Устройство для контроля и регулирования процесса вулканизации изделий

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ . И РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЗРОЦЕССА ВУЛКАНИЗАЦИИ ИЗДЕЛИЙ, содержсивее блок ,цатчкков температуры/ подключенный выхо-дом к первому входу блока моделирования процесса, блок реле, блок и

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) ping 6. 06 F 15/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

М

Ъ Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЭ06РЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3342625/18-24 (22) 11. 08. 81— (46) 15.04.83. Бюл.. 914 (72) К.И. Диденко, Е.Б. Иаслий, Б.Т. Сытник, A.È. Курманов, В.Г. Пороцкий, A.È. Лукомская и Б.С.,Левочico . (53) 621.396(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 467835, кл. G 05 О, 23/22, 1972. .2. Патент США В 4 044.600,. кл. 73-15, опублик. 1977 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

И РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВУЛКАНИЗА—

ЦИИ ИЗДЕЛИЙ, содержащее блок датчиков температуры, подключенный выхо- . .дом к первому входу блока моделирования процеоса, блок реле, блокисполнительных механизмов и блок индикации,. о т л и ч а.ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, в нЕго вве;, дены послецовательно соединенные таймер, логический блок, управляемый интегратор и блок компараторов, первый выход которого подключен ко входу блока испОлнительных механизмов, а второй - к первому входу блока индикации и ко второму входу логического блока, третий вход которого подключен к выходу блока моделирования процесса и второму входу блока индикации, а четвертый входк выходу блока реле, вторым входам управляемого интегратора и блока моделирования процесса и входу тай- I мера, выход которого подключен к.тре тьему входу блока индикацйи.

1012273

Изобретение относится к автоматическому регулированию и предназначено для управления вулканизационным оборудованием на базе математического моделирования процесса, в частности форматорами — вулканизаторами qoкрышек пневматических шин, и может использоваться в шинной, химической, металлургической и других отраслях промышленности для оптимизации процесса с распределенными параметрами описываемых уравнениями типа Фурье., Известно устройство для корректировки режимов вулканизации Изделий сложной конфигурации, содержащее последовательно включенные блок дат- .15 чиков температуры, блок моделирования теплового процесса и блок определения кинетики вулканиэации, выполненный в виде вулкаметра с прог- раммным регулированием температуры 20 подключенного к одному из входов компаратора, другой вход которого соединен с выходом блока уставок (1).

Известное устройство характеризуется необходимостью проведения 25 параллельных с процессом вулканизации иэделия испытаний резинового образца, а также неточным определением момента проведения заключите- льных операций режима вылканизации, так как сигнал на проведение заключительных операций подается на испо.пнительные механизмы оборудования в тот момент, когда величина степени вулканизации изделия, определен- 35 ная на вулкаметре, становится равной заданной в блоке уставок. Если заданная величина степени вулканизации достаточна для выгрузки изде- . лия, то последнее будет находиться в оборудовании после ее достижения некоторое дополнительное время, необходимое для проведения заключительных операций, если же заданная величина имеет несколько меньшее значение, то при выгрузке иэделия его 45 степень вулканизации может отличаться от требуемой. Это вызвано тем, что величина, на которую возрастает степень вулканизации во время проведения заключительных операций, не 50 является постоянной, а зависит от температуры в изделии перед началом их проведения.

I.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство оптимизации режимов вулканизации изделий FIRE CURE AND HEAT

f RAHSFER Б1МШ.АТОй;содержащее блок дат" чиков температуры, блок моделирования теплового процесса, блок определения ки-00 нетики вулканизации,блок реле оборудования и блок реле исполнительных механизмов, причем выход блока датчи.". ,ков температуры через первый вход блока моделирования теплового процес- 5 са подключен ко входу блока определения кинетики вулканиэации, выход которого подключен ко входу блока реле исполнительных механизмов, выход блока реле оборудования подключен ко второму входу блока моделирования теплового процесса входы блоков датчиков температуры и реле оборудования являются входами системы, а ее выходом — выход блока реле исполнительных механизмов. Блок определения кинетики вулканизации выполнен в виде блока определения степени вулканизации, выход которого подключен к одному йз входов компаратора, другой вход компаратора подключен к выходу блока уставок. Система автоматически (по сигналу от блока концевых выключателей) переводится в режимы работы или ожидания Р 2).

