Система управления гелиостатом

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО, 114790 Н 59 Г 24 1 2/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСНОМ ИДЕТЕЛЬСТВ. Николаев,еменцов,Кедров льство СССР02, 1981. ГОСУДАРСТВЕНКЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) (57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГЕЛИОСТАТОМ, содержащая азимутальный и зенитальный приводы, соединенные электрическими цепями с датчиками и задатчиками угловых положений гелиостата и выходами силовых цепей логического блока переключений, выполненного на основе релейных элементов и имеющего цепи уп. равления, а также точный и поисковый датчики слежения, расположенные в отраженном гелиостатом потоке излучения и электрически соединенные с логическим блоком переключений, причем точный датчик подключен ко входам силовых цепей, а поисковый - дополнительным выходом подключен к цепи управления логическим блоком переключения для перевода управления тел иостатом с режима грубого слежения на режим точного слежения, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей системы и упрощения конструкции поискового датчика,система снабжена электрически соединенным с приводами с образованием электрических цепей блоком коммутации режимов работы, имеющим задатчик режима, программным блоком разориентации, подключенным к дополнительным входам блока коммутации режимов работы, и электрически соединенными остальными входами силовых цепей логического блока переключений противофазными источниками опорных сигналов управления зенитальным приводом и источником опорного сигнала управления восточной ориентацией азимутального привода, а поисковый датчик выполнен одноосным с каналом зенитального слежения, имеющим центральную и периферийные зоны, причем светочувствительный элемент центральной а зоны электрически соединен с дополнитель- Е ным выходом, а светочувствительные элементы периферийных зон - с цепями управления логическим блоком переключений с возможностью подсоединения источника опорного сигнала управления азимутальным д приводом при отсутствии сигнала со светочувствительных элементов и подсоединенияа соответствующего противофазного источникаопорного сигнала управления зенитальным р приводом при сигнале с одного из светочувствительных элементов, а угол зрения поискового датчика в азимуте и угол захва- С та в центральной зоне выбраны меньше , углов захвата двухосного точного датчика.Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к системам управления гелиостатами.Известнасистема управления гелиостатами, содержащая азимутальный и зенитальный приводы, соединенные электрическими цепями с датчиками и задатчиками угловых положений гелиостата и выходами силовых цепей логического блока переключений, выполненного на основе релейных элементов и имеющего цепи управления, а также точный и поисковый датчики слежения, расположенные в отраженном гелиостатом потоке излучения и электрически соединенные с логическим блоком переключений, причем точный датчик поДключен к входам силовых цепей, а поисковый - дополнительным выходом подключен к цепи управления последним для перевода управления гелиостатом с режима грубого слежения на режи м точ ного слежения.Эта система управления предназначена для автоматического слежения гелиостатом за положением Солнца и имеет в своем составе двухосный поисковый датчик слежения, управляющий азимутальным и зенитальным приводами 1.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей системы и упрощения конструкции поискового датчика.