов, а если выпол няется условие (Х4) )Р, (9) то выполняется проверка N — и закрытых механизмов.

Если выполняется условие (8), то микропроцессорный элемент 12 вырабатывает управляющее воздействие на поочередное закрытие каждого из и открытых исполнительных механизмов. При этом текущее значение расхода теплоносителя (Х4) должно уменьшаться на величину ЛР согласно следующему выражению:

P — (Х4);=АР= Р;, (10) где (Х4); — текущее значение расхода при закрытом -м исполнительном механизме.

Если при закрытии очередного i-ro исполнительного механизма условие (10) не выполняется, данный исполнительный механизм считается неисправным, а сигнал об этом механизме через блок 14 сопряжения по шине 20 выводится на устройство 9 регистрации. Кроме того, по этому сигналу блок 23 контроля и управления микропро1455190

Формула изобретения

12 (gus. 2 це сорного элемента 12 выбирает из ПЗУ 24 и записывает в ОЗУ 22 новые граничные усЛовия по температурам ((Т; 1);„, (11 — 1) так) или по влажности ((М; ) щ,д, (Ь ; 1) „) для двух соседних с неисправным исполнительным механизмом зон регули ования (i+1, i — 1), компенсируя тем са ым отклонение от заданного режима.

Если выполняется условие (9), то микропр цессорный элемент 12 вырабатывает уп авляюшее воздействие на поочередное от рытие каждого из N — и закрытых исполни ельных механизмов. При этом текущее зн чение расхода (Х4) должно увеличиться на величину ЛР согласно следующему выражению: (Х4); — Р= Л P = Р;. (11)

Если при открытии очередного исполните ьного механизма условие (11) не выполи ется, то он считается неисправным и устр йство 6 управления срабатывает аналоги но описанному.

Алгоритм управления системы представле,н на фиг. 3.

Блок 1 анализирует поступление очередного изделия в камеру по показанию датчика 5 — (Х5). Блок 2 осуществляет занесение граничных значений температуры и в2 ажности (Т;„, Т,„и М;„, М„„„) из ПЗУ

24 в ОЗУ 22. Блок 3 осуществляет проверку у овий согласно выражениям (1) и (2) .

Б ок 4 осуществляет проверку условий сог асио выражениям (3) и (4). Блок 5 выраб тывает управляющие сигналы Y l на зак ытие исполнительных механизмов, а блок

6 сигналы Yl на открытие их. Блок 7 осущ. ствляет вычисление значений расхода теплоносителя P и Р; по выражениям (5) и (6) .

Блок 8 осуществляет проверку условий (7), а,блок 8 — условий (8). Блок 10 осуществляет проверку п открытых механизмов по выражению (10) . Блок 11 осуществляет

K(tððåêTèðoBêó граничных значений температ ры и влажности для двух соседних с неисп авным механизмом зон регулирования.

Блок 12 осуществляет регистрацию неисправности исполнительного механизма на устройстве 9 регистрации. Блок 13 осуществляет проверку условий (9). Блок 14 проверяет N — и закрытых механизмов по выражению (11). Блок 15 осуществляет корректировку граничных значений температуры и влажности для двух соседних с неисправным механизмом зон регулирования. Блок 16 осуществляет регистрацию неисправности механизма на устройстве 9 регистрации.

Система автоматического управления процессом многовонной тепловой обработки строительных изделий в туннельной камере с коллекторами подвода и отвода теплоносителя, содержащая датчик поступления изделий в камеру и установленное в каждой зоне датчики температуры теплоносителя, датчики влажности изделий и исполнительные механизмы на линии подвода теплоносителя в соответствующую зону, отличаюи1аяся тем, что, с целью повышения точности и надежности управления, система дополнительно содержит датчики давления и расхода теплоносителя, установленные в коллекторе подвода теплоносителя, устройство регистрации выхода из строя исполнительных механизмов и управляющее устройство, состоящее из микропроцессорного элемента, к входам которого подключены блок анало30 гово-цифровых преобразователей и блок ввода дискретных сигналов, а к его выходам — блок вывода дискретных сигналов и блок сопряжения, причем датчики температуры и влажности, а также датчики давления и расхода теплоносителя соединены

35 с блоком аналогово-цифровых преобразователей, а датчик поступления изделиЯ в камеру подключен к блоку ввода дискретных сигналов, при этом блок вывода дискретных сигналов подключен к всем исполнительным

40 механизмам, а блок сопряжения — к устройству регистрации выхода из строя исполнительных механизмов.

1455190

Составитель С. Полянский

Редактор М. Циткина Техред И. Верес Корректор Г. Региетннк

Заказ 7443)47 Тираж 592 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ L .С.СР ! !33035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугпская наб., д. 4 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. !!росктнан. 4