Общим недостатком указанных известных устройств является невысокая надежность регулирования режимов вулканизации изделий, так как при нарушении нормальной работы отдельных блоков процесс будет закончен либо ранее минимальной, либо не будет завершен до вмешательства оператора по истечении максимальной продолжительности режимов вулканизации, обусловленной допустимыми по верхнему и нижнему пределу колебаниями темпе:— ратур теплоносителей на оборудовании.

Продолжительность режимов вулканизации определяется как фактическими температурами на оборудовании, так и безотказностью работы всех элементов известных устройств и системы.

При этом причина изменения продолжительности режима вулканизации издедия известной системой не может быть сразу и однозначно определена. Например, уменьшение продолжительности режима может быть вызвано либо повышением температур на оборудовании, либо преждевременным сигналом на выходе известных устройств и системы вследствие нарушения нормальной работы элементов в блоках, осуществляющих моделирование теплового процесса и определение кинетики вулканиэации. Кроме того, известные устройства и система не позволяют, наряду с гибкой по продолжительности программой реализовать жестко заданную по времени работу оборудования с одновременным неразрушающим контролем степени вулканизации, что требуется для поточных производств.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля и регулирования процесса вулканизации изделий, содержащее блок датчиков температуры, подключенный выходом к первому входу блока моделиро1012273 грузки. На выходе блока 3 в соответствий с условием

Р (С ) О Ч " (мин

4 у>„ -ту „„Я) вания процесса, блок реле, блок исполнительных механизмов и блок .индикации введены последовательно соединенные таймер, логический блок, управляеьый интегратор и блок компа- 5 Ф(Б) = ,,... 1o s s опт раторов, первый выход которого под(1) ключен ко входу блока исполнительных механизмов, а второй - к первому формируется логический сигнал (). входу блока индикации и.ко второму поступающий на первый вход логическовходу логи веского блока, третий

ro блока 11, выход которого подклювход которого подк „чен к выходу 10 чен через перв и вход интегратора 5 блока моделирования процесса и второ- ко входу б. Второй и третий входы лока 11 подключены соответственно к выходу блока реле, вторым входам . к выходУ таймеРа 7 и пеРвомУ выхоуправляемого интегратора и блока моделирования процесса и входу тайме- l5 выРабатываютсЯ УПРавл щ е сигна ра, выход которого подключен к трена блок 8. тьему входу блока индикации. В начале и конце режима вулканиНа Фиг.1 представлена функциональ- зации изделия на выходе блока .9 форная схема предложенного устройства, мируются логические сигналыфг(К) на фиг.2 — один из вариантов выполне- 20 в соответствии с выражением ния функциональной схемы логического блока моделирования и блока индика1, если К вЂ” начало режима ции. (2(() вулканизации (2)

Устройство содержит блок 1 датчи- О, если К вЂ” завершение режима . ков температуры, блок 2 моделирова- 25 вулканизации,, ния процесса теплопередачи и бпок 3 определения кинетики вулканизации, где К вЂ” состояние контактов реле обору.входящие в состав блока 4 моделиродования блока 9. ваиия процесса, управляемый интеграЛогическим сигналом (pal(tc)=1 блок 2 тор 5, блок б копараторов, таймер 30 переводится в режим моделирования ин7, -блок 8 исполните ьн х механизмов, тегРатоР 5 — в Режим интегРиРованиЯ, блок 9 реле оборудования и блок 10 включаетсЯ таймеР 7. Логическим сиг индикации и логический блок 11. налом Ф2(К) =0 они приводятся в исходфункциональная схема логического ное состояние — в блоке 2 устанавблока 11 и блока 10 индикации (фиг 2) ливаются начальные условия, интеграсодержит инвертор 12> второй эле- - тор и ™р 7 обнуляются. Сигналы

35 мент ИЛИ 13, элемент И 14, первый 15, на втоРом выходе блока б и выходе второй 16, тре ий 17 и четвер и 18 блока 8 (выходе УстРойства пРи эЛементы индикации, дешифратор 19, этом отсутствуют. Таймер 7„ формирует а также первый элемент ИЛИ 20. временной интервал С, к соответстустройство работает следующим 40 вУюЩий максимальновозможной продолжиобразом. тельности режима вулканизации - от нае .1 чала режима до момента проведения

От .блока 1 сигналы, пропорциональ- заключительных операций — и вырабаные температурам теплоносителей, тывает на выходе логический сигнал обогревающих изделие, поступают в ка- 45 в соответствии с выражением честве граничных условий на первый вход блока 2, на выходе которого в р (ц j0 "- макс результате моделирования процесса

