Система автоматического управления процессом многозонной тепловой обработки строительных изделий Советский патент 1989 года по МПК F26B25/22 

I

в Фиг.1

го

I и управления микропроцессорного элемента i (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 влажного пара в камеру для каждой зоны. Диагностику работоспособности ИМ осуществляет 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.

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

1

Изобретение относится к автоматическому управлению процессами термообработки I стройматериалов и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для управления процессом многозонной тепловой обработки и сущки изделий.

Цель изобретения - повыщение точности и надежности управления процессом тепловой обработки.

I На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемой системы автоматического управления; на фиг. 2 - функциональная схема микропроцессорного элемента; на фиг. 3 - алгоритм управления. I Система автоматического управления I (фиг. 1) содержит датчики 1 температуры I теплоносителя и датчики 2 влажности изде- I ЛИЙ, 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 ана- логово-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 мутирующей тины 15 к входу блока 10, а датчик 5 поступления изделий в камеру - к входу блока 11 посредством щины 16. Выходы блоков 10 и И через коммутирующую тину 17 подключены к входу микропроцессорного элемента 12, выходы которого через коммутирующую щину 18 соединены с входами блоков 13 и 14. Выходы блока 13 через коммутирующую шину 19 соединены с исполнительными механизмами 7 и 8, а выход блока 14 подключен через шину 20 к устройству 9 регистрации.

Микропроцессорный элемент 12 (фиг. 2) включает микропроцессор 21, оперативное 2 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 соответствен- 0 но 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 - влаго метр 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 датчи0 ка 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 использо ван 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 обраQ ботки. 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-циф5 ровых 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 информации 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 дискретшх сигналов устройства 6 управления и с выхода блока 11 ввода дискретных сигналов по щине 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 «,„, и влажности

Mmm и Мтах ДЛЯ КаЖДОЙ ТОЧКИ КОНТрОЛЯ

(зоны регулирования).

Текущие значения температуры от датчика 1 температуры теплоносителя (XI) и значения влажности от датчиков 2 влажности изделий (Х2) поступают по щине 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

(Х1)(1)

(Х2)М„,.,(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 их закрытие.

Если же выполняется условие

(Х1)Т™„;(3)

(Х2ХМ™„,(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 обеспечивается только исправными исполнительными механизмами. При неисправности хотя бы одного из них для соблюдения режима

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,.(5)

где п - число открытых исполнительных механизмов из всего их количества N;

Р, - расход через один исполнительный 5механизм.

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

0р. к- (ХЗ),(6)

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

(Х4)Р,(7)

0 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

5(Х4)Р,(8)

то осуществляется проверка п открытых исполнительных механизмов, а если выпол няется условие

(Х4)Р,(9)

ц то выполняется проверка N-п закрытых механизмов.

Если выполняется условие (8), то микропроцессорный элемент 12 вырабатывает управляющее воздействие на поочередное закрытие каждого из п открытых исполни- 5 тельных механизмов. При этом текущее значение расхода теплоносителя (Х4) должно уменьшаться на величину АР согласно следующему выражению:

Р-(Х4),,,(10)

где (Х4), - текущее значение расхода при

0закрытом г-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 микропроце|;сорного элемента 12 выбирает из ПЗУ 24 и записывает в ОЗУ 22 новые граничные ycjioBHH по температурам {()mm,

(TLi)mo;t) ИЛИ ПО влажности (()т;„,

()max) ДЛЯ двух соседних С нбисправным i-v исполнительным механизмом зон регулирования (, i-1), компенсируя тем саным отклонение от заданного режима.

Если выполняется условие (9), то микро- прэцессорный элемент 12 вырабатывает управляющее воздействие на поочередное от фытие каждого из N-п закрытых исполни гельных механизмов. При этом текущее значение расхода (Х4) должно увеличиться на величину ДР согласно следующему выражению:

(Х4),-.(11)

Если при открытии очередного исполните тьного механизма условие (11) не выполняется, то он считается неисправным и устройство б управления срабатывает аналогично описанному.

Алгоритм управления системы представлен на фиг. 3.

I Блок 1 анализирует поступление очеред- Hcjro изделия в камеру по показанию датчика 5 - (Х5). Блок 2 осуществляет зане- граничных значений температуры и

В;1|аЖНОСТИ („;„, и Mmin, М„,а) ИЗ ПЗУ

24| в ОЗУ 22. Блок 3 осуществляет проверку условий согласно выражениям (1) и (2). Блок 4 осуществляет проверку условий согласно выражениям (3) и (4). Блок 5 выра- бгтывает управляющие сигналы Y1 на закрытие исполнительных механизмов, а блок 6 - сигналы Y1 на открытие их. Блок 7 осуществляет вычисление значений расхода теп- л(|)носителя Р и Р, по выражениям (5) и (6). Б|1ок 8 осуществляет проверку условий (7), а jблок 8 - условий (8). Блок 10 осуществ- лфет проверку п открытых механизмов по В1йражению (10). Блок 11 осуществляет корректировку граничных значений температуры и влажности для двух соседних с неис- п)|)авным механизмом зон регулирования. Блок 12 осуществляет регистрацию неис0

правности исполнительного механизма на устройстве 9 регистрации. Блок 13 осуществляет проверку условий (9). Блок 14 проверяет N-п 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.

Формула изобретения

Система автоматического управления процессом многозонной 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, отличающаяся тем, что, с целью повыщения 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 аналогово-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

с блоком аналогово-цифровых преобразователей, а датчик поступления издели.й в камеру подключен к блоку ввода дискретных сигналов, при этом блок вывода дискретных сигналов подключен к всем исполнительным механизмам, а блок сопряжения - к устройству регистрации выхода из строя исполнительных механизмов.

С Начало J

rjU-.«.

лгаг// rnaii }i

I., «у

flmin

тал

4-fei l.

l /TW/j/

/7 .X2 Mffiair,

Ло

Hem

13

АО

Hem

Составитель С. Полянский

Редактор М. ЦиткинаТехред И. ВересКорректор Г. Решетник

Заказ 7443/47Тираж 592Подписное

ВНИИПИ Государствениого комитета по изобретениям и открытиям ирн ГКНТ

1133035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. д. 4.5 Производственно-полиграфическое предириятие, г. Уж1Ч)р1)д. ул. Проектн;)я. 4

x/

X7/- /Jj-/r

ф 8

/

/4

f

W

/7evff/r76

/

15

.y

I /П1П

L ff

wV/L

r03 I т in

fuon )t(-i L