Устройство для определения оптимальных параметров сушки кабелей Советский патент 1992 года по МПК G06G7/48 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при производстве кабелей с бумажной изоляцией.

Известны устройства для сушки кабелей, в которых для задания параметров сушки используются специальные математические таблицы по которым оператор устанавливает параметры сушки: ток и напряжения на кабелях.

Недостатком таких устройств является низкая точность ведения процесса.

Также известны устройства, предназначенные для определения параметров сушки кабеля только при одном виде соединения.

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является устройство для вычисления текущих параметров сушки кабелей, которое содержит блок заданий исходных данных, блок определения параметров сушки при последовательном соединении, блок определения параметров сушки при параллельном соединении, блок определения параметров сушки при последовательно-параллельном соединении и блок индикации.

Однако недостатком такого устройства является то, что в нем не определяются оптимальные параметры сушки кабелей при сравнении трех видов соединения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей з а счет определения оптимальных параметров.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок задания исходных данных, блок определения параметров сушки при последовательном соединении, блок определения параметров сушки при параллельном соединении, блок определения параметров сушки при последовательно-параллельном соединении, блок индикации, дополнительно введены блок определения времени, блок определения массы, блок определения оптимальной мощности и вида соединения, первые шесть Входов которого подключены к первым и вторым выходам соответственно блока определения параметров сушки при последовательном соединении, блока определения параметров сушки при параллельном соединении, блока определения параметров сушки при последовательно-параллельном

соединении, седьмой - десятый входы к первому-четвертому выходам блока задания исходных данных, а первый-шестой выходы - к первому-шестому входам блока индикации, седьмой вход которого подключен к первому выходу блока определения времени, первый вход которого подключен к первому выходу блока определения опти- мэльной мощности и вида соединения, второй-седьмой входы к пятому-десятому выходам блока задания исходных данных, -восьмой- одиннадцатый входы - к первому-четвертому выходам блока определения массы, первый-четырнадцатый входы которого подключены к одиннадцатому-двад- цать четвертому выходам блока задания исходных данных семнадцатый-двадцать седьмой выходы которого подключены к первому-одиннадцатому входам соответственно блока определения параметров сушки при последовательном соединении, блока определения параметров сушки при параллельном соединении, блока определения параметров сушки при последовательно-параллельном соединении,причем блок определения оптимальной мощности и вида соединения содержит первый-тре- тий блоки сравнения, элемент развязки, блок выбора максимума, первый, второй, третий входы которого подключены соответственно к выходу первого блока памяти и первому входу первого блока сравнения, к выходу второго блока памяти и первому входу второго блока сравнения, к выходу третьего блока памяти и первому входу третьего блока сравнения, а выход - к вторым входам первого-третьего блоков сравнения и является первым выходом блока, вторым и третьим выходами которого являются первый и второй выходы элемента развязки, первый-шестой входы которого подключены к первым и вторым выходам соответственно четвертого-шестого блоков памяти, синхронизирующие входы которых являются соответственно восьмым-десятым входами блока и подключены к выходам соответственно первого-третьего блока сравнения, которые являются четвертым- шестым выходами блока, первый и второй информационные входы четвертого-шестого блоков памяти являются первым-шестым входами блока и подключены к первому и второму входам соответственно первого- третьегф блоков умножения, выходы которых подключены к информационным входам соответственно первого-третьего блоков памяти, синхронизирующие входы которых подключены к седьмому входу блока, блок определения массы содержит пер- вый-восьмой блоки умножения, блок

суммирования, первый-четвертый входы которого подключены к выходам соответственно первого-четвертого блоков умножения, а выход - к первым входам пятого и

шестого блоков умножения, второй и третий входы которых являются соответственно первым и вторым, третьим и четвертым входами блока, а выходы - первым и вторым выходами блока, причем выход шестого

