Устройство для управления процессом термовлажностной обработки железобетонных изделий Советский патент 1990 года по МПК B28B11/24 

Изобретение относится к управлению процессом тепловой обработки железобетонных изделий с целью улучшения его прочностных характеристик, которое может найти широкое применение в строительной индустрии.

Целью изобретения является повышение точности управления.

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

Устройство для автоматического управления процессом термовлажностной обработки железобетонных изделий в камере 1 периодического действия содержит измеритель 2 (ИП) температуры, регулятор 3 температуры, блок k 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 умножения, первый и второй блоки 11 и 12 суммирования, первый и второй блоки 13 и И задания чувствительности параметров программы изменения температуры от изменения градусо-ча сов, блок 15 задания исходных номинальных значений длительности программы, блок 16 задания исходных номинальных значений температуры изотермии.

Сущность данного предложения состоит в следующем.

Управление процессом тепловлажност ной обработки (ТВО) по жесткой программе изменения температуры в камере с остановом программы в случае низкого значения давления пара и продолжением программы с момента восстанов

5

0

g

о

5

5

0

туры, изделие, находящееся в камере, получает п.ри этом значительную величину теплового воздействия (градусо- часов) . 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 программуТВО не изменить так, чтобы уменьшить площадь под ней на величину, равную градусо- часам, 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 справ- ляется при этом с изменением темпера-V 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

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.

GR | TdЈf

где GR Т

50

ления заданного значения давления па- 45 использованием зависимости вида: 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 темпера55

-градусо-часы;

-значение температуры;

Ј - значение длительности цесса ТВО.

Интегральность показателя град со-часы состоит в том, что он кос ным образом характеризует и прочн изделий.

Учитывая тот фактор, что в пер возрастания температуры процесса (в соответствии с его программой) осуществляется формирование струк

GR | TdЈf

нием зависим

где GR Т

использованием зависимости вида:

-градусо-часы;

-значение температуры;

Ј - значение длительности процесса ТВО.

Интегральность показателя градусо-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

15

20

51563986

изделий, необходимо коррективы температурной программы осуществлять в период изотермической выдержки, когда изменения температуры не окажут отрицательного влияния на структуру изделия.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал, пропорциональный величине ю 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 отклонении текущего значения температуры от заданного с регулятора 3 температуры подается на вход исполнительного элемента 5 регулирующего органа подачей теплоносителя (пара) в камеру.

Кроме того, сигнал с выхода измерителя 2 температуры поступает на вход блока 6, который на своем выхое формирует текущее значение величины градусо-часов, полученной издеиями в камере. Сигнал с вьхода блока 6 поступает на первый вход блока 8 вычитания. На второй вход блока 8 вычитания подается сигнал с блока 7 программного задания градусо-часов.

Регулятор градусо-часов, состояий из блоков 8-16 осуществляет пребразование сигналов величины граду- о-часов, заданных номинальных зна- 40 ений температуры изотермии и длиельности программы.в соответствии о следующим выражением

(с) - т

30

35

К ном

+ Л,() - G(C))

45

25 с к п д п С п ц щ ч

г

в п ч В м ци з ра н фи да оп по ти да

0„. +№(« - G(0)),

мз

де

т(«)

К 1КОМ

- текущее откорректированное значение задания длительности программы; 5

k i ном

ч

заданное исходное номинальное значение длительности программы; коэффициенты чувствительности параметров про- граммы к изменению градусо-часов;

G(C) -заданное значение градусо-часов;

55

5

0

0

5

в

К 1 НО1Л

G(,Ј) - текущее значение градусо-часов;

в (Г)- текущее откорректированное значение задания температуры изотермии; заданное исходное номинальное значение температуры изотермии.

Сигнал, пропорциональный указанной величине Т(и), вырабатывается на выК

ходе первого блока 11 суммирования. На выходе второго блока 12 суммирования формируется сигнал, пропорциональ- Q

ный величине ь к3(7).

Осуществляются указанные преобразования следующим образом.

