Устройство для управления процессом термовлажностной обработки железобетонных изделий

 

Изобретение относится к управлению процессом тепловой обработки железобетонных изделий и позволяет повысить точность управления. Устройство содержит измеритель 2 температуры, регулятор 3 температуры, блок 4 программного задания температуры, исполнительный элемент 5 регулирующего органа подачи теплоносителя, блок 6 вычисления текущего значения градусо-часов, блок 7 программного задания градусо-часов, блок 8 вычитания, блоки 9 и 10 умножения, блоки 11 и 12 суммирования, блоки 13 и 14 задания чувствительности параметров программы изменения температуры от изменения градусо-часов, блок 15 задания исходных номинальных значений длительности программы, блок 16 задания исходных номинальных значений температуры изотермии. 1 ил.

В

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) 01>

3986 А1 (я}5 В 28 В 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4462747/23-33 (22) 06.06.88 (46) 15.05.90. Бюл. М 18 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизации предприятий промышленности строительных материалов (72) М.В. Александров, В.А. Волков, 10.В. Панич, IO.П. Савицкий, Н.И. Сосненко, М.С. Кибрик и С.В. Тихомиров (53) 66.041.9(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1196274, кл. В 28 В 11/00, 1984.

Нечаев Г.И. и др. Автоматизация технологических процессов на предприятиях стройиндустрии. - Киев, Высшая школа, 1975, с. 181. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ТЕРМОВЛАЖНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ЖЕ-, ЛЕЗОБЕТОННЫХ .ИЗДЕЛИЙ

2 (57) Изобретение относится к управлению процессом тепловой обработки железобетонных изделий и позволяет повысить точность управления. Устройство содержит измеритель 2 температуры, регулятор 3 температуры, блок 4 программного задания температуры, исполнительный элемент 5 регулирующего органа подачи теплоносителя, блок 6 вычисления текущего значения градусочасов, блок 7 программного задания градусо-часов, блок 8 вычитания, бло- ки 9 и 10 умножения, блоки 11 и 12 суммирования, блоки 13 и 14 задания чувствительности параметров программы изменения температуры от изменения градусо-часов, блок 15 задания исходных номинальных значений длительности программы, блок 16 задания исходных номинальных значений температуры изотермии. 1 ил.

1563986

Изобретение отноСится к управлению процессом тепловой обработки железобетонных изделий с целью улучшения его прочностных характеристик, которое может найти широкое применение

5 в строительной индустрии.

Целью изобретения является повышение точности управления.

На чертеже представлена блок-схема устройства для управления процессом термовлажностной обработки железобетонных изделий в камерах периоди,,ческого действия.

Устройство для автоматического управления процессом термовлажност,ной обработки железобетонных изделий

|в камере 1 периодического действия содержит измеритель 2 (ИП) темпера, òóðû, регулятор 3 температуры, блок ,4 программного задания температуры, исполнительный элемент 5 регулирующего органа подачи теплоносителя, блок 6 вычисления текущего значения градусо-часов, блок 7 программного задания градусо-часов, блок 8 вычитания, первый и второй блоки 9 и 10 умно@ения, первый и второй блоки 11 и

12 суммирования, первый и второй блоки 13 и 14 задания чувствительности параметров программы изменения температуры от изменения градусо-часов, " блок 15 задания исходных номинальных значений длительности программы, блок 16 задания исходных номинальных значений температуры изотермии.

Сущность данного предложения состо,ит в следующем.

Управление процессом тепловлажностной обработки (ТВО) по жес †к программе изменения температуры в камере с остановом программы в случае низкого значения давления пара и продолжением программы с момента восстановления заданного значения давления па- 4g ра, т.е. в условиях значительных возмущений со стороны подачи пара, имеет существенный недостаток - низкое качество регулирования, заключающееся в значительном превышении заданной длительности процесса, отсутствии стабильного качества изделий и перерасходе теплоносителя. Существо этого недостатка объясняется следующим. В период аварийного снижения или даже прекращения подачи пара температура в камере снижается. Однако камера закрыта и ее тепловая инерция приводит к медленному изменению температуры, изделие, находящееся в камере, получает при этом значительную величину теплового воздействия (градусочасов). Общее заданное тепловое воздействие (градусо-часы), необходимое для достижения заданного качества изделия в результате ТВО, как известно, определяется площадью под графиком (программой) ТВО, если он изображен в координатах "время-температура".

Если, например, после восстановления подачи пара программу.ТВО не изменить так, чтобы уменьшить площадь под ней на величину, равную градусочасам, полученным изделием в отсутствии подачи пара, то наблюдается перерасход пара и увеличение длительности процесса ТВО, т.е. снижение производительности.

Необходимость изменения температурной программы справедлива и для случая возрастания подачи пара, если устройство регулирования не справляется при этом с изменением темпера-". туры.

Таким образом, с целью повышения качества готовых изделий, производительности камер при.одновременном снижении расхода пара необходимо корректировать температурную программу

ТВО по интегральному показателю, характеризующему ТВО изделий, а именно: определять (вычислять) текущее значение градусо-часов, получаемых изделием.

Показатель градусо-часы, отражающий косвенным образом уровень теплового воздействия, является интегральным и характеризует как температуру, так и длительность сохранения определенного значения температуры. Значение градусо-часов определяется с использованием зависимости вида: л.

L, св -) табл, О где GR - градусо-часы;

Т - значение температуры; значение длительности процесса ТВ0.

Интегральность показателя градуса-часы состоит в том, что он косвенным образом характеризует и прочность изделий.

Учитывая тот фактор, что в период возрастания температуры процесса ТВО

{в соответствии с его программой) осуществляется формирование структуры

5 1563986 ко ективы тем- ; л) изделий, необходимо рр пературной программы осуществлять в период изотермической выдержки, когда изменения температуры не окажут от5 рицательного влияния на структуру изделия.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал, пропорциональный величине температуры в камере 1, поступает с измерителя 2 температуры на первый вход регулятора 3 температуры, который вырабатывает сигнал, пропорциональный величине отклонения текущего значения температуры в камере от заданного значения, сигнал с которого поступает на второй вход регулятора

3 с блока 6 вычисления теущего значения градусо-часов. Сигнал об от- 20 клонении текущего значения температуры от заданного с регулятора 3 температуры подается на вход исполнительного элемента 5 регулирующего органа подачей теплоносителя (пара) 25 в камеру.

Кроме того, сигнал с выхода измерителя 2 температуры поступает на вход блока 6, который на своем выходе формирует текущее значение величины градусо-часов, полученной издслиями в камере. Сигнал с вь::хода блок

6 поступает на первый вход блока 8 вычитания. На второй вход блока 8 вычитания подается сигнал с блока /

;программного задания градусо-часов, " Регулятор градусо-часов, состоящий из блоков 8-16 осуществляет преобразование сигналов величины градусо-часов, заданных номинальных зна- 40 чений температуры изотермии и длительности программы в соответствии со следующим выражением ,Т (г) = Т„. + Л„(С"() — G())

g+ (".) = 8 - Л (G (ä) — 0(д) ), где Т„() - текущее откорректирован3F ное значение задания длительности программы;

Т заданное исходное номиk ном нальное значение длительности программы;

Я,, Л < - коэффи циенты чувст вител ьности параметров про граммы к изменению гра55 дусо-часов;

G (i) — заданное значение градусо-часов; — текущее значение градусо-часов;

g + (Г)- текущее откорректированuS ное значение задания температуры изотермии;

0 - заданное исходное номи 1НОМ нальное значение температуры изотермии.

Сигнал, пропорциональный указанной величине Т"„(Я), вырабатывается на выходе первого Ьлока 11 суммирования.

На выходе второго блока 12 суммирования формируется сигнал, пропорциональный величине 8 (c).

Осуществляются указанные преобразования следующим образом.

Сигналы, пропорциональные заданному и текущему значениям градусочасов, поступают с первого и второго входов регулятора градусо-часов на вход блока 8 вычитания. С выхода бло" ка 8 сигнал, пропорциональный полученной разности, параллельно подается на первый вход первого блока 9 умножения и первый вход второго блока 10 умножения. На второй вход бло" ка 9 умножения поступает сигнал, пропорциональный чувствительности длительности программы изменения температуры к изменению градусо-часов.

С выхода Ьлока 9 умножения сигнал, пропорциональный произведению коэффициента Л, и указанной разности текущего и заданного значений градусочасов, подается на первый вход первого блока 11 суммирования, на второй ьход которого поступает сигнал, пропорциональный заданному исходному значению длительности Т к,„, программы.

В результате на выходе блока 11 суммирования формируется сигнал, пропорциональный сумме заданного исходного значения длительности программы и разности текущего и заданного значений градусо-часов, умноженной на коэффициент Л, . Указанный сигнал с выхода блока 11, представляющий величину оперативной коррекции длительности, поступает на вход задания длительности программы блока 4 программного задания температуры.

На второй вход блока 10 умножения подается сигнал, пропорциональный чувствительности температуры изотермии к изменению градусо-часов, с выхода блока 10 сигнал, пропорциональный произведению указанного коэффициента и разности текущего и заданного зна1563986 чений градусо-часов, поступает на- первь и вход блока 12 суммирования, на второй вход которого подается сигнал, пропорциональный заданному исходному значению g.„ „ òåìïåðàòóðû изотермии, нв выходе блока 12 суммирования формируется сигнал, пропорциональный сумме указанных сигналов, подаваемых на е о вход. Сигнал с выхода блока 12, представляющий величину необходимой кЬррекции температуры изотермии, пос гупает на вход блока 16.

В случае превышения текущим значением градусо-часов его заданной вели- 1 ч ны сигнал с выхода первого блока

1I1 суммирования, подаваемый на вход

6 ока 4, уменьшает заданную величину длительности программы.

