Устройство для регулирования процесса термообработки

 

Изобретение относится к автоматике , в частности к автоматизации процессов термической обработки металлов , например, при местной сварке. Устройство содержит расположенные в области термообработки нагреватель, два злемента охлаждения, а также два датчика температуры: один - на одной стороне обрабатываемой поверхности с нагревателями, а другой - на противоположной , а также третий датчик температуры , находящийся в тепловом контакте с зоной термообработки, и обеспечивает повьппение точности и производительности за счет подачи сигналов с датчиков непосредственно, а также через вычитатели и инверторы на информационные входы двухпозиционного многоканального регулятора, на задающие входы которого подаются сигналы с блока задания, выходной сигнал регулятора через блок памяти подается на блок управления. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (191 (И) (5! )4 G 05 D 23/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4062999/24-24 (22) 25.04.86 (46) 15.01.88. Бюл. ¹ 2 (72) А.В.Голицын, С.Б.Юровецкий и А.С.Евтушенко (53) 621.555.6(088.8) (56) Прибор автоматический следящего уравновешивания КСПЧ: Техническое описание 3,9026.171.

Авторское свидетельство СССР № 7599036, кл. H 05 В 6/06, 1978.

Ялышев А.У. и др. Многофункциональные аналоговые регулирующие устройства автоматики. — М.: Машиностроение, 1981, с.28-31. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПРОЦЕССА TEPNOOBPASOTKH (57) Изобретение относится к автоматике, в частности к автоматизации процессов термической обработки металлов, например, при ме с тно и сварке .

Устройство содержит расположенные в области термообработки нагреватель, два элемента охлаждения, а также два датчика температуры: один — на одной стороне обрабатываемой поверхности с нагревателями, а другой — на противоположной, а также третий датчик температуры, находящийся в тепловом контакте с зоной термообработки, и обес4 печивает повьппение точности и производительности за счет подачи сигналов с датчиков непосредственно, а также через вычитатели и инверторы на информационные входы двухпоэиционного многоканального регулятора, на задающие входы которого подаются сигналы с блока задания, выходной сигнал регулятора через блок памяти подается на блок управления. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1 13

Изобретение относится к автоматике, в частности к автоматизации процессов термической обработки металлов, например автоматизации процессов нагрева и охлаждения при местной обработке сварных соединений, и может быть применено при изготовлении корпусного оборудования химического .аппаратостроения и других областей промышленности.

Цель изобретения — повышение точности и производительности.

На фиг.l приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 и 3 — диаграммы его работы, Устройство содержит первый элемент 1 охлаждения, нагреватель 2, первый 3, второй 4 и третий 5 датчики температуры, двухпозиционный многоканальный регулятор 6, блок 7 задания температуры, первый 8 и второй 9 коммутаторы, блок 10 памяти, блок ll управления, регулируемый источник 12 питания, исполнительные элементы 13 и 14, второй элемент 15 охлаждения, инверторы 16 и 17, вычитатели 18 и 19, блок управления, содержащий первый 20, второй 21 и третий 22 элементы И, первый 23 и второй

24 элементы памяти, элемент ИЛИ 25, счетчик 26, задатчик 27, элемент 28 пуска и элемент НЕ 29.

Устройство работает следующим образом.

Двухпозиционный многоканальный регулятор 6 производит поочередное.подключение к своим входам сигналов с выходов блока 7- задания и сигналов с выходов датчиков 3 — 5,,а также инвер торов 16 и 17 и вычитателей 18 и 19.

Регулятор формирует по указанным сигналам команду управления, которая запоминается в блоке 10 памяти и подает ся на входы блока 11 управления.

Диаграмма состояния сигналов команд показана на фиг.3. Во время нагрева зоны шва при достижении предельного градиента температур по толщине

Т „ Tь, или по ширине зоны нагрева

Т„„ — Т „ по команде блока двухпозиционного регулирования 6 по каналам b u через элемент И 20 блока 11 производится отключение источника 12 питания нагревателя 2, вследствие чего обеспечивается поддержание градиента температур на предельном уровне в режиме двухпозиционного регулирования.

При достижении Т в зоне шва и темпе67000

2 ратуры Т„ в кон1 е зоны нагрева предельного значения Т„, выше которого допустим нагрев с большими градиентаMH температур Т„, — Т „г и T« - T„, каналам и л поступает команда коммутаторам 8 и 9 на подключение. соответствующих задатчиков градиентов. температур Т г — т г и Тнг Т, к регуля1ð.òoðó 6.

С момента достижения предельно допустимой температуры наружной поверхности зоны шва Т„„,„, по каналу а регулятор 6, воздействуя через эле15 мент И 20 на регулируемый источник 12 питания, обеспечивает поддержание температуры Т„ на предельном уровне в режиме двухпозиционного регулирования.

При достижении предельной температуры

20 Т „„„ поверхности зоны нагрева шва внутри изделия регулятор 6 по каналу через элемент памяти подает одновременно команду через элемент НЕ 29 элементу И 20 на прекращение нагрева

25 и через элементы И 21 и 22 на включение подачи охладителя в зоны шва исполнительным элементам 13 и 14.

В процессе охлаждения при превыше== нии предельного градиента темпера30 тур Т„ по каналу через элемент

И 22 подается команда исполнительному органу 14 на прекращение подачи охладителя в зону шва внутри изделия, что приводит к уменьшению градиента

При изменении знака градиента температур T> — Т, и превышении им абсолютного значения ҄— Т ь, по каналу соответственно через элемент И 21 — 40 подается команда на прекращение подачи охладителя.в зону шва снаружи изделия.

Таким образом, обеспечивается рав" номерное охлаждение эон шва с макси45 мальной скоростью.

При достижении предельной температуры охлаждения Т = T<, по каналу д через элемент ИЛЙ 25 подается команда элементу памяти 23 на прекра5О щение запоминания команды, которая была подана по каналу в конце режима нагрева при Т с T „,„,. Так как в период охлаждения T>

22 отключаются исполнительные органы

13 и.14 и прекращается подача охлаз 3670 дителя. Одновременно в этот момент через инвертор 29 и по каналам б, g проходят команды через элемент

И 20 на включение нагревателя 2.

Таким образом, начинается новый цикл нагрева и охлаждения в интервале температур от Т, = Т, до Т =Т в вмекс

В моменты перехода от нагрева к охлаждению по каналу z поступает сиг- 10 нал на вход счетчика 26 с задатчика

27. При достижении заданного числа циклов от этого счетчика через эле-. мент памяти 24 поступает команда на вход элемента ИЛИ 25. Элемент 24 вто- 15 рым входом связан с пусковым элементом 28 (например, нормально закрытой кнопкой) и обеспечивает задержку команды счетчика 26 до размыкания кнопки "Пуск". 20

Следовательно, после срабатывания счетчика через элемент ИЛИ 25 осуществляется задержка предыдущей команды в элементе 23 также до нажатия кнопки "Пуск". Это обеспечивает, во, первых, продолжение режима охлаждения до достижения температуры Тв =Т,, вовторых, запрет включения нагревания и последующее отключение подачи охладителя в момент прекращения прохожде- 30 ния сигнала по каналу к при Т в (Т „, Для начала нового режима термообработки необходимо нажать кнопку

"Пуск".

Изобретение позволяет регулировать процесс охлаждения и расширяет область применения устройства.

Равномерный местный нагрев и охлаждение при максимально допустимых значениях градиентов температур по 40 толщине и ширине обрабатываемой зоны повышает производительность термообработки.

Фо рмула иэ о б ре тения 45

1. Устройство для регулирования процесса термообработки, содержащее три датчика температуры, блок задания температуры, последовательно сое- g0 диненные двухпозиционный многоканальный регулятор, блок памяти, а также блок управления, последовательно соединенные регулируемый источник питания и нагреватель, два исполнитель- бс; ных элемента, причем управляющие входы регулируемого источника питания и исполнительных элементов подключены к соответствующим выходам блока управления, выход блока задания температуры по числу информационных входов двухпозиционного многоканального регулятора, выходы каждого из датчиков температуры подключены к соответствующим входам двухпозиционного многоканального регулятора, выходы блока памяти по числу информационных выходов двухпозиционного многоканального регулятора подключены к соответствующим входам блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и производительности термообработки, оно содержит два коммутатора, два вычитателя, два инвертора и два элемента охлаждения, причем нагреватель, первый элемент охлаждения и первый датчик температуры установлены на одной стороне поверхности объекта, подвергаемой термообработке, а второй элемент охлаждения и второй датчик температуры — на противоположной стороне поверхности, при этом оба датчика температуры находятся непосредственно в зоне термообработки, а третий датчик температуры установлен на одной .стороне с нагревателем и имеет тепловую связь с зоной термообработки, выходы первого и второго датчиков температуры подключены к входам одного из вычитателей, а выходы другого вычитателя связаны с выходами второго и третьего датчиков температуры, выходы каждого из вычитателеи подключены к соответствующим выходам двухпозиционного многоканального регулятора, а также к входам инверторов, выходы которых подключены к соответ.— ствующим входам двухпазиционного многоканального регулятора, входы . элементов охлаждения соединены с выходами соответствующих исполнительных элементов, восьмой и девятый выходы, два выхода блока задания температуры разности между первым и третьим датчиками температуры подключены к входам первого коммутатора, а два выхода блока задания температуры разности между первым и третьим датчиками температуры подключены к входам второго коммутатора, выходы коммутатора подключены к соответствующим входам двухпозиционного многоканального регулятора, первый и второй управляющие выходы блока памяти подключены к управляющим выходам коммутаторов, причем управляющий вход второго

13670

00 ареня е коммутатора связан с управляющим входом блока управления.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е.с я тем, что блок управления содержит три элемента И, два элемента памяти, элемент KIN элемент НЕ, счетчик, задатчик и элемент пуска, причем первый, второй и третий входы блока управления подключены к соот- 10 ветствующим входам первого элемента

И, к четвертому входу которого подключен выход элемента НЕ, вход которого соединен с-выходом первого элемента памяти и первыми входами вто- 1S рого и третьего элементов И, четвертый вход блока управления соединен со счетным входом счетчика и входом первого элемента памяти, вход сброса ко-! торого соединен с выходом элемента

ИЛИ, один из входов которого подключен к пятому входу блока управления, а другой вход элемента ИЛИ связан с выходом второго элемента памяти, соединенного вхсдом с выходом счетчика, установленный вход которого подключен к выходу задатчика, а выход элемента пуска соединен с входом сброса второго элемента памяти, шестой и седьмой входы блока управления подключены к вторым входам второго и третьего элементов И соответственно, третьи входы которых подключенык управляющему входу блока управления, выходы элементов И соединены с соответствующими выходами блока управления.

Т

Тп 0 ТВщ®„ Тимаков

Составитель Г.Крейман

Редактор Л.Пчелинская ТехредП.Олийнык Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 6838/47 Тираж 866. Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г,Ужгород,ул.Проектная,4