Система автоматического управления процессом многозонной тепловой обработки строительных изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 1455 4 Е 5 22 ТЕНИЯ ЛЬСТ ЕСКОГО МНОГО АБОТК 1 сится к а цессами ти позвол ость управ тки. По си ередного отки блок ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗ ВТОРСКОМУ СВ(54) СИСТЕМА АВТОМАТ 1 УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЗОННОЙ ТЕПЛОВОЙ ОБ СТРОИТЕЛЬНЪХ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение отно скому управлению про ботки стройматериалов сить точность и надежи цессом тепловой обрабо чика 5 поступления оч камеру тепловой обраб втоматиче- ермообраяет повыления прогналу датизделия вконтроля, и управления микропроцессорного элемента(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 влаж ного пара в камеру для каждой зоны. Диагностику работоспособности ИМ осуществляИзобретение относится к автоматическому управлению процессами термообработкистройматериалов и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для управления процессом многозонной тепловой обработки и сушки изделий.Цель изобретения - повышение точности и надежности управления процессом тепловой обработки.На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемой системы автоматического управления; на фиг. 2 - функциональная схема микропроцессорного элемента; на , фиг. 3 - алгоритм управления.Система автоматического управления : (фиг. 1) содержит датчики 1 температуры , теплоносителя и датчики 2 влажности изделий, 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 каждуюзону, устройство 9 регистрации, при этом уст ройство 6 управления включает блок 1 О аналогово-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 мутируюцей шины 15 к входу блокаО, а датчик 5 поступления изделий в камеру - к входу блока 11 посредством шины 16. Выходы блоков 10 и 11 через коммутирующую шину 1 подключены к входу микропроцессорного элемента 12, выходы которого через коммутирующую шину 18 соединены с входами блоков 13 и 14. Выходы блока 13 через коммутирующую шину 19 соединены с исполнительными механизмами 7 и 8, а выход блоет 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,ка 14 подключен через шину 20 к устройству 9 регистрации.Микропроцессорный элемент 12 (фиг. 2) включает микропроцессор 21, оперативное 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 соответственно 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 - влагометр 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 датчика 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 использован 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 обработки. 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-цифровых 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 инфор 1455190мации 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 Х 5 подается по шине 16 на вход блока 11 ввода дискретных сигналов устройства 6 управления и с выхода блока 11 ввода дискретных сигналов по шине 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 Т Т,и влажности Мыа и Мщах для каждой точки контроля (зоны регулирования).Текущие значения температуры от датчика 1 температуры теплоносителя (Х 1) и значения влажности от датчиков 2 влажности изделий (Х 2) поступают по шине 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(Х 1 Ттах (1) (Х 2) )М а (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(Х 1) Т (3) (Х 2) (М (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 обес-. печивается только исправными исполнительными механизмами. При неисправности хотя бы одного из них для соблюдения режима 10 5 20 25 30 35 40 45 50 55 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=п Р;. (5) где и - число открытых исполнительныхмеханизмов из всего их количества М;Р; - расход через один исполнительныймеханизм.Расход теплоносителя через один исполнительный механизм Р; при постоянном сечении его выходного отверстия определяется величиной давления в коллекторе подачи теплоносителя, то естьР;=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 аналогово-цифровых преобразователей в микропроцессорный элемент 12, где по выражению (6) вычисляется значение Р;, а по выражению (5) - значение Р.Если выполняется условие(Х 4) =Р, (7) 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(Х 4) (Р, (8) то осуществляется проверка и открытых исполнительных механизмов, а если выпол няется условие(Х 4) )Р, (9) то выполняется проверка М - и закрытых механизмов.Если выполняется условие (8), то микропроцессорный элемент 12 вырабатывает управляющее воздействие на поочередное закрытие каждого из и открытых исполнительных механизмов. При этом текущее значение расхода теплоносителя (Х 4) должно уменьшаться на величину ЛР согласно следующему выражению:Р - (Х 4);=АР= Р;, (10) где (Х 4); - текущее значение расхода призакрытом -м исполнительном механизме.Если при закрытии очередного 1-го исполнительного механизма условие (О) 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 микропро 1455190цесорного элемента 12 выбирает из ПЗУ 24 и записывает в ОЗУ 22 новые граничные усЛовия по температурам ( (Т; 1) (Т 1 1) так) или по влажности ( (М;) щ,л, (; 1) ) для двух соседних с неисправнымисполнительным механизмом зон регули ования (1+1, 1 - 1), компенсируя тем са ым отклонение от заданного режима.Если выполняется условие (9), то микропр цессорный элемент 12 вырабатывает уп авляюшее воздействие на поочередное от рытие каждого из М - и закрытых исполни ельных механизмов. При этом текущее зн чение расхода (Х 4) должно увеличиться на величину ЛР согласно следующему выражению: 15(Х 4); - Р=ЛР=Р;. (1 1)Если при открытии очередного исполните ьного механизма условие (11) не выполи ется, то он считается неисправным и устр йство 6 управления срабатывает аналоги но описанному. 20Алгоритм управления системы представле,н на фиг, 3.Блок 1 анализирует поступление очередного изделия в камеру по показанию датчйка 5 - (Х 5). Блок 2 осуществляет зане 25 сение граничных значений температуры и влажности (Тв;л, Т,лах и Мтл Мпах) из ПЗУ 24 в ОЗУ 22. Блок 3 осуществляет проверку у овий согласно выражениям (1) и (2) . Б ок 4 осуществляет проверку условий сог асио выражениям (3) и (4). Блок 5 выра б тывает управляющие сигналы У 1 на зак ытие исполнительных механизмов, а блок 6 сигналы У 1 на открытие их. Блок 7 осущ ствляет вычисление значений расхода теплоносителя Р и Р; по выражениям (5) и (6) . Блок 8 осуществляет проверку условий (7), 35 а,блок 8 - условий (8). Блок 10 осуществляет проверку п открытых механизмов по выражению (10). Блок 11 осуществляет корректировку граничных значений температры и влажности для двух соседних с неисправным механизмом зон регулирования. Блок 12 осуществляет регистрацию неисправности исполнительного механизма на устройстве 9 регистрации. Блок 13 осуществляет проверку условий (9). Блок 14 проверяет М - и 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 изобретенияСистема автоматического управления процессом многовонной 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, отличаюи 1 аяся тем, что, с целью повышения 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 изделиЯ в камеру подключен к блоку ввода дискретных сигналов, при этом блок вывода дискретных сигналов подключен к всем исполнительным механизмам, а блок сопряжения - к устрой. ству регистрации выхода из строя исполни. тельных механизмов.ретениям и от аугпская наб пятне, г. Ужг СоставительТехред И. ВеТираж 592ого комитета по изобМосква, Ж - 35, Риграфическое предпр С. Полянскир ес К Прректор Г. Ренстннкднисносрытням прн ГКНТ СССРд. 45род, мл. Проектная. 4