Система для автоматического управления процессом изготовления железобетонных изделий

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистическик

Республик (ii) 925638 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 090780 (21) 2954793/29-33

151) М.Кл з с присоединением заявки Нов

В 28 С 7/00

G 05 В 19/02

Государственный комитет

СССР по делам нзобретеннй и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070582. Бюллетень М 17

Дата опубликования описания 070582 (33) УДК 621. 555. .6(088 8) В.В.Судаков, В.А.Строганов,В.Е.Гринберг, В,Г.Семенов;

Н.Л.Рынки, В.Г.Копытов и В.A.Колотыгин;.,".-1

j (t

Ленинградский зональный научно-исследовательский и проектный институт типового и экспериментальнЬге;проектирования жилых и общественных зданий (72) Авторы . изобретения с

6

1 ! ; i

1 ! (71) Заявитель (54 } СИСТЕМА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ

ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к системам управления технологическимй процессами при изготовлении бетонных и железобетонных строительных изделий, в том числе и преднапряженных, преимущественно на предприятиях крупнопанельного домостроения.

Известно устройство для автоматического контроля и управления процессом приготовления бетонной смеси, включающее задатчик дозы воды, эадатчик влажности песка, подключенный к одному из входов блока коррекции по влажности песка, блоки управления дозированием, а также блоки контроля . 15 прочности иобъемной массыбетона (1).

Это устройство позволяет контролировать и регулировать только процесс приготовления бетонной смеси и одновременно измерять прочность и объемную массу бетона.

Однако оно не обеспечивает заданного качества готовых изделий, так как не учитывает влияния режимов уплотнения и термовлажностной обработки 25 бетонной смеси, а также степень натяжения и точность армирования для преднапряженных изделий.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является систе- 30 ма для автоматического. управления процессом изготовления железобетонных изделий, содержащая блок коррекции компонентов и блок коррекции .режима тепловлажностной обработки (2).

Эта система позволяет поддерживать качество изготавливаемых изделий только по одному показателю — прочности бетона, причем определяемому только в процессе тепловлажностной обработки, и при этом производить

<орректировку состава бетонной смеси изменением количества вводимого в

ыее цемента, .а также автоматически в зависимости от фактически измЬряемой величины прочности, корректировать длительность процесса теловлажностной обработки.

Недостатком системы является неполное обеспечение заданного качества изготавливаемых изделий из- за отсутствия управления по комплексу -показа- телей качества, а регулирование прочности расходом цемента не является экономичным и оптимальным, так как не учитывает исходную влажность мелкого и крупного заполнителей и в конечном счете приводит к дестабилизации всего технологического процесса.

925638

Делью изобретения является повышение качества изделий.

1 1ель достигается тем, что система для автоматического управления процессом изготовления железобетонных изделий, содержащая блок коррек- 5 ции компонентов и блок коррекции режима тепловлажностной обработки, снабжена блоком коррекции натяжения арматурных стержней, блоком коррек-. ции степени уплотнения бетонной сме- 10 си, устройством управления блоками коррекции, блоком контроля показа.телей качества готовых изделий н устройством контроля состояния технологического оборудования. Один выход блока контроля показателей качества готовых изделий и одни выходы блоков коррекции компонентов, натяжения арматурных стержней, степени уплотнения бетонной смеси и режима тепловлажност-. ной обработки подключены к соответствующим входам устройства управления блоками коррекции, один из выкодов которого соединен с одним из входов устройства контроля состояния технологического оборудования, остальные:: 5 входы которого подключены и другим выходам блоков коррекции .компонентов, натяжения арматурных стержней, степени уплотнения бетонной смеси и режима тепловлажностной обработки. Другие М выходы устройства управления блоками коррекции соединены со входами блоков коррекции компонентов, натяжения арматурных стержней, степени уплотнения бетонной смеси и режима тепловлажност33 ной обработки.

Система для автоматического управления процессом изготовления железобетонных изделий представлена иа чертеже. 40

Она содержит блок коррекции компонентов 1, блок коррекции натяжения арматурных стержней.2, блок коррекции степени уплотнения бетонной смеси 3, блок коррекции режима тепло . 45 влажностной обработки 4, блок контроля показателей качества готовых изделий 5, устройство управлении блоками коррекции 6 и устройство контроля состояния технологиюского оборудования 7.

Блок коррекции компонентов 1 содержит датчики 8,9,10 влажности заполнителей и бетонной смеси, датчик 11 вязкости бетонной смеси, вы ходы которых подключены ко входам устройства 6, и датчики 12 - 15, контроля состояния технологического оборудования, связанные со входами устройства 7. Датчики 8,9 через сумматоры 16 и 17. и сравнивающие 6О элементы 18 - 20 и усилители - преобразователи 21 — 23.соединены с исполнительными механизмамй 24,- 26 дозирующих устройств 27 — 29 соответственно воды, мелкого и крупного 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 технологи-. ческого 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 усилительпреобразователь 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 блока 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 иди 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:параллельнс 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 тепловлажностной обработки 75 и 76. Выходы датчиков 7778 контроля оостояния,925638 технологического 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 !

