Система для автоматического управления процессом изготовления железобетонных изделий

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскимиСоциалистичесиикРеспублик(22) Заявлено 090780 (21) 2954793/29-33 М М. Кл.з с присоединением заявки Нов В 28 С 7/006 05 В 19/02 Государственный комитет СССР ио дедам изобретений и открытийВ.В.Судаков, В.А,Строганов,В.Е.Гринберг, В.Г.Семенов;Н.Л,Рынин, В.Г.Копытов н В.А.Колотыгин;Ленинградский зональный научно-исследовательскийфЩД В.1,.и проектный институт типового и экспериментальнЬге;"проектирования жилых н общественных зданий( 9) СИСТЕМА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯПРСЦЕССОМ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХИЗДЕЛИЙ Изобретение относится к системамуправления технологическимй процес"сами при изготовлении бетонных и железобетонных строительных изделий,в том числе и преднапряженных, преимущественно на предприятиях крупнопанельного домостроения.Известно устройство для автоматического контроля и управления процес"сом приготовления бетонной смеси,включающее задатчик дозы воды, эадатчик влажности песка, подключенный кодному из входов блока коррекции повлажности песка, блоки управления дозированием, а также блоки контроля . 15прочности и объемной массы бетона 1 Ц .Это устройство позволяет контролировать и регулировать только процесс приготовления бетонной смеси иодновременно измерять прочность иобъемную массу бетона,Однако оно не обеспечивает заданного качества готовых изделий, таккак не учитывает влияния режимов уплотнения и термовлажностной обработки 25бетонной смеси, а также степень натяжения и точность армирования дляпреднапряженных изделий,Наиболее близким техническим решением к изобретению является систе ма для автоматического, управленияпроцессом изготовления железобетонныхизделий, содержащая блок коррекциикомпонентов и блок коррекции .режиматепловлажностной обработки 23.Эта система позволяет поддерживатькачество изготавливаемых изделийтолько по одному показателю - прочности бетона, причем определяемому только в процессе тепловлажностнойобработки, и при этом производитькорректировку состава бетонной смесиизменением количества вводимого внее цемента, .а также автоматическив зависимости от фактически измЬряемой величины прочности, корректировать длительность процесса теловлажностнойобработки.Недостатком системы является непол.ное обеспечение заданного качества изготавливаемых изделий из-за отсутствия управления по комплексу.показа-телей качества, а регулирование прочности расходом цемента не является экономичным н оптимальным, так как не учитывает исходную влажность мелкого и крупного заполнителей и в конечном счете приводит к дестабилизации всего технологического процесса.Делью изобретения является повышение качества изделий.1.1 ель достигается тем, что система для автоматического управленияпроцессом изготовления железобетонных изделий, содержащая блок коррекции компонентов и блок коррекциирежима тепловлажностной обработки,снабжена блоком коррекции натяженияарматурных стержней, блоком коррек-.ции степени уплотнения бетонной смеси, устройством управления блокамикоррекции, блоком контроля показа.телей качества готовых изделий н устройством контроля состояния технологического оборудования. Один выходблока контроля показателей качестваготовых изделий и одни выходы блоковкоррекции компонентов, натяжения арматурных стержней, степени уплотнениябетонной смеси и режима тепловлажност;ной обработки подключены к соответствующим входам устройства управленияблоками коррекции, один из выкодовкоторого соединен с одним из входовустройства контроля состояния технологичЕского оборудования, остальные:входы которого подключены и другимвыходам блоков коррекции .компонентов,натяжения арматурных стержней, степени уплотнения бетонной смеси и режиматепловлажностной обработки. Другие . Мвыходы устройства управления блокамикоррекции соединены со входами блоковкоррекции компонентов, натяжения арматурных стержней, степени уплотнениябетонной смеси и режима тепловлажностйной обработки.