блока умножения подключен к первому входу седьмого блока умножения, второй вход которого является пятым входом блока, а выход является третьим выходом блока и подключен к первому входу восьмого блока умножения, выход которого является четвертым выходом блока, а второй вход - шестым входом блока, седьмой и одиннадцатый, восьмой и двенадцатый, девятый и тринадцатый, десятый и четырнадцатый

входы которого являются первыми и вторыми входами соответственно первого- четвертого блоков умножения, блок определэния времени содержит первый- шестой блоки умножения, блок суммирования, блок деления, выход которого является выходом блока, а первый и второй выходы подключены соответственно к выходам пятого и шестого блоков умножения, первый и второй входы которых подключены соответственно к первому и седьмому входам блока и второму входу блока и выходу блока суммирования, первый-четвертый входы которого подключены соответственно к выходам первого-четвертого блоков умножения,

первые и вторые входы которых являются соответственно третьим и восьмым, четвертым и девятым, пятым и десятым, шестым и одиннадцатым входами блока

Отличием устройства является то, что

сигналы пятого-шестнадцатого выходов блока задания исходных данных соответствуют значениям задаваемых параметров кабелей для расчета массы кабелей и времени сушки: пятый соответствует температуре

сушки Т, шестой - удельной теплоемкости меди См, седьмой - удельной теплоемкости бумаги Сб, восьмой - удельной теплоемкости воды Св, девятый - удельной теплоемкости пара Сп. десятый - коэффициенту

полезного действия сушильного котла кпд, одиннадцатый - сечению меди SM, двенадцатый-удельной плотности меди ум тринадцатый - сечению бумаги 5б, четырнадцатый - удельной плотности бумаги уе пятнадцатый - коэффициенту ki, шестнадцатый - коэффициенту К2.

Сигналы первого-четвертого выходов используются для управления первый управляет блоками памяти блока определения

оптимальной мощности и вида соединения, второй-четвертый выходы осуществляют подключение вычисленных параметров сушки для заданного оператором вида соединения: последовательного, параллельно- го и последовательно-параллельного соответственно.

Отличием является то, что сигналы первого-третьего входов блока индикации предназначены для отражения значений мощности, тока и напряжения соответственно, четвертого-шестого входов - для индикации вида соединения: последовательного, параллельного и последовательно-параллельного соответственно. Сигнал седьмого входа соответствует времени сушки кабеля.

Также отличием устройства является то, что семнадцатый-двадцать седьмой выходы блока задания исходных данных подсое- диняются к первым-одиннадцатым входам блока определения параметров сушки при последовательном, параллельном и последовательно-параллельном соединениях.

Важным отличием является введение новых блоков: блока определения оптимальной мощности сушки и вида соединения, блока определения времени сушки, блока определения массы

Принцип работы устройства основан на следующих положениях. Оператор в блоке задания исходных Данных производит набор параметров, необходимых для вычисления знамений тока, напряжения, массы кабелей, времени сушки, парности кабелей П1-П4, длины кабелей Остальные параметры являются постоянными плотность тока Д I, сечение жилы 5ж и т д. В блоках определения параметров сушки вычисляются значения токов и напряжений для каждо- го вида соединения.

Затем вычисляется значение мощности для каждого вида соединений и запоминается в блоках памяти По сигналу из блока задания исходных данных производится выбор максимального значения мощности и определяется вид соединения для этой мощности. Вид соединения кабелей и значения мощности, тока и напряжения отражаются в блоке индикации. Одновременно производится вычисление массы кабелей по формулам

Ом SM УМ (nih + + + П4Ц):(1)

Об Se ув (п 111 + nal2 + + D4U);(2)

егв ki erg, ki 0,2;(3) оь k2 ов: k2 0,5:

(3) (4)

где 5м - сечение медной жилы в кабеле;

ун - удельная плотность меди;

П| - napnocib 1-го кабеля (« 1 ..4);

1| - длина 1-го кабеля;

5б сечение бумажной изоляции жилы;

Уб - удельная плотность бумаги;

ki - коэффициент содержания воды в бумажной изоляции;

k2 - коэффициент содержания пара в котле;

OM - масса меди всех кабелей;

Об - масса бумаги кабелей;

ега - масса воды в бумаге кабелей;

он - масса пара.