Поставленная цель достигается тем, что система управления гелиостатом, содержащая азимутальный и зенитальный приводы, соединенные электрическими цепями с датчиками и задатчиками угловых положений гелиостата и выходами силовых цепей логического блока переключений, выполненного на основе релейных элементов и имеющего цепи управления, а также точный и поисковый датчики слежения, расположенные в отраженном гелиостатном потоке излучения и электрически соединенные с логическим блоком переключений, причем точный датчик подключен к входам силовых цепей, а поисковый - дополнительным выходом подключен к цепи управления логическим блоком переключения для перевода управления гелиостатом с режима грубого слежения на режим точного слежения, снабжена электрически соединенным с приводом с образованием электрических цепей блоком коммутации режимов работы, имеющим задатчик режима, программным блоком разориентации, подключенным к дополнительным входам блока коммутации режимов работы, и электрически соединенными с остальными входами силовых цепей логического блока переключений противофазными источниками опорных сигналов управления зенитальным приводом и источником опорного сигнала управления восточной ориентацией азимутального привода, а поисковыЙ датчик выполнен одноосным с каналом зенитального слежения, имеющим центральную и периферийные зоны, причем светочувствительный элемент центральной 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 зоны электрически соединен с дополнительным выходом, а светочувствительные элементы периферийных зон - с цепями управления логическим блоком переключений и возможностью подсоединения источника опорного сигнала управления азимутальным приводом при отсутствии сигнала со светочувствительных элементов и для подсоединения соответствующего противофазного источника опорного сигнала управления зенитальным приводом при сигнале с одного из светочувствительных элементов, а угол зрения поискового датчика в азимуте и угол захвата в центральной зоне выбраны меньше углов захвата двухосного точного датчика. На фиг,показана функциональная схема системы управления гелиостатом; на фиг. 2 - угол зрения поискового датчика в азимуте и углы захвата в периферийных и центральных зонах канала зенитального слежения; на фиг. 3 функциональная схема поискового датчика системы; на фиг. 4 - функциональная схема блока коммутации режимов работы системы; на фиг. 5 - расположение точного и поискового датчика системы в отраженном гелиостатом потоке излучения,Система управления гелиостатом 1 (фиг. 1) содержит азимутальный и зенитальный приводы 2 и 3 соответственно, соединенные электрическими цепями 4 с датчиками 5, 6 и задатчиками 7 и 8 угловых положений гелиостата 1 и выходами 9, 10 силовых цепей логического блока 11 переключений, выполненного на основе релейных элементов 12, 13, 14 и имеющего цепи управления, а также точныЙ и поисковый датчики 15 и 16 слежения, расположенные в отраженном гелиостатом 1 потоке излучения и электрически соединенные с логическим блоком 11 переключений, причем точный датчик 15 подключен к входам 17, 18 силовых цепей, а поисковый датчик 16 дополнительным выходом 19 подключен к цепи управления последним для перевода управления гелиостатом 1 с режима грубого слежения на режим точного слежения,Система управления снабжена электрически соединенным с приводами 2, 3 с образованием электрических цепей 4 блоком 20 коммутации режимов работы, имеющим задатчик режима 21, программным блоком 22 разориентации, подключенным к дополнительным входам 23, 24 блока 20 коммутации режимов, и электрически соединенными с остальными входами 25, 26 силовых цепей логического блока 11 переключений противофазными источниками 27, 28 опорных сигналов управления зенитальным приводом 3 и источником 29 опорного сигнала управления восточной ориентацией азимутального привода 2, а поисковый датчик 16 выполнен одноосным с каналамизенитального слежения, имеющим центральную зону 30 (фиг. 2) и