Система для автоматического управления процессом изготовления железобетонных изделий представлена иа чертеже. 40Она содержит блок коррекции компонентов. 1, блок коррекции натяженияарматурных стержней.2, блок коррекции степени уплотнения бетонной смеси 3, блок коррекции Режима тепло:. 45влажностной обработки 4, блок контроля показателей качества готовыхизделий 5, устройство управлении блоками коррекции 6 и устройство контроля состояния технологиюского оборудования 7,Блок коррекции компонентов 1 содержит датчики 8,9,10 влажностизаполнителей и бетонной смеси, датчик 11 вязкости бетонной смеси, выходы которых подключены ко входамустройства 6, и датчики 12 - 15,контроля состояния технологическогооборудования,связанные со входамиустройства.7, Датчики 8,9 черезсумматоры 16 и 17. и сравнивающие 6 Оэлементы 18 - 20 и усилители - преобразователи 21 - 23.соединены сисполнительными механизмамй 24," 26дозирующих устройств 27 - 29 соответственно воды, мелкого и крупного 65 заполнителей, Датчик 11 соединен с блоком 30 анализа и синтеза сигнала, выходы которого через блоки 31 - 33 задания величины влажности заполнителей и количества воды затворения связаны со сравнивающими элементамил 18-20.Блок коррекции натяжения арматурных стержней 2 содержит датчик 34 величины натяжения арматуры и датчик 35 удлинения стержней, связанные со входом устройства 6 и датчики 36,37 контроля состояния технологического оборудования, связанные со входом устройства 7. Датчик 34 через сравнивающий элемент 38, второй вход которого соединен с выходом блока 39. задания натяжения,иусилитель -преоб"- разователь 40 соединен со входом блока 41 анализа и синтеза, один выход которого через усилитель - преобразователь 42 соединен с исполнительными механизмами 43 агрегата 44 Фиксации упорных шайб, а другой выход связан со входом сравнивающего элемента 45, второй вход которого соединен с датчиком 35, а выход через усилитель- преобразователь 46 - с исполнительными механизмами 47 агрегата 48 злектронагрева арматурных стержней.Блок коррекции степенью уплотнения бетонной смеси 3 содержит датчик 49 плотности бетонной смеси, связанный со входом устройства б и выходом сравнивающего элемента 50, второй вход которого соединен с выходом бло. ка 51 задания величины плотности.Выход элемента 50 связан со входом-. блока 52 анализа и синтеза сигнала, выходы которого через усилители-преобразователи 53,54 подключены к исполнительным механизмам 55-57 (регуляторами частоты и амплитуды колебаний вибрации при уплотнении бетонной смесй ) .Выходы датчиков 58 - 60 контроля состояния технологического оборудования соединены со входами устройства 7,Влок коррекции режима тепловлажностиой обработки 4 содержит датчики 61,62 прочности, выходы которых соединены со входами устройства 6 и с коммутатором 63, выход которого связан с блоком 64 усреднения, соединенным со сравнивающим элементом 65, второй вход которого связан с блоком бб задания прочности. Выход сравнивающего элемента 65 через:параллельно соединенные измеритель рассогласования 67 и диФФеренциатор 68 соединен с .блоком 69 анализа и синтеза сигнала, выход которого через усилительцреобразователь 70 и регуляторы 71 и 72 связан с исполнительными механизмами 73 и 74 агрегатов тепловлажнбстной обработки 75 и 76, Выходы датчиков 77 78 контроля оостояниятехнологического оборудования соединены со входами устройства 7.Блок контроля показателей качества готовых изделий 5 содержитп датчиков 79,80 показателей качества готовых изделий (например, прочности бетона, массы изделия, геометрических размеров, положения арматуры и закладных деталей ),связанные с блоком 81 регистрации, табло оператора 82 и .через блок 83 запрета со входом 5 10 входами блока 97 и блока 98, а второй вход блока 100 связан с устройством101 ввода данных. 