За тем в блоке определения времени вычисляется оптимальное время сушки на основании теплового уравнения для сушильного котла:

сгмСмТ + crBCBT + ОбСбТ + оьСпТ , (5)

где t - время сушки;

Т - температура сушки;

Р - мощность сушки.

Из уравнения (5) определяется время сушки

t

РК,

пд

Т (ОмСм +ОбСб 4-ОвСв -ЬСГпСп)

в зависимости от вычисленного значения мощности для определенного вида соединений и отражается в блоке индикации. При желании оператор может просматривать все параметры сушки в блоке индикации.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - блок-схема блока определения оптимальной мощности и вида соединения; на фиг.З - блок-схема блока определения массы; на фиг.4 - блок-схема блока определения времени; на фиг,5 - блок-схема блока индикации; на фиг.б - блок-схема блока задания исходных данных.

Устройство для определения оптимальных параметров содержит блок 1 задания исходных данных, блоки 2-4 определения параметров сушки соответственно при последовательном, параллельном и последовательно-параллельном соединениях, блок 5 индикации, ьлок о определения оптимальной мощности и вида соединений, блок 7 определения массы и блок 8 определения времени сушки кабелей.

Блок б определения оптимальной мощности и вида соединений кабелей содержит первый-третий блоки 9,13 и 16 умножения, первый-шестой блоки 10, 14, 17, 19, 20, 21 памяти, блок 11 выбора максимума, первый-третий блоки 12, 15, 18 сравнения и элемент 22 развязки.

Блок 7 определения массы кабелей содержит первый-восьмой блоки 23, 25, 26, 27, 28, 29, 30 умножения и блок 24 суммирования.

Блок 8 определения времени сушки кабелей содержит первый-шестой блоки 32, 34,35, 36,37,38 умножения, блок 33 суммирования и блок 39 деления.

Блок 5 индикации содержит первый- четвертый блоки 40, 42, 44, 46 преобразования, первое-третье индикационное табло 48, 49, 50, первое-четвертое цифровое табло 41, 43. 45 и 47.

Блок 1 задания исходных данных содержит первый-двадцать третий задатчики 51- 73, узел запуска 74, узел 75 задержки и узел 76 выбора соединения для просмотра параметров.

На выходах задатчиков устанавливаются сигналы, соответствующие следующим параметрам кабелей: на выходах задатчи- ков 51-54 - парности кабелей щ-П4, на выходах задатчиков 55-58 - длинам кабелей, на выходе задатчика 59 - плотности тока АI, на выходе задатчика 60 - сечению жил кабелей 5ж, выходе задатчика 61 - удельному сопротивлению меди (алюминия) /,на выходе задатчика 62 - сечению меди жил кабелей SM, на выходе задатчика 63 - удельной плотности меди ум, на выходе задатчика 64 - сечению бумажной изоляции Se, на выходе задатчика 65 - удельной плотности бумаги уб, на выходах задатчиков 66-67 - коэффициенты ki и k2, на выходе задатчика 68 - температура сушки кабеля Т, на выходах задатчиков 69,70, 71 и 72 - соответственно удельным теплоемкостям меди См, бумаги Се, воды Си и пара Сп, на выходе задатчика 73 - коэффициенту полезного действия сушильного котла кпд. Узел запуска 74 подключает питание всех схем, и на выходе узла задержки 75 формируется сигнал управления блока выбора оптимальной мощности и вида соединения, Узел 76 выбора соединений позволяет оператору при необходимости узнать параметры для каждого вида соединения.

Блоки 2-4 определения пареметров сушки кабеля предназначены для определения токов и напряжений, пропускаемых по кабелям для их сушки.