О входами блока 97 и блока 98, а второй вход блока 100 связан с устройством

101 ввода данных. 35

Устройство контроля состояния технологического оборудования 7 включает коммутатор 102, входы которого Связаны с да чиками состояния технологического обоудоваиия, а выходы через49 сравнивающий элемент.103 блок 104 анализа и синтеза сигнала, вычислительное устройство 105 и усилительпреобразователь 106 — со входом регистратора отказов 107. Второй вход сравнивающего элемента 103 гаралпель. но связан с выходом ОЗУ, 103и вторым входом блока 105. Входы ОЗУ 108 связаны с выходом устройства бр 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 контроля55 состояния технологического оборудования с выходов блоков 1 — 4 поступают соответственно на.входы устройств

6и7.

В устройстве 6 производится ана- 60 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 устройства 6, ° а также со входами

;сравнивающих элементов 84,85, другие входы которых связаны с выходом блока 86 задания параметров, а выходычерез измерители рассогласования 87, 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. ©

Устройство .управления блоком коррекции 6 включает ОЗУ 95, входы коropoFo связаны с выходами датчиков показателей качества блоков 1. — 5, а выход рез сравнивщй элемент 96- 25 со входом блока 97 анализа и синтеза сигнала, выход которого через вычис-, лительное устройство 98 к усилительпреобразователь 99, параллельно связан с блоками коррекцяи 1 — 4 s Устройством 7. Второй вход сравниваище30 го элемента 96 связан с выходом блока 5 и через блок 100 со вторюею одновременно информация с устройства

6 поступает в центр анализа и прогно" зирования хода производства.

В устройстве 7 производится анализ и синтез сигналов датчиков и контроля состояния технологического оборудования и при отклонении значений сигналов от заданных информация об отклонениях в состоянии технологического оборудования поступает одновременно на пост переналадкн и ремонта оборудования и в центр анализа и прогнозирования хода производ ства.

Блоки коррекции работают следующим образом.

В блоке 1 в процессе приготовления бетонной смеси датчики 8 — 10 постоянно контролируют влажность крупного и мягкого заполнителей и водоцементное отношение смеси в процессе ее перемемивания.Сигналы с датчиков влажности эаполиителей 8 и 9 суммируются в элемента 16 и сравниваются с сигналом датчика 10 водоцементного отношения

s суммйрующем устройстве 17, с выхода которого разностный сигнал поступаег на вход сравнивающего элемента

20, иа второй вход которого поступает жгйал задания количества затворяемой вОМЫ с выхода блока 33 задания . водоцементного отношения. В элементе

20 происходит учет фактического содержания воды в бетонной смеси с учетом влажности заполнителей, производится корректировка заданного значения количества воды и пропорциональный корректирующий сигнал через усилитель»преобразователь 23 поступа- . ет на исполйительные механизмы 24 дозатора воды 27, Одновременно сигналы датчиков влаж. ности заполнителей поступают соответственно на входы-сравнивающих эле- . ментов 18 и 19, на вторые входы которых поступают сигналы с блоков 31 и 32 задания количества мелкого и крупного заполнителей. В элементах

18 и 19 производится сравнение сигналов заданных количеств мелкого и крупного заполнителей и фактического задания количества заполнителей, а затем корректирующие сигналы через усилители-преобразователи 21 и 22 поступают на исполнительные механизw 25 и 26 дозаторов 28 и 29 соответственно мелкого и крупного заполнителей.

Датчик 11 вязкости в процессе перемешивания бетонной смеси формирует сигнал, поступающий на вход устройства 30 анализа и синтеза сигнала, где он сравнивается с заданным зна чением вязкости смеси. При равенстве этих значений в устройстве 3 выраба-. тывается сигнал годности смеси и отпуска ее потребителю. При отклонении сигнала or заданного эначеничч

925638 в устройстве 30 корректируется состав бетонной смеси,и соответствующие корректирующие сигналы поступают на входы блоков 31 — 33 задания соответственно количества мелкого, крупного заполнителей и водоцементного отношения и далее к исполнительным механизмам 24 — 26 дозаторов

27 — 29.

В процессе корректировки состава бетонной смеси сигналы датчиков

8 — 11,поступают в устройство 6, а сигналы датчиков 12 — 15 на входы устройства 7, В блоке 2 сигнал датчика 34 поступает на вход сравнивающего элемента 38, на второй вход которого поступает сигнал с выхода блока 39 затем разностный сигнал элемента 38 через усилитель-преобразователь 40 поступает на вход блока 41 анализа и синтеза сигнала. При отклонении величины сигнала от заданной вырабатывается корректирующий сигнал, ко- торый в зависимости от причины отклонения поступает .или с одного выхода блока 41 на вход сравнивающего элемента 45, на второй вход которого поступает сигнал с датчика 35 удлинения стержней при нагреве, и тогда разностный сигнал через усилительпреобразователь 46 поступает на исполнительные механизмы 47 агрегата 48 электронагрева арматурных стержней или с другого выхода блока 41 через усилитель-преобразователь 42 — на исполнительные механизмы 43 агрегата

44 фиксации упорных шайб,обеспечивающих заданную величину натяжения арматурных стержней.