3Устройство контроля состояния технологического оборудования 7 включает коммутатор 102, входы которого Связаны с дачиками состояния технологического обоудоваиия, а выходы через 40 сравнивающий элемент.103 блок 104 анализа и синтеза сигнала, вычислительное устройство 105 и усилитель- преобразователь 106 - со входбм регистратора отказов 107. Второй вход сравнивающего элемента 103 гаралаель. но связан свыходом ОЗУ, 103 и вторым входом блока 105. Входы ОЗУ 108 связаны с выходом устройства Ю, устройством 109 ввода данных и блоком 110 задания производственных ресурсов.Система работает следующим образом.Сигналы, Формируемые датчиками показателей качества с выходов блоков 1 - 5 и сигналы датчиков контроля 55 состояния технологического оборудования с выходов блоков 1 - 4 поступают соответственно на.входы устройств юи 7.В устройстве 6 производится ана лиз и синтез полученных сигналов датчиков ".4. При отклонении значений сигналов от заданных в блоки 1 - 4 поступают управляющие сигналы на исполнительные механизмы, При этом 65 устройства 6 а также со входами ,сравнивающих элементов 84,85, другие входы которых связаны с выходом блока 86 задания параметров, а выходы- через измерители рассогласования 87, 15 88 и усилители-преобразователи 89,90 и коммутатор 91 со входом блока 92 управления исполнительными механизмами 93 маркирующего устройства 94 и . со вторыми входом блока запрета 83, 2Устройство .управления блоком коррекции 6 включает ОЗУ 95, входы которого связаны с выходами датчиков показателей качества блоков 1. - 5, а выход ерез сравнив жй элемент 96- 25 со входом блока 97 анализа и синтеза сигнала выход которого через вычис-, лительное устройство 98 к усилитель- преобразователь 99, параллельно связан с блоками коррекции 1 - 4 и устройством 7, Второй вход сравнивааае 30 го элемента 96 связан с выходом блока 5 и через блок 100 со вторввв одновременно информация с устройства6 поступает в центр анализа и прогно"зирования хода производства.В устройстве 7 производится анализи синтез сигналов датчиков и контроля состояния технологического оборудования и при отклонении значенийсигналов от заданных инФормацияоб отклонениях в состоянии технологического оборудования поступаетодновременно на пост переналадкн иремонта оборудования и в центр анализа и прогнозирования хода производства.Блоки коррекции работают следующим образомВ блоке 1 в процессе приготовлениябетонной смеси датчики 8 - 10 постоянно контролируют влажность крупногои мягкого заполнителей и водоцементноеотношение смеси в процессе ее перемешивания.Сигналы с датчиков влажностизаполнителей .8 и 9 суммируются в элементе 16 и сравниваются с сигналомдатчика 10 водоцементного отношенияв суммирующем устройстве 17, с выхода которого разностный сигнал постуиет на вход сравнивающего элемента20, иа второй вход которого поступает сйгиая задания количества затворяемой в(ЩЫ с выхода блока 33 задания .водоцементного отношения. В элементе20 происходит учет фактического содержания воды в бетонной смеси с учетом влажности заполнителей, производится корректировка заданного значения количества воды и пропорциональный корректирующий сигнал черезуСИЛИтЕЛЬПрЕОбраЗОВатЕЛЬ 23 ПОСтуПа- .ет на исполйительные механизмы 24дозатора воды 27.Одновременно сигналы датчиков влажности заполнителей поступают соответственно на входы сравнивающих эле- .ментов 18 и 19, на вторые входы которых поступают сигналы с блоков 31и 32 задания количества мелкого икрупного заполнителей. В элементах18 и 19 производится сравнение сигналов заданных количеств мелкого икрупного заполнителей и фактическогозадания количества заполнителей, азатем корректирующие сигналы черезусилители-преобразователи 21 и 22поступаютна исполнительные механизмы 25 и 26 дозаторов 28 и 29 соответственно мелкого и крупного запол"нителей,Датчик 11 вязкости в процессе перемешивания бетонной смеси формируетсигнал, поступающий на вход устройства 30 анализа и синтеза сигнала,где он сравнивается с заданным значением вязкости смеси. При равенствеэтих значений в устройстве 3 выраба",тывается сигнал годности смеси иотпуска ее потребителю. При отклонении сигнала от заданного эначениччв устройстве 30 корректируется состав бетонной смеси,и соответствующие корректирующие сигналы поступают на входы блоков 31 - 33 заданиясоответственно количества мелкого,крупного заполнителей и водоцементного отношения и далее к исполнительным механизмам 24 - 26 дозаторов27 - 29,В процессе корректировки составабетонной смеси сигналы датчиков8 - 11,поступают в устройство 6, асигналы датчиков 12 - 15 на входыустройства 7,В блоке 2 сигнал датчика 34 поступаетф на вход сравнивающего элемента 38, на второй вход которогопоступает сигнал с выхода блока 39.