периферийные зоны 31 и 32, причем светочувствительный элемент 33 (фиг. 3) центральной зоны ЗО (фиг, 2) электрически соединен с дополнительным выходом 19 (фиг. 3), а светочувствительные элементы 34 и 35 периферийных 31 и 32 (фиг. 2) - с цепями управления логическим блоком 11 (фиг. 1) переключений с возможностью подсоединения источника 29 опорного сигнала управления азимутальным приводом 2 при отсутствии сигнала со светочувствительных элементов 34, 35 (фиг. 3) и подсоединения соответствующего противофазного источника 28 или 27 (фиг. 1) опорного сигнала управления зенитальным приводом 3 при сигнале с одного из светочувствительных элементов 34 или 35 (фиг, 3), а угол зрения поискового датчика 16 (фиг. 1 и 2) в азимуте и угол захвата в центральной зоне 30 выбраны меньше углов захвата двухосного точного датчика 15 (фиг, 1).Поисковый датчик 6 (фиг. ЗК) имеет оптический блок 36 и усилители 37 - 39. Его выходы 40 и 41 подключены к цепям управления логическим блоком 1 (фиг, 1) переключений. Угол зрения поискового датчика 16 в азимуте составляет +2 (фиг. 2), а угол захвата в канале зенитального слежения составляет -1-35, причем в центральной зоне 30 этот угол составляет 3-2, При освещении элементов ЗЗ - 35 на выходах 19, 40 и 41 появляется сигнал постоянного уровня равный 7,5 В,Цепи управления логическим блоком 11 (фиг. 1) переключений включают пороговые устройства 42 - 44, инвертор 45 и источник 46 напряжения. Релейный элемент 12 имеет контакты 47 и 48, релейный элемент 13 - контакты 49 и 50, а релейный элемент 14 - контакт 51 и контактные группы 52 и 53.Источник 29 опорного сигнала и меет делитель 54 напряжения, а источники 27 и 28 - делитель 55 напряжения и резисторы 56, 57.Блок 20 (фиг. 1 и 4) коммутации режимов работы имеет входы 58 - 61 командных сигналов Отбой режимов, Автоматическое сопровождение, Автоматическое сопровождение с регулированием температуры и Полуавтоматическое управление операторомь соогветственно. Блок 20 включает релейный элемент 62 с контактными группами 63 и 64, релейный элемент 65 с контактными группами 66 и 67, релейный элемент 68 с контактными группами 69 и 70, фазочувствительные выпрямители 71 и 72, источник 73 переменного напряжения и разделительный диод 74. Ко входам 75 и 76 блока 20 подключены датчики 5 и 6 соответственно. Точный датчик 15 (фиг. 1) имеет оптический блок,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 светочувствительные элементы, расположенные по азимутальной и зенитальной осям, и усилители (не показаны), подключенные к входам 17 и 18 силовых цепей блока 11 переключений. Датчик 15 имеет линейную характеристику в каждом канале слежения в пределах +.25 угловых минут и при выходе за эти пределы формирует на входах 17, 18 управляющий сигнал постоянного уровня, равный 7,5 В.Датчики 15 и 16 (фиг. 5) установлены перед центральной фацетой термостатана неподвижной штанге 77 оптически соосно.Приводы 2 и 3 выполнены одинаково и включают сумматор 8, усилитель 79, двигатель 80 и редуктор 81.Система управления гелиостатом работает следующим образом.Система может работать в трех режимах, которые задаются от внешнего источника командных сигналов, а именно задатчика режима 21; автоматическое сопровождение (АС), когда гелиостат 1 автоматически перемещается вместе с движением Сол нца, сохраняя неизменным направление отраженного потока солнечной энергии вдоль оптической оси точного датчика 15; автоматическое сопровождение с регулированием температуры (АСРТ), когда направление отраженного потока солнечной энергии может отклоняться на некоторый угол, который находится в пределах линейной зоны точного датчика 15; полуавтоматическое управление (ПА), когда положение гелиостата 1 задается оператором с помощью задатчиков углового положения 7 по азимуту и 8 по углу места (зенитальное положение),В исходном положении перед началом работы гел носта т 1 на ходится у восточного упора, т, е. нормаль в плоскости зеркала гелиостата 1 ориентирована на восток.