Ъ ( (к/мА 7 ", мокс к определяется расчетным или мс кс фиг.1 не показана) 50 экспериментальным путем и соответствуформируется сигнал, пропорциональный ет величине С, которая при минимально температуре Т на лимитирующем продол- допустимых температурах теплоносйтежительность Т вулканизации, например, лей, в реальном, нормально протекаюнаименее прогреваемом участке изделия. щем процессе производства, обеспечи В блоке 2 решается уравнение теплопро55 вает достижение в изделии g — Йттив н од ости типа Фурье. С выхода блока 2 мальной степени вулканизации,-с учеФопт сйгнал поступает на вход блока 3, том ее прироста за время проведения в котором моделируется в течение Г заключительных операций режима и при изменение суммарной степени вулкани- довулканизации вне оборудования. На зации S, достигаемой в изделии с уче-б0 .первом выходе блока б кдмпараторов том его возможной довулканизации вне логический сигнал Формируется по услооборудования в зависимости от ТА (C) вию и осуществляется сравнение S с оптимальной дпя изделия степенью вулканизации Яхт достаточной для его вы1012273

Начало режима вулканизации

Продолжение режима вулканизации

Сокращение режима

®улканизации в допустимых пределах ,»

Удлинение режима вулканизации, в допустимых пределах

Нарушения в работе системы гдето - минимально возможная продолжительность режима вулканизации от его начала до момента проведения заключительных операций.

4 „„„„ также определяется расчетным илй экспериментальным путем и соответствует .величине Й, которая » при максимально допустимых температурах теплоносителей в реальном, нормально протекающем процессе производства, обеспечивает достижение в из- 10 делии &опт — оптимальной степени вулканизации с учетом. ее прироста за время проведения заключительных операций режима и при довулканизации вне оборудования. 15

На первый, второй, третий и четвертый входы блока 11 поступают соответственно логические сигналы ,(ц (),(рь(С),lp (a)и ф (к> и при этом на его р() 0(< опт). ОФ „к,,)ОФ. „ци> .1

Ъ 0(S„<+m) 0(И „" „с)1(СЯ,м„ ) 1

3 1®ЪЭ(и1т) . О С С, )1(Ч мни) 1

4 1(5 5о к) 1(Ж е)1(чии ) 0(S ) 1+ QK i <„) о

7 ЩРЖо т) 1(В7/Г „ 0(« Г щ д, ) 1 (8 0(6 Вопг) (С мо Р(с мин) 1 выходе формируется по логическому условию б ь() 1() 4()j 2 (< ) логический сигнал, поступающий - на первый вход интегратора 5. Логичес- ким сигналом (=0 интегратор 5 переводится в режим запоминания, а логическим сигналом ф =1 - в режим интегрирования. Число различных комбинаций двоичных сигналов на четырех входах блока И определяется как24 =16, 8 иэ них соответствуют значению К =1 (начало режима вулканизации), а В - Ц (К 0 (завершение режима вулканизации) .

В таблице приведены все возможные комбинации двоичных сигналов

9<(q),+(e),ô (é) на выходах блока 11 для ф2 К =1,и ЯЯ,е ф ц 4,) на его выходе, а в сйобках записаны условия

° присутствия соответствующего сигнала.

Значительное снижение температур теплоносителей — процесс протекает ненормально, или нарушения . в работе системы

Значительное повышение температур теплоносителей — процесс протекает ненормально, или нарушения в работе системы

1012273

На вход инвертора 12, являющийся третьим входом блока 11, с первого выхода блока 6 поступает сигнал (Г)

Выход элемента 21 ИЛИ через первый, а выход инвертора 12 через. второй входы элемента 13 ИЛИ подключены к первому входу элемента 14 И. Сигнал. ф (К)с выхода блока 9 поступает на второй вход элемента 14 И, являюшийся четвертым входом блока 11. На выходе элемента 14 И по условию 5 формируется сигнал4 (% „Щ Ф,, 4)..

Элементы индикации — первый 15, второй 16, третий 17 и четвертый

18 — блока 10 предназначены для отображения информации о ходе процесса вулканизации и исправности предлагаемой системы.

На входы первого 15, второго 16, третьего 17 элементов индикации поступают соответственно сигналы ф (5)- с выхода блока 3, lp+g с выхода таймера 7 и Ц 4 (с) - с первого выхода блока 6.