Сигналы, пропорциональные заданному и текущему значениям градусо- часов, поступают -с первого и второго входов регулятора градусо-часов на вход блока 8 вычитания. С выхода блока 8 сигнал, пропорциональный полученной разности, параллельно подает- 5 ся на первый вход первого блока 9 умножения и первый вход второго блока 10 умножения. На второй вход блока 9 умножения поступает сигнал, пропорциональный чувствительности Д, длительности программы изменения температуры к изменению градусо-часов. С выхода блока 9 умножения сигнал, пропорциональный произведению коэффициентащего и часов,

Лд и указанной разности теку- заданного значений градусо- подается на первый вход первого блока 11 суммирования, на второй

0

5

5

вход которого поступает сигнал, пропорциональный заданному исходному значению длительности Т к , нол, 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 k 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 значений градусо-часов, поступает на первый вход блока 12 суммирования, на второй вход которого подается сигнал, пропорциональный заданному исходному

значению бИз-г «мтемг1ератуРЬ| изотеРмии на выходе блока 12 суммирования формируется сигнал, пропорциональный сумме указанных сигналов, подаваемых на его вход. Сигнал с выхода блока 12, представляющий величину необходимой коррекции температуры изотермии, поступает на вход блока 16.

В случае превышения текущим знамением градусо-часов его заданной вели- чины сигнал с выхода первого блока 11 суммирования, подаваемый на вход блока 4, уменьшает заданную величину длительности программы.

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

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

При образовании дефицита градусо- часов дб (О,), т.е. когда изделие недополучает некоторое количество градусо-часов, приходится останавли- ватй процесс ТВО в момент Ј3, предусмотренный в исходной программе изменения температуры, и текущее изменение градусо-часов дает в конечный момент времени дефицит градусо-часов дб(02). Если учитывать задание по градусо-часам только в виде отсечки подачи пара, тО процесс будет остановлен в момент 3, но за счет большого увеличения длительности програм- мы. При двухконтурмом управлении, принятом в предлагаемом техническом реше ни, используется возможность частичного увеличения в определенных пределах на величину + дв значения температуры в программе ее изменения на 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 ТВО заканчивается не в момент С3 , а в промежуточный между Ј2 и э момент С . Необходимость 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 01 образуется-избыток градусо-часов +4(3(13.,) , т.е. изделие получает некоторый избыток градусо-часой. Если при этом не предпринимать никаких управляющих воздействий, а именно: не корректи- ровать программу температуры, то ос- танов процесса в момент С1 , предусмотренный исходной программой, дает существенный перерасход тепла. В этом случае управляющее воздействие на коррекцию программы температуры дб выбирается таким образом, чтобы про- грамма по изменению градусо-часов выполнилась к моменту Јг . При этом сохраняется и плановая длительность программы Ј и одновременно сокращается расход тепла (пара).

Величина +А03 Должна быть ограничена и выбираться в пределах допустимых значений посредством изменения коэффициентов настройки регулятора градусо-часов (коэффициенты чувствительности Д1 и Дг программы к изменению градусо-часов).

Так, например, для железобетонных изделий из лёгкого бетона при исходном номинальном программном значении температуры изотермии равном 85°С, величина коррекции может достигать 10°С.

В данном устройстве при управлении процессом ТВО, кроме контура стабилизации температуры около заданной программы ее изменения, имеется второй контурл позволяющий на стадии изотермической выдержки осуществить коррекцию исходной температурной программы в случае отклонения тёкущеу1563986

го 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 программног задания температурь регулятор температуры, выход которого соединен с исполнительным элементом регулирующего органа подачи теплоносителя, отли.ча ющееся тем,, что, с целью повышения точности управления, оно снабжено блоком,программног задания градусо-часов, блоком вычисления текущего значения градусо-часов, блоком вычитанияр двумя блоками умножения, двумя блоками задания чувствительности параметров программы

изменения температуры к изменению градусс-часов, блоком задания исход10

0

5

0

5

и

ных номинальных значении 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 температуры 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 длительности программы и блок задания исходных номинальных значений температуры- изотермии, выходы блоков суммирования подключены к соответствующим входам блока программного задания температуры, выход которого подключен к второму входу регулятора температуры.