В процессе корректировки натяжения стержней сигналы датчиков 34 и 35 поступают в устройство 6, а сигналы датчиков 36,37 навходы устройства 7.

В блоке 3 в процессе уплотнения бетонной смеси сигнал датчика 49 плотности смеси поступает на вход

- сравнивающего элемента 50, на второй вход которого поступает сигнал с выхода блока 51 задания величины плотности,а затем — на входы блока

52 анализа и синтеза сигнала где вырабатывается корректирующий сигнал, который в зависимости от причины отклонения величины плотности от заданной поступает или на исполнительный механизм 55 — 57 .(регулятор, частоты) через усилитель-преобразователь 53, или на исполнительные механизмы 55 — 57 (регулятор амплитуды колебаний )через усилительпреобразователь 54, В процессе. регулирования плотности бетонной смеси сигнал датчика

49 поступает в устройство б, а сигналы датчиков 58 — 60 в устройство 7.

В блоке 4 в процессе тепловлажностной обработки сигналы датчиков

61, 62 прочности через коммутатор

63 и блок 64 усреднения поступают на вход сравнивающего элемента 65, на второй вход которого поступает сигнал с выхода блока 66 задания прочS ности. Затем раэностный сигнал с выхода элемента 65 поступает одновременно на входы измерителя рассогласования 67 и дифференциатора 68, где производится определение величины

3Q и знака рассогласования, а также скорости и направления изменения рассогласования. Далее обработанные сигналы поступают на входы блока 69 анализа и синтеза сигналов, откуда корректирующий сигнал поступает через усилитель-преобразователь 70 и регуляторы 71,72 к исполнительным механизмам 73,74 агрегатов 75,76 для регулирования температуры и длительности процесса пропаривания.

В процессе корректировки прочности бетона сигналы датчиков 61,62 поступают в устройство б, а сигналы датчиков 77,78 — на входы устройства 7.

В блоке 5 в процессе приемочного контроля по заданному комплексу показателей качества сигналы соответствующих датчиков 79,80 показателей качества готовых изделий параллельно поступают на входы сравнивающих элементов 84,85 блока 81 регистрации параметров, табло оператора 82 и блока 83 запрета. На вторые входы эле1. ментов 84, 85 поступают сигналы заЗ дания параметров с выхода блока 86 задания, а с выходов элементов 84,85 разностные сигналы через измерители рассогласования 87,88 и усилителипреобразователи 89,90 поступают на

40 вторые входы блока 83 запрета и через коммутатор 91 на вход блока управления 92 исполнительными механизмами

93 маркирующего устройства 94, При этом сигналы датчиков 79,80 поступа45,ют в устройство 6 только при наличии сигнала рассогласования или сигналов рассогласования на втором входе блока запрета 83.

В устройстве б управления блоками 0;коррекции сигналы показателей качества блоков 1 - 4 поступают на входы

ОЗУ 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 .блока 5 приемочного контроля. При . этом с элемента 96 сигнал поступит на вход блока 97 анализа и сйнтеза сигнала только при наличии сигнала с выхода блока 5,который одновременно поступает на вход блока 100 задания параметров. В блоке 100 сигнал, соответствующий фактическому уровню ка65 чества, поступает на входы блока 97

925638

10 анализа и синтеза сигнала и блока 98, осуществляющего операцию идентификации по принятой модели управления сигнала, поступающего с выхода блока 97. Далее управляющий сигнал с выхода блока 98 через усилитель-преобразователь 99 поступает на входы блоков 1 — 4 в устройство 7 и в центр анализа и прогнозирования хода производства.

В устройстве 7 сигналы датчиков fO 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 f5 выхода ОЗУ 108. С выхода элемента

103 разностный сигнал через блок 104

1анализа 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- З5 ления процессом изготовлением железобетонных изделий позволит осуществить оптимальное управление технологическим процессом, дающее возможность обеспечить заданный уровень 40 качества продукции по комплексу показателей качества, экономию цемента за счет стабилизации компонентного состава бетонной смеси, достигаемого регулированием водоцементного отно- 45 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 м бетона.

Формула изобретения

Источники информации, принятые- so внимание прн экспертизе

1. Авторское

Р 719881, кл. В

2. Авторское

9 691305, кл. В (прототип). свидетельство СССР

28 С 7/02, 1977. свидетельство, СССР

28 С 7/00, 1977

Система для автоматического управления процессом изготовления железобетонных изделий, содержащий блок коррекции компонентов и блок коррекции режима тепловлажностной обработки, отличающаяся 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 тепловлажностной обработки подключены к соответствующим входам устройства управления блоками коррекции, один из выходов которого соединен с одним из входов устройст-! ва 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.