Различные комбинации включений элементов 15- 1? индикации однозначно определяемые значениями логических сигналовЧ ф ф, позволяют судить о состоянии процесса вулканизации и исправности устройства согласно таблице 1. В случае нарушения в работе устройства комбинации 5-8 таблицы включается элемент 18, выход которого подключен к выходу дешифратора 19. Входы первого 15, второго 16 и третьего 17 элементов индикации параллельчо подключены ко входам дешифратора 19 и являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока 10. Включение элемента

18 индикации по сигналу на выходе дешифратора, сигнализирующее о неис,правностях в работе предлагаемого устройства или в ходе процесса вул. канизации, достигается тем, что таб» лица истинности дешифратора 19 аналогична предложенной таблице, т.е. сигнал на выходе дешифратора 19 при.сутствует только в случае комбинации . 5-8 сигналовф1ФъЧ 4.

Таким образом, по истечении Ермо логический сигнал "tP =1 на выходе блока 11, разрешающйй продолжение интегрирования в интеграторе 5 и, следовательно, определяющий момейт выдачи сигналов управления для проведения заключительных операций режима вулканизации со второго выхода блока 6 на блок 8 может присутствовать лишь в интервале времени ц 4ф

<Т Этот диапазон возможного изменения продолжительности вулканиза-: циИ будет выдерживаться и в том случае, если при Г< Г н . на выходеблока

3 появится сигнал 1Ц5 =1 или при ЬЛ „О

-9q S =О, что достигается за счет. логики. работы блока 11,.приведенной

Блок 11 и блок 10 работает следующим образом.

С выхода блока 3 определения кинетики вулканиэации сигнал (()посту- 60 пает на первый, а с выхода таймера

7 сигнал ф ®) — на- второй входы элемента 20 ИЛИ, являющиеся соответственно первым и вторым входами бло-. ка 11. 85

Очевидно, что первые четыре комбинации .двоичных сигналов на входах блока 11 соответствуют нормальной работе системы оптимизации режимов вулканизации изделий и вулканизацион. ного оборудования (на фиг.1 не показано). Комбинации 5-8 свидетельствуют о нарушении нормального хода процесса на оборудовании или в работе системы.

В блоке 6 осуществляется сравне ние сигнала, поступающего с выхода интегратора 5 и пропорционального . с величинами уставок компараторов, пропорциональными заданными продолжительностям операций режима вулка- 15 низации изделий. Первый выход блока 6 является выходом одного иэ компараторов с уставкой, пропорциональной Гмцн, а второй - выходами остальных компараторов с уставками, пропорциональны( ми.продолжительности операций режима .вулканиэации, т.е. на втором выходе вырабатывается программа выдачи управляющих воздействий иа блок 8.

Интегратор 5 осуществляет интегрирование эталонного напряжения от источника эталонного напряжения, входящего в его состав, и формирует на выходе сигнал, пропорциональ- 30 ный продолжительности интегрирования

При проведении вулканизации на оборудовании сигнал ф К =1. В зависимости от сигналаЧ 5(Q„g Ф4) определяе— мого условием 5 и поступающего на первый вход управляемого интегратора, последний переводится в режимы

"Интегрирование" =1 или "Запомина-:

5 ние"(ф =0) . В начале режима вулканиэации(у =1)и интегратор 5 начинает интегрирование, затем в момент В"- Г ц ц, на первом выходе блока

6 формируется сигналf g) =1, сигнал на выходе блока 11 принимает эна5 чение логического "0" и интегратор

5 переводится в режим "запоминание" 45 при этом на втором выходе блока 6 отсутствуют управляющие сигналы

"блоком 8. Далее при достиженииВ<

3 д/или Г щн Q< принимает значение логической "1", интегратор 5 пере- 50 водится в режим "Интегрирование" и на втором выходе блока 6 формируются сигналы для проведения заключительных операций режима вулканизации блоком 8. 55

1012273

1иг.g

Составитель Е. Версобина

Редактор М. Келемеш Техред A.A÷ Корректор A. Тяско

Вакаэ 27б7/61 . Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . ио делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП ".Патент",. r. Ужгород, ул. Проектная, 4 в таблице, т.е. при любом нарушении работы предлагаемой системы или хода процесса режим вулканизации завершается автоматически, а его продолжительность соответствует либо В „щн, либор: и к,причем в блоке 10 появляется информация о характере нарушений(комбинации 5-8 сигналов в таблиц .

Использование новых элементов выгодно отличает предлагаемое устройство от прототипа, так как IIQвышается надежность регулирования режимов вулканизации изделий, т.е. надежность выдачи сигналов управ-. лений с ее выхода на исполнительные механизмы оборудования.