индикации предназначен для отражения рассчитанных параметров для определения вида соединения. Нз вход блока 40 преобразования поступает сигнал, соответствующий времени сушки t, который преобразуется в цифровые коды и подается на

цифровое табло 41. На вход блока преобразования 42 подается сигнал, соответствующий мощности сушки Р, который преобразуется в цифровую форму и подается на табло 43, На вход блока 44 подается сигнал, соответствующий напряжению сушки, на входы индикационных табло 48-50 подаются сигналы, соответствующие виду соединения.

0 Блок б выбора оптимальной мощности и вида соединения осуществляет выбор максимальной мощности из трех, рассчитанных для последовательного, параллельного и последовательно-параллельного видов сое5 динений и выдачу сигналов мощности (1-й выход),, тока (2-й выход), напряжения (3-й выход) сушки и вида соединения на блок 5 индикации, а также в зависимости от управляющих сигналов из блока 1 задания исход0 ных данных выдачу параметров сушки для каждого вида соединения.

Первый и второй входы блока 6 соответствуют сигналам значений тока и напряжения при последовательном соединении и

5 подключены к входам блока 9, на выходе которого образуется сигнал, пропорциональный мощности сушки для этого вида соединений кабелей, третий и четвертый входы соответствуют сигналам тока и на0 пряжения при параллельном соединении и подключены к входам блока 13 умножения, на выходе которого образуется сигнал, пропорциональный мощности сушки для этого вида соединения Пятый и шестой входы

5 соответствуют сигналам значений тока и напряжения при последовательно-параллельном соединении и подключаются к входам блока 16 умножения, на выходе которого формируется сигнал мощности

0 сушки кабелей при этом виде соединения. Одновременно все сигналы 1-6 входов подаются соответственно на входы блоков 19, 20 и 21 памяти, где производится их запоминание. Сигналы с выходов блоков 9,13,16

5 подаются на входы блоков 10, 14, 17 памяти. По сигналу из блока 1 задания (7-й вход) сигналы, соответствующие вычисленным мощностям, подаются в блок 11 выбора максимума, где осуществляется сравнение трех

0 значений мощностей, и наибольшее значение с выхода блока 11 подается на входы блоков 12,15,18 сравнения, которые производят сравнение с вычисленными значениями мощностей. На выходе одного из блоков

5 сравнения вырабатывается сигнал определяющий вид соединения при максимальной мощности сушки кабелей Сигнал от одного из блоков 12, 15 18 включает один из блоков памяти 19, 20,21 где содержится информация о вычисленных значениях тока

и напряжения данного вида соединения. Сигналы тока и напряжения через элемент 22 развязки подаются на блок 5 индикации. Также предусмотрено управление блоками 19, 20, 21 памяти от блока 1 задания исходных данных по 8-10 входам. При подаче управляющего сигнала на один из блоков 19, 20, 21 памяти, где хранится информация о токах и напряжениях, производится подключение их выходов к элементу 22 развязки и осуществляется передача сигналов токов и напряжений на входы блока 5 индикации. Элемент 22 развязки осуществляет функции элемента ИЛИ.

Блок 7 определения массы кабелей рассчитывает массы меди, бумаги, воды и пара по формулам (1-4). На входы блоков 23, 26, 28 и 29 (7-14-й входы) умножения поступают сигналы, определяющие парность кабелей П1-П4 и их длины IH4, на выходах образуются сигналы, пропорциональные их произведению: nih: n/il/i Эти сигналы подаются на вход блока 24 суммирования, на выходе которого образуется сигнал, пропорциональный шИ + + + гмЦ. На входы блока 25 умножения также поступают сигналы, определяющие сечение меди кабелей и плотность меди (алюминия) (1-й-2-й входы), на выходе которого образуется величина SM Ум(п1И + П212+- пз з + гмЦ). На входы блока 30 умножения также поступают сигналы, определяющие сечение бумаги и ее плотность, а на выходе получается сигнал Seye (nih + п212 + пз1з + п4М) На выходе блока 27 умножения образуется сигнал, определяющий массу воды в бумаге ki Оё, а на выходе блока 31 - массу пара, образующегося при сушке k2 сгв.

