SU1104375A1 - Способ автоматического управлени процессом термовлажностной обработки железобетонных изделий и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ автоматического управлени  процессом термовлажностной обработки железобетонных изделий, включающий измерение температуры конденсата и изменение подачи пара, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества управлени , измер ют вес издели  в течение всего времени обработки и температуру поверхностного сло  издели , корректируют и ограничивают подачу пара, причем изменение подачи пара осуществл ют по разности между измеренным весом издели  и эталонным значением дл  данного типа при заданном температурном профиле, коррекцию подачи пара осуществл ют в зависимости от температуры конденсата, а ограничение подачи пара - по температуре поверхностного сло  издели .

Description

2. Устройство д.л  автоматического управ лени  процессом термовлажностной обработ ки железобетонных изделий, содержащее дат чик температуры конденсата и исполнительный механизм на линии подачи пара, отличающеес  тем, что, с целью повышени  качества управлени , оно снабжено датчиками веса, преобразователем, блоком сравнени , программным задатчиком, регул тором, датчиком температуры поверхностного сло  издели  и преобразователем аналоговый сигнал - частота, причем выход датчиков веса

соединен через преобразователь с одним из входов блока сравнени , другой вход которого соединен с выходом программного задатчика, выход блока сравнени  соединен с первым входом регул тора, выход которого подключен к исполнительному механизму подачи пара, выход датчика температуры поверхностного сло  издели  соединен с вторым входом регул тора, а выход датчика температуры конденсата через преобразователь аналоговый сигнал - частота соединен с входом программного задатчика.

1

Изобретение относитс  к управлению термоБлажностной обработкой изделий и может быть применено в крупнопанельном домостроении при изготовлении изделий из сборного железобетона.

Известен способ автоматического управлени  процессом термовлажностной обработ ки бетона, использующий устройство дл  измерени  температуры поверхности твердого тела, содержащее термодатчик, помещенный в защитный чехол, держателем которого служит двуплечий рычаг, закрепленный на горизонтальной оси, рычаг установлен на поворотном держателе, ось вращени  которого перпендикул рна к оси рычага и выполнена в виде винта с осевым отверстием, через которое выведены электроды термопар 1.

Недостатком этого способа  вл етс  низка  точность управлени .

Наиболее близким по технической сущ1ЮСТИ к предлагаемому  вл етс  способ автоматического управлени  процессом термовлажностной обработки железобетонных изделий, включающий измерение температуры кондецсата и изменение подачи пара 2.

Известно устройство управлени  процессом термовлажностной обработки железобетонных иаделий, включающее датчик температуры конденсата и исполнительный механизм- на линии подачи пара 2.

Недостатком известных способа управлени  и устройства  вл етс  низка  производительность из-за отсутстви  обратной св зи по качеству обработки изделий, привод ща  к увеличению времени обработки издели .

Целью изобретени   вл етс  повышение качества управлени .

Эта цель достигаетс  тем, что согласно способу автоматического управлени  процессом термовлажностной обработки железобетонных изделий, включающему измерение . температуры конденсата и изменение подачи

пара, измер ют вес издели  в течение всего времени обработки и температуру поверхностного сло  издели , корректируют и ограничивают подачи пара, причем изменение

подачи пара осуществл ют по разности между измеренным весом издели  и эталонным значением дл  данного типа при заданном температурном профиле, коррекцию подачи пара осуществл ют в зависимости от температуры конденсата, а ограничение подачи пара - по температуре поверхностного сло  издели .

Кроме того, устройство дл  автоматического управлени  процессом термовлажностной обработки железобетонных изделий, содержащее датчик температуры конденсата и исполнительный механизм на линии подачи пара, снабжено датчиками веса, преобразователем , блоком сравнени , программным задатчиком, регул тором, датчиком температуры поверхностного сло  издели  и пре0 образователем аналоговый сигнал - частота , причем выход датчиков веса соединен через преобразователь с одним из входов блока сравнени , другой вход которого соединен с выходом программного задатчика, вь1ход блока сравнени  соединен с первым входом регул тора, выход которого подключенг к исполнительному механизму подачи пара, выход датчика температуры поверхностного сло  издели  соединен с вторым входом регул тора, а выход датчика темQ пературы конденсата через преобразователь аналоговый сигнал - частота соединен с входом программного задатчика.

