Многоканальная система регулиро-ВАНия ТЕМпЕРАТуРы СОлНЕчНОй пЕчи Советский патент 1981 года по МПК G05B15/02 

, . 1

Изобретение относигся к многоканальным системам регулирования и может найти широкое применение для управления технологическими процессами термической обработки материалов с помощью солнечной энергии.

Известны многоканальные системы регулирования, содержащие задатчик и в каждом из п каналов регулирования датчик, выходы которых соединены со входами первого коммутатора, выход которого через преобразователь аналог-код соединен со входом вычислительного устройства, выход которого через преобразователь код-аналог соединен со входом второго коммутатора, выходы которого через соответствующие положительные механизмы и регулирующие органы соединены со входами объекта регулирования, пульт управления и блок программного управления, выходы которых соответствующим Образом соединены с обоими коммутаторами l и 2 .

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является многоканальная система регулирования температуры солнечной печи, содержащая вычислительное устройство, первый коммутатор, первый вход которого соединен с первым выходом логического устройства, вторые и третьи входы - с первыми и вторыми выходами соответствующих каналов управления, первый выход через первый преобразователь аналог-код - с первым входом логического устройства, а вторые выходы - с первыми входами соответствующих каналов управления, второй

0 выход логического устройства соединен с одним входом второго коммутатора, другие входы которого соединены с выходами задатчика и датчиков температуры, а выход - со входом .

5 второго преобразователя аналог-код, а также пульт оператора, первый выход которого через блок лрограммного управления соединен со вторы 1 входом логического устройства Сз.

0

Однако известная система имеет недостаточно высокую точность.

Цель изобретения - повышение точности системы.

Поставленная цель достигается тем,

5 что в системе установлены по числу каналов управления регистры, входы которых соединены с третьими выходами первого коммутатора, а выходы - со вторыми входами соответствующих

0 каналов управления, первый вход вычислительного устройства соединен с выходом второго преобразователя аналог-код, второй вход со вторым выходом пульта оператора, а выход - с третьим входом логического устройства. , ,

Кроме того, в системе дополнительно .установлены датчик солнечной энергии, датчик солнечной радиации, первый и второй формирователи сигналов управления, и микрокомпрессор, первый, второй, третий и четвертый, входы которого соедине 1ы соответственно с выходами датчика солнечной энергии, датчика солнечной радиации, второго преобразователя аналог-код, и первым выходом пульта огтератора, а выходы через соответствующие формирователи сигнала управления - с четвертым и . пятым входами логического устройства, третий и четвертый выходы которого соединены со вторыми входами соответствующих формирователей сигнала управления.

На чертеже представлена блок-схема системы.

Система содержит концентратор 1 лучистой энергии, солнечную печь 2, каналы 3 управления, регистр 4 угла отворота, первый и второй коммутаторы 5 и 6, первый и второй преобразователи 7 и 8 аналог-код, логическое устройство 9, вычислительное устройство 10, блок 11 программного управления, пульт 12 оператора, задатчик 13, датчики 14, первый и второй датчики 15 и 16 угла, регистр 17 ошибки, преобразователь 18 код-аналог, двухкоординатный солнечный датчик 19 гелиостат 20, приводы 21 и 22 гелиостата по углу места и по азимуту, датчик. 23 солнечной радиации, датчик 24 солнечной энергии первый 25, второй 26 формирователи сигнала управления, микропроцессор 27.

Система работает следующим образом.

Каналы регулирования, посредством приводов 21 и 22 гелиостата по углу места и по азимуту осуществляют поворот в пространстве гелиостатов 20, управляя пространстве-нным положением солнечного потока на концентраторе 1 лучистой энергии, который фокусирует приемной площадке солнечной печи 2. Сигналы управления поступают н первые входы приводов 21 и 22 гелиостатов по углу места .и по азимуту, соответственно, с первых и вторых выходов двухкоординатных солнечных датчиков 19. Сфокусированный концентратором 1 лучистой энергии солнечной поток на приемной площадке солнечной печи 2 осуществляет нагрев и плавление материалов.