Блок 8 определения времени сушки кабеля вычисляет по формуле (6) время сушки кабеля. На входы блока умножения 32, 34, 35 и 36 подаются сигналы, соответствующие значениям удельных теплоемкостей (3-й-б- й входы) и рассчитанных масс кабелей (8-й- 19-й входы). На выходах этих блоков умножения образуются сигналы, пропорциональные См ам, Сбов, Свсгв, СпОп, которые подаются на входы блока 33 суммирования. На его выходе образуется величина Ј7М См + Об Сб + OB Св + он Сп. На вход блока

38также поступает сигнал (2-й вход), пропорциональный температуре сушки кабеля; в результате на его выходе образуется величина Т( ам См + ов Сб + с% Св + он Сп). На вход блока 37 умножения подаются сигналы мощности Р сушки (1-й вход) и коэффициента полезного действия knfl (7-й вход), а сигнал его выхода подается на вход блока

39деления, на второй вход которого подается сигнал с выхода блока 38 умножения При этом на выходе блока 39 деления образуется сигнал времени сушки t

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Оператор перед загрузкой кабелей в котел производит набор параметров кабелей (выходы 5-27) в блоке 1 задания и запускает устройство в работу. По заданным парамет0 рам осуществляется расчет значений токов и напряжений для последовательного, параллельного и последовательно-параллельного соединений в блоках 2-4. Затем в блоке 6 определения оптимальной мощности сушки

5 кабелей вычисляются мощности для каждого соединения, в этом же блоке их значения заносятся в память. Эти мощности по сигналу из блока 1 задания считываются из памяти, и производится выбор оптимальной

0 мощности из трех значений, которая отражается в блоке 5 индикации. Затем осуществляется поиск вида соединений, при котором образовалось это значение мощности, и сигнал для этого вида соединения

5 также отображается в блоке 5 индикации, там же отображаются значения тока и напряжения, соответствующие максимальному значению мощности. В блоке 7 производится расчет массы кабелей. Вычис0 ленные значения (по 8-му-11-му входам) поступают в блок 8, куда также поступает по 1-му входу сигнал мощности сушки кабелей, а по входам 2-7 - сигналы температуры, теплоемкостей и коэффициента полезного

5 действия сушильного котла. На выходе блока 8 появится сигнал, соответствующий времени сушки кабелей. При этом в блоке 5 индикации оператор наблюдает значения оптимальной мощности сушки, тока, напря0 жения, времени и вида соединения. Оператор также может по заданию из блока 1 (выходы 2-4) осуществить просмотр всех значений параметров сушки для других видов соединений в блоке 5 индикации.

5

Формула изобретения Устройство для определения оптимальных параметров сушки кабелей,4 содержащее блок задания исходных данных, блок

0 определения параметров сушки при последовательном соединении, блок определения параметров сушки при параллельном соединении, блок определения параметров сушки при последовэтельно-парал5 лельном соединении, блок индикации, о т- личающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения оптимальных параметров, дополнительно введены блок определения времени, блок определения