Сущность способа заключаетс  в следующем .

Регламентной прочности бетона можно

5 достигнуть несколькими пут ми.

При температуре 20°С требуема  прочность нарастает за 28 сут. Этой же величины можно достигнуть и При меньшей выдержке издели  за счет термовлажностной обработки по специальному температурному профилю. Но дальнейшего уменьшени  времени обработки нельз  достигнуть повышением температуры, так как при этом возможна деформаци  поверхностного сло  бетона за счет неравномерной сушки издели  по объему. Дл  того, чтобы избежать ухудшени  качества, на практике сознательно понижают температуру, увеличива  врем  обработки . Способ позволит повысить скорость обработки до максимальной с ограничением по верху по температуре поверхностного сло . Достаточна  точность управлени  при этом достигаетс  введением обратной св зи по качеству термовлажностной обработки - нарастанию прочности бетона. Так как пр мое измерение этого параметра - довольно трудно автоматизируема  операци , предлагаетс  ее косвенное определение по изменению веса издели  во времени. Таким образом, достигаетс  максимально возможна  скорость обработки изделий. Способ решает оптимизационную задачу - уменьшение времени термовлажностной обработки изделий при заданной прочности бетона с ограничени ми сверху по температуре «контрольных точек, а снизу - по температуре обработки. Пример. При термовлажностной обработке наружных стеновых панелей (здани  серии Ш-92-2С-1) количество воды в первоначальной загрузке дл  различных типов панелей (например, ИР 1-5) колеблетс  от 235 до 250 л, что составл ет 12% от веса всей панели. Диапазон изменени  веса, таким образом, составл ет 200-215 кг Погрешность тензометрических датчиков типа ЭТВУ-4Б составл ет 0,2% от диапазона измерени  (600 кг), что составл ет 1,2 кг. Тага  точность обеспечивает точное измерение изменени  веса, а следовательно, и точность управлени  при диапазоне 600 кг. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Термовлажностна  обрабдтка производитс  в пропарочной камере 1, куда подаетс  кассета с отформованным изделием из сборного железобетона 2. На кассете монтируютс  датчики 3 веса, соединенные с элек тропневмопреобразователем 4. В нижней час ти пропарочной камеры смонтированы трубы подогрева с исполнительным механизмом 5 на линии подачи острого пара. На выходе конденсата смонтирован датчик 6 температуры , преобра.зователь 7 аналоговый сигнал - частота, выход которого соединен с корректирующим по времени входом (питание двигател ) программного задатчика 8. Выходы преобразовател  4 и программного задатчика 8 соединены с блоком 9 сравнени , выход которого соединен с регул тором 10. На «контрольной точке (выступ) смонтирован датчик 11 температуры, выход которого соединен с корректирующим регул тором 10. Выход регул тора 10 соединен с исполнительным механизмом 5 на ли.нии подачи пара. Устройство работает следующим обраЛ пропарочную камеру 1 подаетс  кассета 2 с отформованным изделием. В камеру подаетс  пар. Оперативно измеренный вес от датчиков 3 веса в виде электрического сигнала (например, тензометрические датчики ЭТВУ-2Б) подаетс  на преобразователь 4. Унифицированный сигнал с преобразовател  4 подаетс  на блок 9 сравнени . Сюда же подаетс  сигнал (зависимость веса издели  от времени обработки при заданном темг;ературном профиле) от .программного задатчика 8. Разность между оперативно измеренным весом и эталоном заводитс  в регул тор 10, в котором формируетс  управл ющий сигнал на устранение возникшего разбаланса. Выход с регул тора 10 соединен с исполнительным механизмом 5 на линии подачи острого пара. В случае, когда разбаланс велик и исполнительный механизм 5 открывает подачу пара на большую величину , температура поверхностного сло  повышаетс  быстрее, чем внутри издели , что может повлечь за собой брак. Дл  того, чтобы этого не случилось, в предлагаемом устройстве регулирующее воздействие от регул тора 10 корректируетс  по температуре «кон трольной точки (выступ, изгиб поверхности ), измер емой датчиком II. При внешних возмущени х в системе подачи теплоагента (снижение его температуры , давлени ) увеличиваетс  разбаланс меж ду измер емым весом и эталоном этого типа издели . Открытие исполнительного механизма 5 на линии подачи пара в этом случае не приводит к желаемому эффекту. Прочность бетона не достигает достаточной величины. Дл  устранени  последствий от возмущений в линии подачи теплоносител  осуществл етс  коррекци  временных характеристик эталона. С этой целью сигнал, снимаемый с датчика температуры конденсата 6, заводитс  через преобразователь 7 в виде величины питани  двигател  програм много задатчика 8. С уменьшением температуры конденсата уменьшаетс  скорость вращен   двигател  Программного задатчика и наоборот (скорость вращени  двигател  программного задатчика 8 регулируетс  генератором импульсов, частотой которых мож но управл ть аналоговым сигналом с датчика 6 температуры). С увеличением времени обработки по эталону уменьшаетс  разбаланс между текущим весом и эталоном, что равнозначно нарастанию прочности бетона до регламентной, таким образом достижение регламентной прочности бетона происходит за счет тепловой обработки (температура) и времени проведени  процесса. Предлагаемый способ реализуетс  следующим образом.