затем разностный сигнал элемента 38через усилитель-преобразователь 40поступает на вход блока 41 анализаи синтеза сигнала. При отклонениивеличины сигнала от заданной вырабатывается корректирующий сигнал, ко-торый в зависимости от причины отклонения поступает .или с одного выхода блока 41 на вход сравнивающегоэлемента 45, на второй вход которогопоступает сигнал с датчика 35 удлинения стержней при нагреве, и тогдаразностный сигнал через усилительпреобразователь 46 поступает на исполнительные механизмы 47 агрегата 48электронагрева арматурных стержнейили с другого выхода блока 41 черезусилитель-преобразователь 42 - наисполнительные механизмы 43 агрегата44 фиксации упорных шайб,обеспечивающих заданную величину натяженияарматурных стержней.В процессе корректировки натяжениястержней сигналы датчиков 34 и 35 поступают в устройство 6, а сигналыдатчиков 36,37 навхрды устройства 7.В блоке 3 в процессе уплотнениябетонной смеси сигнал датчика 49плотности смеси поступает на вход- сравнивающего элемента 50, на второйвход которого поступает сигнал свыхода блока 51 задания величиныплотности,а затем - на входы блока52 анализа и синтеза сигналагдевырабатывается корректирующий сигнал,который в зависимости от причиныотклонения величины плотности отзаданной поступает или на исполнительный механизм 55 - 57 .(регулятор,частоты) через усилитель-преобразователь 53, или на исполнительныемеханизмы 55 - 57 (регулятор амплитуды колебаний)через усилительпреобразователь 54,В процессе регулирования плотности бетонной смеси сигнал датчика49 поступает в устройство 6, а сигналы датчиков 58 - 60 в устройство 7.В блоке 4 в процессе тепловлажностной обработки сигналы датчиков 61, 62 прочности через коммутатор63 и блок 64 усреднения поступают навход сравнивающего элемента 65, навторой вход которого поступает сигнал с выхода блока 66 задания проч ности. Затем раэностный сигнал с выхода элемента 65 поступает одновременно на входы измерителя рассогласования 67 и дифференциатора 68, гдепроизводится определение величины 30 и знака рассогласования, а такжескорости и направления изменениярассогласования. Далее обработанныесигналы поступают на входы блока 69анализа и синтеза сигналов, откуда 15 корректирующий сигнал поступаетчерез усилитель-преобразователь 70и регуляторы 71,72 к исполнительныммеханизмам 73,74 агрегатов 75,76 длярегулирования температуры и длительности процесса пропаривания.В процессе корректировки прочности бетона сигналы датчиков 61,62 поступают в устройство 6, а сигналыдатчиков 77,78 - на входы устройства 7.В блоке 5 в процессе приемочногоконтроля по заданному комплексу показателей качества сигналы соответствующих датчиков 79,80 показателейкачества готовых изделий параллельнопоступают на входы сравнивающих элементов 84,85 блока 81 регистрациипараметров, табло оператора 82 и блока 83 запрета. На вторые входы эле. ментов 84, 85 поступают сигналы заЗ дания параметров с выхода блока 86задания,. а с выходов элементов 84,85разностные сигналы через измерителирассогласования 87,88 и усилителипреобразователи 89,90 поступают на 40 вторые входы блока 83 запрета и черезкоммутатор 91 на вход блока управления 92 исполнительными механизмами93 маркирующего устройства 94, Приэтом сигналы датчиков 79,80 поступа,ют в устройство 6 только при наличиисигнала рассогласования или сигналоврассогласования на втором входе блока запрета 83.