массы, блок определения оптимальной мощности и вида соединения, первые шесть входов которого подключены к первому и второму выходам соответственно блока определения параметров сушки при последо- вательном соединении, блока определения параметров сушки при параллельном соединении, блока определения параметров сушки при последовательно-параллельном соединении, седьмой-десятый входы - к первому-четвертому выходам блока задания исходных данных, а первый-шестой выходы - к первому-шестому входам блока индикации, седьмой вход которого подключен к первому выходу блока определения времени, первый вход которого подключен к первому выходу блока определения оптимальной мощности и вида соединения, второй-седьмой входы - к пятому-десятому выходам блока задания исходных данных, восьмой-одиннадцатый входы - к первому- четвертому выходам блока определения массы, лервый-четырнадцатый входы которого подключены к одиннадцатому-двад- цать четвертому выходам блока задания исходных данных, семнадцатый-двадцать седьмой выходы которого подключены к первому-одиннадцатому входам соответственно блока определения параметров сушки при последовательном соединении, блока определения параметров сушки при параллельном соединении, блока определения параметров сушки при последовательно-параллельном соединении, причем блок определения оптимальной мощности и ви- да соединения содержит первый-третий блоки умножения, первый-шестой блоки памяти, первый-третий блоки сравнения, элемент развязки, блок выбора максимума, первый, второй, третий входы которого подключены соответственно к выходу первого блока памяти и первому входу первого блока сравнения, к выходу второго блока памяти и первому входу второго блока сравнения, к выходу третьего блока памяти и первому входу третьего блока сравнения, а выход - к вторым входам первого-третьего блоков сравнения и является первым выходом блока, вторым и третьим выходами которого являются первый и второй выходы элемента развязки, первый-шестой входы которого подключены к первым и вторым выходам соответственно четвертого-шес- того блоков памяти, синхронизирующие

входы которых являются соответственно восьмым-десятым входами блока и подключены к выходам соответственно первого- третьего блоков сравнения, которые являются четвертым-шестым выходами блока, первый и второй информационные входы четвертого-шестого блоков памяти являются первым-шестым входами блока и подключены к первому и второму входам соответственно первого-третьего блоков умножения, выходы которых подключены к информационным входам соответственно первого-третьего блоков памяти, синхронизирующие входы которых подключены к седьмому входу блока, блок определения массы содержит первый-восьмой блоки умножения, блок суммирования, первый-чет- вертый входы которого подключены к выходам соответственно первого-четверто- го блоков умножения, а выход - к первым входам пятого и шестого блоков умножения, второй и третий входы которых являются соответственно первым и вторым, третьим и четвертым входами блока, а выходы - первым и вторым выходами блока, причем выход шестого блока умножения подключен к первому входу седьмого блока умножения, второй вход которого является пятым входом блока, а выход является третьим выходом блока и подключен к первому входу восьмого блока умножения, выход которого является четвертым выходом блока, а второй вход - шестым входом блока, седьмой и одиннадцатый, восьмой и двенадцатый, девятый и тринадцатый, десятый и четырнадцатый входы которого являются первыми и вторыми входами соответственно первого- четвертого блоков умножения, блок определения времени содержит первый-шестой блоки умножения, блок суммирования, блок деления, выход которого является выходом блока, а первый и второй входы подключены соответственно к выходам пятого и шестого блоков умножения, первый и второй входы которых подключены соответственно к первому и седьмому входам блока, к второму входу блока и выходу блока суммирования, первый-четвертый входы которого подключены соответственно к выходам первого- четвертого блоков умножения, первые и вторые входы которых являются соответственно третьим и восьмым, четвертым и де- вятым, пятым и десятым, шестым и одиннадцатым входами блока

S&SL

ML

АЬШ

36.

7 few

ЧМ,

8

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться при производстве кабелей с пластмассовой изоляцией. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет определения оптимальных параметров. Поставленная цель достигается введением в устройство блока определения времени, блока определения массы, блока определения оптимальной мощности и вида соединения, 6 ил.

,

-Ш

9ЬЫУ

ew.

Ж ЙЬJL1|

«W

-Ш.

ж

m.

A

s

tSM

fy- BIrtlL

US

10 ьк

Нм

96Х

S|5

4Ш

1-&6Х

9feX

I&MK

ДО&Х

ТТМ

ВЬЫХ

5ВЫХ

Ч6ЫХ

Фие,.1

,4U

&хода

f

3

€

fttoVUCftM

dSftj

5

e

Ј&Ш

1

4&ЫК

3JWL

азмх

бых

5 К

2ВЬЛ

S6X

ьк

i

вк

ж

JOBS

Фцг.Ц