Предлагаемая система управления солнечной печи позволяет осуществлять автоматическое регулирование температуры в соответствии с технологическим процессом плавки материалов.. В начале работы системы управления с первого и второго выходов пульта 12 управления подаются управляющие сигналы автоматической работы система, соответственно, на вход блока 11 программного управления и на второй вход вычислительного устройства 10 и на четвертый, вход микропроцессора 27. Блок 11 программного управления вырабатывает сигналы для осуществления программного вращения гелиостатов 20, а также сигналы, поступающие на третьи входы приводов 22 гелиостатов по азимуту для отворота гелиостатов 20 на угол при котором солнечный поток, создаваемый отведенными гелиостатами, на попадает, на концентратор 1 лучистой энергии. При этом солнечная энергия, попаающая на приемную площадку солнечной печи 2, уменьшается пропорционально количеству гелиостатов, отведенных на угол Дс.

Вычислительное устройство 10, сравнивая информацию, поступающую на его первый вход от задатчика 13 и датчиков 14, следящих за текущим значением температуры в разных точках солнечной печи 2, через коммутатор 6 и преобразователь 7 аналогкод определяет количество гелиостатов 20, которое должно быть отведено на угол Aoi., чтобы обеспечить требуеый температурный режим технологического процесса, задаваемого задатчиком 13.

Микропроцессор 27 обрабатывает информацию, поступающую в цифровом вие от датчика 23 солнечной радиации и датчика 24 солнечной энергии фональной плоскости, и информацию, поступающую через второй преобразователь 8 аналог-код и второй коммутатор 6 от задатчика 13 температуры и м датчиков 14 температуры, и с помощью формирователей 25 и 26 сигнала управ ления, вырабатывает сигналы, которые представляют собой углы, на которые должен быть повернут гелиостат в п-ном канале управления гелиостатами, чтобы обеспечить плавное регулирование температуры в соответствии с требованиями технологического процесса плавки материалов.

Введение коммутатора 6 позволяет использовать один преобразователь В аналог-код для преобразования в цифровую форму сигналов от задатчика 13 и датчиков 14.

Информация о количестве гелиостатов, которые необходимо отвернуть на угол Л of, определенная вычислительным устройством 10, поступает в логическое устройство 9 по третьему входу. По первому входу в логическое устройство 9 поступают сигналы управления приводами 21 и 22 гелиостаiOB jip углу места и по азимуту от блока 11 программного управления.

Логическое устройство 9 вырабатывает тактовые импульсы, управляющие работой первого и второго коммутаторов 5 и 6, которые по первому выходу поступают на вход коммутатора б цик пично, обеспечивая последовательное подключение задатчика 13 и датчиков 14, через преобразователь 8 аналогкод к первому входу вычислительного устройства 10, а по четвертому выцоду тактовые импульсы поступают на соответствующий вход коммутатора 5 циклично, обеспечивая подключение 1(го входу логического устройства 9, через преобразователь 7 аналог-код первого 15 и второго 16 датчиков угла, а ко второму и третьему выходам логическогоустройства 9, соответственно регистра 4 угла отворота и регистра 17 ошибки, последовательно от каждого из каналов 3 регулировани

Пока температура солнечной печи 2 рыше температуры, определяемой за-, датчиком 13, логическое устройство 9 пропускает сигнал отворота Л об по второму выходу и этот сигнал отворота Ао поступает в то количество регистров угла отворота каналов 3 регулирования, которое было определено вычислительным устройством 10. Сигнал отворота из регистров 4 угла отворота, через преобразователь 8 код-аналог поступает на третьи входы приводов 2 гелиостатов по азимуту, на первые входы которых поступают сигналы со вторых выходов двVxкoopдинaтныx солнечных датчиков 19. Таким образом, гелиостаты 20 следят за Солнцем по сигналам от первых и вторых выходов двухкоординатных солнечных датчиков 19, но создаваемые ими солнечные потоки не поступают на концентратор 1 лучистой энергии, при этом температура солнечной печи 2начинает уменьшаться до величины, определяемой задатчиком 13. Остальные каналы 3 регулирования управляются по сигналам с первых и вторых выходов двухкоординатных солнечных датчиков 19, так как в их регистры 4 угла отворота поступает нулевой сигнал.

При уменьшении температуры солнечной печи 2, уменьшается количество гелиостатов 20, определяемое вычислительным устройством10, которое необходимо отвести на угол A-oL, для обеспечения задаваемого задатчиком 1 температурного режима. Только в регистры 4 угла отворота, определенног вычислительным устройством 10 числа каналов 3 регулирования, поступает сигнал отворота ЛоС в регистры 4 угла отворота остгшьных каналов 3. регулирования поступает нулевой сигнал В регистрах 4 угла отворота, в которые поступил сигнал отворота А Л, он хранится в течение всего цикла тактовых импульсов до момента следующего подключения этих регистров 4 угла отворота ко второму выходу логического устройства 9.