Рассмотрим работу системы в режиме АС с исходного положения. При этом от задатчика режима 21 (фиг. 1) по входу 59 поступает напряжение на релейный элемент 62 (фиг. 4) блока 20 коммутации режимов работы и замыкаются его контакты 63 и 64, обеспечивая прохождение сигналов по входам 9 и 10 от логического блока 11 (фиг, 1) переключений датчиков 15 и 16 на входы приводов 2 и 3. После подачи питания на систему от источника 46, находящегося в логическом блоке 11 переключений, запитываются поро- говое устройство 44, инвертор 45 и релейный элемент 14. При отсутствии сигнала по дополнительному выходу 19 срабатывает релейный элемент 14, при этом: замыкается контакт 51, подавая питание на пороговые устройства 42 и 43 и релейные элементы 12 и 13; перебрасывается контакт 52, подключая выход делителя 54 напряжения к выходу 9 силовых цепей блока 11ПЕГ 1( К)аЕНИ)г П 1" ,П ОДЕЛОнаи ЧЕРЕЗ РЕЭ 1.ТОРЯ:у, . О;ХОДЫ пе 11 е 1 ч 5 . )1 ПИ)10 Ги Овых пеней блокЯГра " -инаССО Р 1 а (.1;)дн, ао) ВПООЖЕНИИ ОТраГКЕННЫЙ Луи НЕ ПО 1 Я,аЕ". Яполе зрении поискового дятГя .16, 1 асгл .в ь)ходах 40, 4 1 и 1 сиг Я.:ОССВ/Е 13 адЕ 1 -ъв ЭлЕМЕ.-Ы )lн е срз.Зты ВяОГ их 1(онтяктьНЯХОДИТСИ В ИСХОДНОМ СОСТОННИИЗЛО:(Я;ПЕ 1" Е.,".".ПжИ ДЯТПО;ОДЯ ПОТВЕТС:; С)На На В ,:ОН Ч;.)Е 1 УИТЕЛЬ.1 ОНВ;1-Е(ДЯТЧИКЯО, ПРОХСДНТ ЧС ЕЯ -:1",Н Я Р ЕЛ Е Иг Ы И Э 1 ЕМ Ен ТЧЕГО Раз)1;(ЯЕТСИ СГО )(О;.Я (Т;,; С 1(,ПИТЯПИЕ Г ПЕ 1 ЕЧНЫХ ЭЛЕМаг г,пере 6 ОЯ ывОтсн в ,сход 1(екон Гзкты О. и 6; пОДелгоч:1 п18 силовых пепай лл 5" ГИГПЗс,1;., уг 1,енин ео горой релейные элементыи 68 (фиг. 4; пе 1)ебоасывагот свои, ., :, . о.,Еда, . КО ОРОВ РЗчанапример, на сельсинах или вращающихся трансформаторах. В этом случае при Повороте ротора задатчика 7 или 8 на выходе появляется сигнал переменного тока, поступающий на вход фазочувствительного выпрямителя71 и 72, который п реобразует его в сигнал постоянного тока. Этот сигнал поступает на вход сумматора соответствующего привода 2 или 3 гелиостата 1. Гелиостат 1 будет поворачиваться до тех пор, пока угол соответствующего датчика 5 или 6 не станет равным углу задатчика 7 или 8, при этом сигнал с выхода датчика 5 или 6 углового положения гелиостата 1 становится равным нулю.Таким образом, введение в систему управления гелиостата 1 блока 20 коммутации режимов работы с задатчиком 2 режима и программного блока 22 разориентации обеспечивают расширение функциональных возможностей системы, что,в свою очередь, позволяет регулировать количество солнечной энергии, поступающей к приемнику излучения.Это дает возможность вести технологические процессы плавки различных металлов и сплавов, где требуется изменять температуру по определенному закону в зависимости от состава материалов, а также проводить испытания различных материалов на воздействие теплового и светового излучения:Кроме того, в системе управления упрощена конструкция поискового датчика 16 и изменена логика его работы, обеспечивающая использование принципа одноос.ного слежения, делящегося по углам захвата на центральную и периферийные зоны30 - 32, что снижает стоимость системыуправления.В пределах линейной зоны точногодатчика 15 возможно осуществление слежения за положением Солнца с программируемой разориентацией, что позволяет ни вилировать характеристики приемников излучени я.Составитель П, ШеТехред И. ВересТираж 661И Государственного коделам изобретений имосква, Ж - 35, РаушскП Патент, г, Ужгород,Редактор А. ДолиничЗаказ 1557/33ВНИИПпо113035,филиал ПП ндеровичКорректоПодписномнтета СССРоткрытийая наб., д. 4/5ул. Проектная