В устройстве 6 управления блоками 50,коррекции сигналы показателей качества блоков 1 - 4 поступают на входыОЗУ 95, в котором происходит запоминание сигналов на время цикла регулирования технологического процесса,и далее на вход сравнивающего элемента 96, на второй вход которого одновременно поступает сигнал с выхода. этом с элемента 96 сигнал поступит навход блока 97 анализа и сйнтеза сигнала только при наличии сигнала с выхода блока 5,который одновременнопоступает на вход блока 100 заданияпараметров. В блоке 100 сигнал, соответствующий фактическому уровню ка чества, поступает на входы блока 97анализа и синтеза сигнала и блока 98, осуществляющего операцию идентификации по принятой модели управления 1 сигнала, поступающего с выхода блока 97. Далее управляющий сигнал с выхода блока 98 через усилитель-пре образователь 99 поступает на входы блоков 1 - 4 в устройство 7 и в центр анализа и прогнозирования хода производства.В устройстве 7 сигналы датчиков 10 состояния технологического оборудования блоков 1 - 4 постчпают на Входы коммутатора 102 и далее на вход сравнивающего элемента 103, на второй вход которого поступает сигнал с 15 выхода ОЗУ 108. С выхода элемента 103 разностный сигнал через блок 104 1 анализа и синтеза сигнала поступает на вход вычислительного устройства 105, на второй вход которого поступает сигнал с ОЗУ 108. В блоке 105 осуществляется операция идентификации по принятой модели неисправности отказу технологичеСкого оборудования, откуда выходной сигнал через усилитель-преобразователь 106 поступает одновременно на вход регистратора 107 отказов и в центр анализа и прогнозирования хода производства. На входы ОЗУ 108 поступают сигналы из устройства 6 и блока 110, содержащего информацию о состоянии технологического оборудования, энергетических и материальных ресурсах производства.Система для автоматического управ- З 5 ления процессом изготовлением железобетонных изделий позволит осуществить оптимальное управление технологическим процессом, дающее возможность обеспечить заданный уровень 40 качества продукции по комппексу показателей качества, экономию цемента за счет стабилизации компонентного состава бетонной смеси, достигаемого регулированием водоцементного отно шения и расхода заполнителей, а также экономию материальных и энергетических ресурсов за счет автоматизированного контроля состояния технологического оборудования, Кроме того, система повышает эффективность использования оборудования и культуру труда и производства.Использование системя на предприятиях крупнопанельного домостроения обеспечит ожидаемый эффект до 5 руб, за, 1 мбетона. Формула изобретения Источники информации,принятые. во внимание прн экспертизесвидетельство СССР28 С 7/02, 1977.свидетельство, СССР28 С 7/00, 1977 Система для автоматического управления процессомизготовления железобетонных изделий, содержащий блок коррекции компонентов и блок коррекции режима тепловлажностной обработки, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения качества изделий, она снабжена блоком коррекции натяжения арматурных стержней, блоком коррекции степени уплотнения бетонной смеси, устройством управления блоками коррекции, блоком контроля показателей качества готовых изделий и устройством контроля состояния технологического оборудования, причем один выход блока контроля показателей качества готовых изделий и одни выходы блоков коррекции компонентов, натяжения арматурных стержней, степени уплотнения бетонной смеси и режима тепповлажностной обработки подключены к соответствующим входам устройства управления блоками коррекции, один из выходов которого соединен с одним из входов устройства контроля состояния технологического оборудования, остальные входы которого подключены к другим выходам блоков коррекции компонентов, натяжения арматурных стержней, степени уплотнения бетонной смеси и режима тепловлажностной обработки,а другие выходы устройства управлеция блоками коррекции соединены с входами. блоков коррекции компонентов, натяжения арматурных стержней, степени уплотнения бетонной смеси .и режима тепловлажностной обработки.925638НИИПИ Заказ 4715/ираж 604 Подлисно Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектн