Способ автоматического управления тепловой обработкой бетонных и железобетонных изделий

 

1. СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКОЙ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий программное регулирование температуры в процессе предварительной выдержки, подъема температуры, изотермической выдержки и снижения температуры , измерение фактической температуры бетона, вычисление прочности бетона и момента начала снижения температуры по достижении изделием заданной прочности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности управления, определяют момент начала подъема температуры и изменяют скорость подъема и снижения температуры, причем момент начала подъема температуры определяют по достижении изделием на стадии предварительной выдержки заданной начальной прочности, изменение скорости подъема температуры осуществляют в зависимости от измеряемой начальной температуры бетона и заданной температуры изотермической выдержки, а изменение скорости снижения температуры - в зависимости от измеряемой температуры бетона по окончании изотермической выдержки и заданной температуры изделия к моменту окончания § тепловой обработки, а при отклонении измеряемой температуры от программного зна- Л чения осуществляют переход от программного регулирования на режим слежения температуры . СО о ГчЭ 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1196274 А (504 В 28 В 11 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

3CEC!fop, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -::::::, ::::, ц!

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М0, .

° г ж

"т е (54) (57) 1. СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКОЙ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ

ИЗДЕЛИЙ„включающий программное регулирование температуры в процессе предварительной выдержки, подъема температуры, изотермической выдержки и снижения температуры, измерение фактической температу(21) 3731661/29-33 (22) 29,04.84 (46) 07.12.85. Бюл. № 45 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного строительства и Днепропетровский завод мостовых железобетонных конструкций (72) В. П. Абрамов, В. В. Шмалько, А. P. Соловьянчик, В. П. Виноградов и В. Г. Бобылев (53) 66.041.9 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 881086, кл. С 04 В 41/30, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 551550, кл; G 01 N 25/30, 1975. ры бетона, вычисление прочности бетона и момента начала снижения температуры по достижении изделием заданной прочности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности управления, определяют момент начала подъема температуры и изменяют скорость подъема и снижения температуры, причем момент начала подъема температуры определяют по достижении изделием на стадии предварительной выдержки заданной начальной прочности, изменение скорости подъема температуры осуществляют в зависимости от измеряемой начальной температуры бетона и заданной температуры изотермической выдержки, а изменение скорости снижения температуры — в зависимости от измеряемой температуры бетона по окончании изотермической выдержки и заданной температуры изделия к моменту окончания Я тепловой обработки, а при отклонении измеряемой температуры от программного значения осуществляют переход от программного регулирования на режим слежения температурыы.

1196274

Изобретение относится к строительному производству и может быть использовано для автоматического управления процессом тепловой обработки бетонных и железобетонных изделий с непрерывным контролем прочности твердеющего бетона.

Цель изобретения — повышение точности управления.

На чертеже изображено устройство для осуществления способа.

Сущность способа заключается в следую- 10 щем. Контроль нарастания прочности бетона ведется с момента окончания формования изделия, и по достижении бетоном начальной прочности, задаваемой в зависимости от массивности изделия, его формы, назначения и других факторов, выдается сигнал на подъем температуры изделия. Причем скорость подъема рассчитывается сразу же после окончания предварительной выдержки по фактической температуре бетона и заданной температуре изотермической выдержки. Так как подъем температуры рекомендуют назначать в прогрессивно возрастающем темпе, то в качестве примера может быть предложена следующая зависимость температуры на участке подъема в функции от времени

Т» (т) = TH+ K». T, - (1) где Т„(т) — текущее значение температуры на участке подъема, С;

Т вЂ” значение температуры в момент начала подъема, С; т — текущее время на участке подъема температуры, ч;

m — опытная постоянная (больше 1);

К„ — коэффициент, пропорциональный скорости подъема температуры, С/ч.

К„= (Тиз — Ти) ° (" ) (Т„,- г„ (2) где V — скорость подъема температуры в конце участка подъема (задается с учетом массивности изделия, его формы и других факторов); 40

Т- — программное значение температуры изотермической выдержки, С.

В конце изотермической выдержки сигналом к снижению температуры является достижение бетоном изделия заданной прочности, скорость снижения температуры также 45 рекомендуют назначать в прогрессивно возрастающем темпе. Функция зависимости температуры от времени на участке снижения

- может иметь вид т, (т) = Тйз — К, т, (3) где Т,(т) — текущее значение температуры на участке снижения, С;

Т- — фактическое значение температуОр ры в момент окончания изотермической выдержки, C; т — текущее время на участке снижения температуры, ч;

К, — коэффициент, пропорциональный скорости снижения температуры, С/ч.

К = (Тйз — Тз) () ), (4) и (Т„ - Гз где V, — скорость снижения температуры в конце участка снижения (задается с учетом массивности изделия, его формы и других факторов);

Tç — заданное конечное значение температуры на участке снижения.

Таким образом, скорость снижения температуры вычисляется в зависимости от фактической температуры бетона в конце участка изотермической выдержки, которая может значительно отличаться от программного значения.

В процессе тепловой обработки возможны случаи поломки клапана либо других устройств, с помощью которых производится регулирование подачи теплоносителя в пропарочную камеру, в результате чего температура бетона или скорость ее подъема может значительно превысить программное значение, а в случае непредвиденного снижения температуры при возобновлении обогрева изделия известными способами управления тепловой обработкой ведут процесс подъема температуры до программного значения с неуправляемой скоростью (обычно максимально возможной), что приводит к деструктивным изменениям бетона изделия.

В подобных случаях при значительном откЛонении температуры изделия от программного производят переключение программы на режим слежения за изменяющейся температурой изделия. При этом при превышении температурой изделия программного значения производят включение вентиляции пропарочной камеры с тем, чтобы предотвратить опасное для бетона повышение температуры изделия, а при снижении температуры изделия ее возврат к программному значению производят со скоростью, вычисляемой по разности программного и фактического значений температуры. Вычисление скорости возврата температуры к программному значению может производиться аналогично расчету скорости на участке подъема температуры.

Устройство содержит пропарочную камеру 1 с исполнительным механизмом 2 подачи теплоносителя, системой 3 вентиляции и изделием 4 с установленным в нем датчиком 5 температуры, соединенным с аналого-цифровым преобразователем 6, который преобразует изменение сопротивления датчика в цифровой код. Выход преобразователя 6 связан с блоком 7 слежения, а через блок 8 задержки — с блоком 9 вычисления прочности, второй вход которого соединен с элементом 10 памяти, содержащим исходные данные для расчета режима тепловой обработки: вид цемента, состав бетона, заданная начальная прочность, заданная конечная прочность, температура изотермической выдержки, заданная конечная температура, максимально допустимые скорости подъема

1196274 и снижения температуры и опытная постоянная m.

Выход элемента 10 связан также с блока-ми 11 и 12 вычисления режима подъема и снижения температуры. На эти же блоки поступают сигналы от блока 9 вычисления прочности, а выходы блоков 11 и 12 связаны с блоком 13 управления исполнительными механизмами нагрева и охлаждейия.

Блок 7 слежения за текущей температурой бетона соединен двухсторонней связью 10 с блоками 11 и 12.

С датчика 5 информация о температуре изделия 4 поступает в аналого-цифровой преобразователь 6, который периодически (через

3 — 5 с) передает эту информацию в цифровом коде на блоки 7 и 8.

В блоке 8 задержки производится проверка достоверности поетупающего от преобра-. зователя 6 сигнала, пропорционального температуре изделия, после чего величина этого сигнала непрерывно передается в блок 9 вычисления прочности до тех пор, пока очередной сигнал о температуре изделия (поступающий периодически от преобразователя

6) не пройдет проверку на достоверность.

Так, если в цепи датчика температуры происходит разрыв цепи, то сопротивление дат- 25 чика (составляющее обычно десятки ом) многократно возрастет и блок 8 задержки не пропускает в блок вычисления прочности «фальшивый» сигнал, а продолжает транслировать предыдущий достоверный сигнал о температуре изделия, потому что тепловые процессы в изделии инерционны и температура его не может быстро измениться.