В противном случае формируемый на выходе первого блока 11 суммирования с гнал увеличивает заданную величину длительности.

Кроме того, в случае превышения текущим значением градусо-часов его 25 заданной величины сигнал с выхода блока 12 суммирования, подаваемый нв второй вход блока 4, уменьшает в соответствии с указанным соотношением заданную величину температуры 30 изотермии в камере. В противном случае формируемый на выходе второго бЛока 12 суммирования сигнал увеличивает в соответствии с указанным соотношением заданную величину температу- З5 рЫ изотермии.

При образовании дефицита градусочасов ЬВ (2,), т.е, когда изделие недополучает некоторое количество градусо-часов, приходится останавливать процесс ТВО в момент, предусмотренный в исходной программе изменения температуры, и текущее изменение градусо-часов дает в конечный момент времени дефицит градусо-часов 45

gg(<) . Если учитывать задание по градусо-часам только в виде отсечки подачи пара, о процесс будет остановлен в момент 7,, но за счет большого увеличения длительности програм- п мы. При двухконтурном управлении, принятом в, предлагаемом техническом решени, используется возможность частичнОго увеличения в определенных пределах на величину + д9 значения температуры в программе ее изменения нв оставшийся с момента возникновения дефицита градусо-часов до окончания программы период времени и отсечка подачи пара тем самым реализуется принцип гибкой программы по корректировке изменения температуры. В результате процесс ТВ0 заканчивается не в момент сз, а в промежуточный между

8 и С момент Я . Необходимость ф частичного повышения температуры на оставшийся интервал времени вызвана тем, чтобы выдержать заданную длительность процесса ТВО с минимальным ее изменением.

Возможность частичного повышения температуры изотермии на оставшийся интервал времени основывается на наличии определенных допусков на значения температуры в программе ее изменения, В случае опережения программы изменения градусо-часов по причинам, описанным выше, к моменту Г обра1 зуется .избыток градусо-часов +д6 (c,), т.е. изделие получает некоторый избыток градусо-часов. Если при этом не предпринимать никаких управляющих воздействий, а именно: не корректировать программу температуры, то останов процесса в момент С, предусмотренный исходной программой, дает существенный перерасход тепла. В этом случае управляющее воздействие на коррекцию программы температуры д 8 выбирается таким образом, чтобы про грамма по изменению градусо-часов выполнилась к моменту . При этом сохраняется и плановая длительность программы и одновременно сокращается расход тепла (пара).

Величина + 8 должна быт ь ограничена и выбираться в пределах допустимых значений посредством изменения коэффициентов настройки регулятора градусо-часов (коэффициенты чувствительности, и Я программы к изменению градусо-часов).

Так, например, для железобетонных изделий из легкого бетона при исходном номинальном программном значении температуры изотермии раво ном 85 С, величина коррекции д8 может достигать t0 С.

В данном устройстве при управлении процессом ТВО, кроме контура стабилизации температуры около заданной программы ее изменения, имеется второй контур „ позволяющий на стадии изотермической выдержки осуществить коррекцию исходной температурной программы в случае отклонения твкуще1563986

Составитель А. Кузнецов

Техред M.Ходанич Корректор Н. Ревская

Редактор Н. Горват

Заказ 1129 Тираж 506 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", г.-Ужгород, ул. Гагарина,101

ro значения градусо-часов от его заданного значения.

Таким образом реализуется принцип гибкого программного управления, что позволяет увеличить производительность камер ТВО, сократить расход пара при одновременном повышении качества изделий.

Формула изобретения

Устройство для управления процессом термовлажностной обработки железобетонных изделий в камерах перио дического действия, содержащее измеритель температуры, блок программного задания температуры, регулятор температуры, выход которого соединен с исполнительным элементом регулирующего органа подачи теплоносителя, о т л и,ч а ю щ е е с я тем, что,. с целью повышения точности управления, оно снабжено блоком, программного задания градусо-часов, блоком вычис-ления текущего значения градусо-часов, блоком вычитания, двумя блоками умножения, двумя блоками задания чувствительности параметров программы изменения температуры к изменению градусо-часов, блоком задания исходных номинальных значений длительности программы, блоком задания исходных номинальных значений температуры изотермии и двумя блоками суммирования, причем измеритель температуры соединен с первым входом регулятора температуры и входом блока вычисления текущего значения градусо-часов, выход которого и выход блока программного задания градусо-часов соединены с соответствующими входами блока вычитания, выход блока вычитания соединен с первыми входами блоков умножения, вторые входы которых подключены к соответствующим блокам задания чувствительности параметров программы изменения температурь1 от изменения градусо-часов, выходы блоков умножения соединены с первыми входами соответствующих блоков суммирования,. к вторым входам которых подключены соответственно блок задания исходных номинальных значений длительНс :òè программы и блок задания исходiLlx номинальных значений температурыизотермии, выходы блоков суммирования подключень. к соответствующим входам

= .:-,ока ". ðñ.-раммнога задания температуры, выход которого подключен к второму входу регулятора температуры.