Термовлажностна  обработка производитс  в пропарочной камере 1, куда подаетс  кассета с отформованным изделием 2 (например, наружна  стенова  панель HP 1-5 зданий серии Ш-92-2С-1) из сборного железобетона. Снизу кассеты монтируютс  тензометрические датчики 3 веса типа ЭТВУ2Б на соответствующий вес изменени  воды в изделии 2, в данном случае 600 кг, так как настройка ЭТВУ-2Б позвол ет не учитывать неизмен ющийс  вес издели  2 (балласт). Датчики 3 соединены с электропневмопреобразователем типа ЭПП, преобразующим токовый сигнал О-5 мА в унифицированный пневматический сигнал 0,2-1,0 кгс/см, пропорциональный токовому.

В нижней части пропарочной камеры 1 смонтированы трубы подогрева с исполнительным механизмом 5 на линии подачи острого пара. В качестве исполнительного механизма в данном устройстве используетс  мем бранный исполнительный механизм, работающий от пневматического сигнала 0,2- 1,0 кгс/см. При подаче сигнала 0,2-1,0 кг он преобразует это давление в поступатель. Ное перемещение штока, рабочий орган которого открывает или закрывает подачу пара в пропарочную камеру 1. На выходе конденсата смонтирован датчик температуры 6, в качестве которого использован термометр манометрический с пневматической передачей типа ТПЖ-4-У. Диапазон измерени  термометра выбран О-100°С. Выходным сигналом термометра  вл етс  унифицированный пневматический сигнал 0,2-1,0 кгс/см, про порциональный изменению температуры конденсата . Этот сигнал заводитс  в преобразователь 7, преобразующий переменный сигнал 0,2-1,0 кгс/см в импульсы давлени  воздуха с измен ющейс  частотой повторени  в зависимости от- входного сигнала (на практике использовано устройство - генератор с управл емой частотой). Выход этого преобразовател  7 соединен с корректирующим по времени входом (питание двигател ) про граммного задатчика 8. Программный задат чик 8 представл ет собой стандартный пневматический программный задатчик по времени типа П31.2ЭА с пневматическим двигателем вторичных приборов. Принцип действи  задатчика следующий. В приборе имеетс  пневматический двигатель, работающий от пневматического сигнала (импульсы воздуха ) , вал которого соединен с редуктором (дл  увеличени  мощности на валу), выходное зубчатое колесо которого жестко св зано с лекалом, представл ющим собой пластинку , форма которой диктуетс  услови ми получени  выходного сигнала (зависимости изменени  веса издели  от времени при термовлажностной обработке). Профиль лекала (в комплект прибора вход т заготовки, на основе которых выполн етс  необходимый температурный профиль) отслеживаетс  след щей системой, котора  системой рычагов

