Система управления гелиостатом Советский патент 1985 года по МПК G05B11/01 

2. Система по п. i, о т л и ч а ю ш ая с я тем, что блок коммутации содержит вентильный элемент и два релейных элемента, nepBbriif замыкакший контакт первого релейного элемента соединен с первым входом блока, второй замыкающий контакт первого релейного элемента - с вторым входом блока, первый перекидной контакт - с первым выходом блока, второй перекидной контакт - с третьим выходом блока, размыкающие контакты - с щиной нулевого потенциала, а обмотка соединена с пятым входом блока и катодом вентильного элемента, первый замыкающий контакт второго релейного

5993

элемента соединен с третьим входом блока, второй замыкающий контакт - с четвертым входом блока, первый перекидной контакт с вторым выходом блока, второй перекидной контакт - с четвертым выходом блока, первый и второй размыкающие контакты - с щиной нулевого потенциала, третий и четвертый замыкающие контакты - соответствен но с пятым и шестым выходами блока, а первая обмотка соединена с щестым входом блока и анодом вентильного элемента, вторые обмотки первого и второго релейных элементов соединены с седьмым входом блока;

1. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГЕЛИОСТАТОМ, содержащая гелиостат, механически связанный с приводами по азимуту и углу места и оптически связанный через конденсатор с приемником солнечной энергии, двухкооршшатиый солнечный датчик, вход которого (япически связан с гелиостатом, о т л и ч аsL/ :Ч-( ною ш а я с я тем, что, с иелью упрошения и повышения надежности системы,она содержит два суммирующих усилителя и блок коммутащи, первый и второй входы которого соединены с соответствующими выходами солнечного датчика, третий и четвертый входы - с источником сигналов на отведение гелиостата, пятый, щестой, и седьмой входы - с источником крмандиых сигналов, первый и второй выходы - с соответствую-щими входами первого суммирующего усилителя, третий и четвертый выходы - с первым и вторым входами второго сз ммирующего усилителя, пятый и щестой выходы с первым и вторым входами солнечного датчика, а выходы первого и второго суммирующих усилителей соединены соответственно (Л с входами приводов по азимуту и углу места. с СП :л ;о ;о :о

Изобретение относится к автоматике- и может быть использовано в системах управления солнечных установок, обеспечивающих концентрацию солнечной энергии.

Цель изобретения упрощение и повышение надежности системы.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предложенной системы; на фиг. 2 функциональная схема двухкоординатного солнечного датчика; на фиг. 3 - функциональная схема блока коммутации.

Приемник солнечной энергии 1 оптически связан через концентратор 2 с гелиостатом 3, который механически связан с приводами гелиостата по азимуту 4 и углу места 5. На вход суммирующих усилителей 6 и 7 поступают сигналы двухкоординатного солневдого дагшка 8, которые проходят через блок коммутации 9. Солнечньш дагшк имеет оптический вход 10 и электрические входы It и 12, а также два выхода 13 и 14. коммутации имеет входы 15-2 н выходы 22-27.

Двухкоординатный солнечный датчик содержит оптический блок 28, два фотойреобраэователя 29 и 30, усилитель 31, охваченный пепью обратной связи из резисторов 32 и 33 усилитель 34, охваченный цепьЛ обратной связи из резисторов 35 н 36.

Блок коммутации содержит два релейных элемента 37 и 38 и вентильный элемент 39. Первьш релейный элемент имеет контакты 40 и 41, второй релейный элемент - контакты 42-45.

Система работает в двух режимах: автосопровождения (АС) и автосйпровождения с регулированием температуры (АСРТ).

Рассмотрим работу системы в режиме АС.. Этот режим задается в систему подачей н&

вход 19 кратковременного импульса положительной полярности, поступающего на релей- . ный элемент 37. При этом через его замыкающиеся контакты 40 и 41 обеспечивается

прохождение сигналов солнечного датчика 8 с его

выходов 13 н 14 на вход суммирующих усилителей 6 н 7 с выходов 22 и 24 блока коммутации 9. В этом режиме система должна обеспечить максимальную мощность на приемнике солнечной энергии I, находшаегося в фокусе концентратора 2, что достигается при параллельности отраженного от гелиостата 3 солнечного оптической оси концентратора.

Двухкоординатный солнечный датчик В усттшовлен перед центральной фацетой гелиостата 3 на неподвижной щтанге и сыости.рован таким образом, что его оптическая ось .параллельна оптической оси концентратора 2.