В этом случае блок прочности выдает более достоверную информацию, чем если бы в него поступал сигнал о неправдоподобно высокой (104 — 106 С) температуре изделия, 35

Кроме того, с блока 8 в случае обрыва цепи датчика температуры поступает сигнал на отключение блоков 11 и 12, так как блок 7 слежения, управляющий блоками 11 и 12, в случае отклонения фактической температуры изделия больше допустимого значения от программной, вырабатываемой блоками 11 и 12, переключает программы этих блоков в режим слежения за фактической температурой изделия. Так, если температура изделия превышает програм- 45 мную выше допустимого значения, то блок 12 выдает сигнал в блок 13 управления, который включает исполнительный механизм вентиляции камеры, не допуская тем самым перегрева изделия. Если температура изделия гораздо ниже программного значения, например, при аварийном отключении подачи пара, то лок 11 по команде от блока 7 начинает отслеживать фактическую температуру изделия и в случае возобновления нагрева камеры вычисляет скорость подъема по разности программного (в данном случае темпе55 ратуры изотермической выдержки) и фактического значений температуры изделия, не допуская теплового удара на бетон.

Следовательно, при случайном обрыве цепи датчика температуры устройство выполняет только функцию контроля прочности бетона, если предположить, что температура изделия остается неизменной, хотя, реально с этого момента начинается процесс термосного выдерживания и температура изделия медленно снижается, однако даже в таком режиме работы устройства имеется возможность получить информацию (с некоторой погрешностью) о прочности бетона изделия.

В блок 9 вычисления прочности поступает из элемента 10 памяти информация об исходных данных, необходимых для расчета текущей прочности бетона. По достижении бетоном изделия заданных значений прочности блок 9 выдает команды блокам вычисления температурного режима. Так в блок

11 поступает сигнал на начало подъема температуры, а в блок 12 — на снижение, после изотермической выдержки. Блоки 1! и 12 вычисляют температурные режимы по зависимостям (1) — (4), получая исходные данные для расчета от элемента 10 памяти.

Способ автоматического управления тепловой обработкой бетонных и железобетонных изделий осуществляют следующим образом.

После формования изделия 4, перемещения его в пропарочную камеру 1 и установки в него датчика 5 температуры производят вычисление текущей прочности бетона изделия по фактической температуре изделия. Г1ри достижении бетоном заданной наначальной прочности подается команда на подъем температуры изделий со скоростью, вычисляемой с учетом температуры бетона в момент начала обогрева и заданной температуры изотермической выдержки.

Подъем температуры ведется в прогрессивно возрастающем темпе до достижения бетоном изделия заданной температуры изотермической выдержки.

При значительном отклонении фактической температуры изделия от программного значения производят переключение программы на режим слежения за изменяющейся температурой изделия, при этом при превышении температурой изделия программного значения производят включение вентиляции на охлаждение, а при снижении нагрев изделия возобновляют со скоростью, вычисляемой по разности между температурой изотермической выдержки и фактической температурой изделия, например, по зависимостям (1) и (2), В случае обрыва цепи датчика температуры текущую прочность бетона вычисляют по фиксированному значению температуры бетона в момент времени, предшествующий обрыву цепи, при этом отключается управление исполнительными механизмами и подается аварийный сигнал. После восстановления целостности цепи датчика прочность бетона вычисляется далее уже по фактической температуре бетона, а темпера1 196274

Составитель В. Алекперов

Редактор О. Юрковецкая Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Ти раж 551 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 туру изделия (при ее отклонении от программного значения) возвращают к заданной со скоростью, вычисляемой по приведенной методике.

По достижении изделием на стадии изотермической выдержки заданной конечной прочности вырабатывается сигнал на охлаждение изделия. Скорость снижения температуры бетона вычисляют по фактической температуре бетона в момент начала охлаждения и заданной конечнои температуре, на1О пример, по зависимостям (3) и (4) .

Таким образом, способ автоматического управления тепловой обработкой бетонных и железобетонных изделий дает возможность автоматически определять момент начала подъема температуры на стадии предварительной выдержки по достижении изделием заданной начальной прочности, а скорость подъема и снижения температуры бетона формировать в прогрессивно возрастающем темпе с учетом фактической температуры бетона. Кроме того, непрерывное слежение за температурой бетона с управляющими воздействиями на изделие в виде нагрева или охлаждения на любой стадии тепловой обработки исключает тепловой удар на бетон, что не предусмотрено при известных способах автоматического управления тепловой обработкой бетона.

Изобретение позволяет повысить качество изделий за счет устранения деструктивных процессов в бетоне, появляющихся при боль.

1них градиентах температуры по сечению изделий, исключить перегрев изделия при случайном выходе из строя исполнительного механизма подачи теплоносителя и обрыве цепи датчика температуры, наиболее часто встречающихся неполадках в системах автоматического управления тепловой обработкой бетона.