соединена с устройством сопло-заслонка, позвол ющим преобразовывать измен ющий с  профиль пластины в зависимости от времени в пневматический сигнал 0,2-1,0 кгс/ 5 /см 2. Выход преобразовател  4 и программного задатчика по времени 8 соединены с блоком 9 сравнени . Выходной сигнал с блока 9 сравнени  в виде пневматического сигна ла 0,2-1,0 кгс/см, пропорциональный величине разбаланса между весом издели , ко торый должен быть к этому времени от начала операции обработки, и весом, оперативно измеренным датчиками веса, заводитс  в регул тор 10. На контрольной точке (вы ступ) монтируетс  датчик 11 температуры,

, в качестве которого использован манометрический термометр ТПЖ-4-У или несколько дл  получени  усредненной информации о прогреве «гор чих точек издели . Выходной сигнал термометра 0,2-1,0 кгс/см соединен с корректирующим входом регул то0 ра 10.

В случае, если температура и давление входного пара держитс  на регламентном уровне (энергоемкость потока достаточна), регул тор 10 отрабатывает заданный режим тепловой обработки по температурном про5 филю программного задатчика 8 и в случае, если количество пара дано больще, чем это требуетс , температура контрольной точки сразу подниметс  до величины, при которой качество издели  ухудщаетс  (растрескивание бетона за счет неравномерного прогре ва), что вызывает увеличение сигнала от дат чика температуры 11 и, соответственно, уменьщение расхода пара за счет его корректирующего воздействи  на командный сигнал регул тора 10. В случае, если энергоемкость пара мала, то разность между оперативно измеренным значением веса издели  от датчика 3 и величиной задани  от програм много задатчика не будет уравниватьс  при максимально открытом исполнительном механизме 5 на линии подачи пара. А раз так,

то прочность издели  не наберет нужную по технологии величину. Дл  устранени  послед ствий от возмущений на линии подачи теплоносител  в предложенном устройстве осуществл етс  коррекци  временных характеристик эталона. С этой целью сигнал, снимаемый с датчика 6 температуры конденсата , заводитс  в преобразователь 7 аналоговый сигнал - частота. С уменьщением частоты импульсов пневмодвигатель в программном задатчике 8 с меньщей скоростью вращает лекало - требуемый по технологии температурный профиль, следовательно, это приводит к увеличению времени обработки издели  при этой (пониженной) температуре что повышает прочности и другие физические свойства бетона.

J Таким образом, решаетс  аппаратурно реализованна  оптимизационна  задача снижение времени обработки издели  с ограничени ми по верху по температуре конт7 1104375„

/о

рольных точек, а по низу - по температуретрудозатрат за счет полной автоматизации

конденсата (энергоемкости теплоносител ).процесса.

Экспериментальна  проверка устройст-Ожидаемый экономический эффект изобва и реализующего его способа показалиретени  создаетс  за счет уменьшени  вре

надежную работу устройства при большоймеки обработки изделий (в зависимости от

точности управлени  процессом, снижение типа издели  оно колеблетс  от 15 до 30%).

Claims (2)

1. Способ автоматического управления процессом термовлажностной обработки железобетонных изделий, включающий измерение температуры конденсата и изменение подачи пара, отличающийся тем, что, с целью повышения качества управления, измеряют вес изделия в течение всего времени обработки и температуру поверхностного слоя изделия, корректируют и ограничивают подачу пара, причем изменение подачи пара осуществляют по разности между измеренным весом изделия и эталонным значением для данного типа при заданном температурном профиле, коррекцию подачи пара осуществляют в зависимости от температуры конденсата, а ограничение подачи пара — по температуре поверхностного слоя изделия.

2. Устройство для автоматического управ ления процессом термовлажностной обработ ки железобетонных изделий, содержащее дат чик температуры конденсата и исполнительный механизм на линии подачи пара, отличающееся тем, что, с целью повышения качества управления, оно снабжено датчиками веса, преобразователем, блоком сравнения, программным задатчиком, регулятором, датчиком температуры поверхностного слоя изделия и преобразователем аналоговый сигнал — частота, причем выход датчиков веса соединен через преобразователь с одним из входов блока сравнения, другой вход которого соединен с выходом программного задатчика, выход блока сравнения соединен с первым входом регулятора, выход которого подключен к исполнительному механизму подачи пара, выход датчика температуры поверхностного слоя изделия соединен с вторым входом регулятора, а выход датчика температуры конденсата через преобразователь аналоговый сигнал — частота соединен с входом программного задатчика.