Таким образом, отклонение отраженного от гелиостата 3 солнеадюго потока от оптической оси концентратора 2 будет приводап к появлетю сигналов на выходах 13 и 14

солнечного датчика 8. Эти сигналы, проходя через блок коммутации 9, как указано выше, поступают иа пер&ък входы суммирующих усилителей 6 и 7 (причем их вторые входы через размыкаюпшеся контакты 42 и

43 блока коммутации 9 замкнуты на щину нулевого потенциала). Далее с выходов сум-, мирующих усилителей 6 и 7 они поступают соответственно на приводы 4 и 5 по азимут и углу места, обеспечивая поворот гелиостата 3 по этим осям до тех пор, пока направление отраженного солнечного потока не совпа дет с оптической осью концентратора, при котором сигналы с выходов солнечного датчика 8 станут равными нулю. В-указанном режиме датчик обеспечивает линейность характеристики в пределах 5 угл.мйн При достижении этого угла выходное напряжение датчика равно 7,5В, т.е. крутизна характеристики датчика в режиме АС равна 1,5В/угл.мин. Рассмотрим работу системы в режиме АСР Для переключения в этот режим сначала на вход 2J блока коммутации 9 подается кратковременный импульс положительной полярности, устанавливающий релейные элементы 37 и 38 в исходное состояние и соответствующий команде Отбой режимов. Затем на вход 20 блока коммутации 9 подается кратковременный импульс положительной полярности, который поступает йа релейный элемент 38 и через вентильный элемент 39 на релейный элемент 37. При Этом замыкаются контакты , обеспечивая прохождение сигналов солнечного датчика 8 с его выходов 13 и 14 на первые входы суммирующих усилителей 6 и 7, а также подключая к вторым входам этих суммирующих усилителей входы 7 и 8 блока коммутации 9. На эти входы подаются сигналы на отведение гелиостата по азимуту и углу места соответственно, которые вырабатываются специальной автоматической системой по управлению тех-, иологическими процессами (АСУ ТП) и представляют собой постоянное напряжение в пределах от О до 7,5В, которое изменяется во времени по некоторому закону, определяемому видом и количественным соотношением компонентов, применяемых для плавки (если приемником является солнечная печь). Под действием этих сигналов система управления гелиостатом должна обеспечивать отведение гелностата по азимутальной и угломестной осям на углы до 25 угл.мйн. При такой величине углов отведения обеспечивается 4 ебуемое регулирование мощности потока со нечной энергии, поступающей на приемник, в диапазоне от Р, до 0,7 Р . Р сщирение эоны линейности солнечного датчика с 5 угл. мин до 25 угл. мин в пред ложенной системе обеспечивается сравнитель ю простыми средствами, а и {енно замыкакием резисторов 33 и 36 в цепях обратной связи усилителей солнечного датчика 8 соотВч тственно контактами 44 и 45 блока комм тации 9. При этом крутизна характеристики солнечного датчика становится равной 0,3 В/угл.мин, обеспечивая заданную точность работы системы в режиме АСРТ. Таким образом, предлагаемая система управления гелиостатом обеспечивает регулирование температуры на приемнике солнечной энергии с. заданной точностью (в одном режиме) и получение максимальной мощности отраженного солнечного потока (во втором , режиме работы). Кроме того,: применение в системе блока коммутации 9 позволяет сократить число идан управления, связывающих систему с внешними командными устройствами. Это важно, так как в проектируемой системе, состоящей из 62-х гелиостатов, пульт управления ими находится в отдельном здании на значительном расстоянии (до 500 м) от гелиостатов. Экономическая эффективность изобретения заключается в том, что два суммирующих усилителя и блок коммутации быть реализованы на двух операционных усилителях и двух релейных элементах (дистанционных переключателях). Известно, что следящий привод состоит из датчика угла, предварительного усилителя, усилителя мощности и исполнительного двигателя с редуктором. Предварительный усилитель может быть реализован на одном операционном усилителе (для двух приводов - два). Таким образом, два предварительных усилителя следящих приводов по составу элементов н сложности схемы эквивалентны двум суммирующим усилителям. В итоге из системы исключаются два датчика угла, два усилителя мощности (мостовые транзисторные схемы) и два исполнительных двигателя с редукторами, а вводятся два дистанционных переключателя и один диод. Кроме того, сокращается число жил соединительных кабелей. Одновременно поыщается надежность системы н упрощается и удешевляется ее эксплуатация, поскольку наличие в системе дв)тс дополнительных следящих приводов требует проведения периодических регламентных работ.

w

28