Одновременно с сигналом отворота АС, поступающим в регистры 4 угла отворота каналов 3 регулирования со второго выхода логического устройства 9, с его третьего выхода в регистры ошибки 17 каналов 3 регулирования поступают сигналы ошибки, представляю0щие собой разностные сигнгшы между заданными и текущими значениями углов поворотов приводов 21 и 22 гелиостатов по углу места и по азимуту, поступающими в логическое устройстsво 9 соответственно по первому входу от блока 11 программного управления и по второму входу через преобразов.атель 7 аналог-код от первых и вторых датчиков 15 и 16 угла. В регистр 17 с ошибки п-ого канала управления,

0 гелиостатом 3 поступают сигналы ошибки, которые от формирователя сигнала управления по углу места 25 и азимуту 26 поступают соответственно на четвертый и пятый входы логического

5 устройства 9 и представляющие собой разностные сигналы между сигналами, поступающими от микропроцессора 27 по первые входы и текущими значениями углов поворота приводов гелиоста0тов по углу места 21 и азимута 22, поступающими на вторые входы формирователей 25 и 26 сигнала управления, соответственно, по углу и азимуту. Эти сигналы из регистров 17

5 ошибки через преобразователь 18 коданалог поступают на вторые входы приводов гелиостатов 21 и 22 по углу места и по азимуту, в случаях, когда отсутствуют сигналы управления с вы0ходов двухкоординатных солнечных датчиков 19 (выход из строя двухкоординатных солнечных датчиков, затмение Солнца), обеспечивая программное вращение гелиостатов 20. При этом в приводах 22 гелиостатов по азимуту ка5налов 3 регулирования эти сигналы действуют одновременно с сигналом отворота д.о(., если сигнал отворота поступает в эти каналы 3 регулирования, информация, полученная регистрами 17

0 ошибки в момент подключения их к третьему выходу логического устройства 9, хранится в них в течение всего цикла тактовых импульсов до следующего момента их подключения.

5

Изобретение, путем осуществления автоматического регулирования температуры технологического процесса материсшов, позволяет повысить точность регулирования, расширить номенклатуру материсшов, которые могут

0 проходить термическую обработку в солнечной печи, снизить требования к точности установки и юстировки двухкоординаткых солнечных датчиков относительно концентратора и концентра5

тора относительно приемной площадки солнечной печи и повысить надежность системы.

Формула изобретения

1. Многоканальная система регулирования температуры солнечной печи, содержащая вычислительное устройство, первый коммутатор, первый вход которого соединен с первым выходом логического устройства, второй и третий входы - с первыми и вторыми выходами соответствующих каналов управления, первый выход через первый преобразователь аналог-код - с первым входом логического устройства, а вторые выходы - с первыми входами соответствую щих каналов, управления, второй выход логического устройства соединен,с одним входом второго коммутатора, другие входы которого соединены с выходами задатчика и датчиков температуры, а выход - со входом второго преобразователя аналог-код, а также пульт оператора, первый выход которого через блок программного управления соединен со вторым входом логического устройства, отличающаяс я тем, что, с целью повышения точности системы, в ней установлены по числу каналов управления регистры, входы которых соединены с третьими выходами первого коммутатора, а выходы - со вторыми входами соответствующих каналов управления, первый вход вычислительного устройства соединен с выходом второго преобразователя аналог-код, второй вход - со вторым выходом пульта оператора, а выход - с третьим входом логического устройства.

2. Многоканальная система регулирования температуры солнечной печи по п. 1, отличающаяся тем, что в ней дополнительно установлены датчик солнечной энергии, датчик солнечной радиации, первый и второй формирователи сигнала управления, и микропроцессор, первый, второй, третий и .четвертый входы которого соединены соответственно с выходами датчика солнечной энергии, датчика солнечной радиации, второго преобразователя аналог-код и первым выходом пульта оператора, а выходы через соответствующие .формирователи сигнала управления - с четвертым и пятым входами логического устройства третий и четвертый выходы которого соединены со вторыми входами соответствующих формирователей сигнс1ла управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

330431, кл. G 05 В 15/02, 24.02.72.

2.Анисимов И.В. Основы автоматизированного управления технологическими процессами нефтехимической и нефтеперерабатывающей -промышленности. Л., Химия, 1967, с. 354-363.

3.Авторское свидетельство СССР по заявке 2650824/18-24,

кл. G 05 В 15/02, 1978 (прототип).