Программное устройство

 

338890

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 09Л11.1971 (№ 1622648/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15Х.1972. Бюллстень № 16

Дата опубликования описания 12,VI.1972

М. Кл. 6 05Ь 19/02

Комитет по делам изобретвиий и открытий ори Совете Министров

СССР

УДК 326:621.791.03 (088.8) Авторы изобретения

А. П. Гульденбальк, Л. П. Козлов, В. Г. Колосов, В. Ф. Мелехин, А. И. Гуревич и В. Ю. Каплан

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт имени М. И. Калинина и завод «Электрик»

Заявители

ПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к аппаратам управления и регулирования промышленных установок, в частности к программным устройствам для последовательного отрабатывания интервалов времени технологических циклов в аппаратах управления и регулирования промы шленных установок, например машин для контактной сварки, и может быть применено также для управления работой различных электротермических и других установок и для пуска мощных электродвигателей в функции времени установок.

Известны программные устройства, содержащие счетчик длительностей интервалов времени, связанный через переключающие блоки с основным распределителем управляющих импульсов, к которому подключен счетчик числа повторений с подключенным к нему переключающим блоком установки числа повторяемых одинаковых интервалов времени.

Устройство отличается от известных тем, что оно содержит переключающие блоки установки числа повторений в циклах повторений и распределяющие импульсные формирователи тока, число которых равно числу циклов, и записывающие импульсные формирователи тока, выходы которых соединены с блоками установки числа повторений, и вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего распределяющего импульсного формирователя тока и одному управляющему входу основного распределителя, к другому входу которого подсоединен выход последнего распределяющего импульсного формирователя т ока. Входы распределяющих импульсчых формирователей тока подключены iK выходу счетчика числа повторений, входы которого связаны с переключающими блоками числа повторений соответствующих циклов повто10 рений.

Это позволяет расширить технологические возможности устройства.

На фиг. 1 изображена электрическая схема программного устройства; на фиг. 2 — элек15 трическая схема дополнительных счетчика, распределителя и переключающих блоков числа повторений; на фиг. 3 — электрическая схема импульсного формирователя тока. Программное устройство для последова20 тельного отрабатывания интервалов времени технологических процессов в аппаратах управленшя и регулирования промышленных установок, например, машин для контактной сварки, содержит входной блок 1, основной деся25 тичный счетчик, имеющий узел 2 разряда единиц и узел 8 ррааззрряядда а ддеессяяттккоовв, основной распределитель 4 управляющих импульсов, переключающие блоки б и б для установки требуемых длительностей всех последовательно от30 рабатываемых интервалов времени, дополни

338890 тельный десятичный счетчик 7, дополнительный распределитель 8, переключающие блоки

9 и 10 (фиг. 2), соответственно с разрядами 9 и 10 единиц и разрядами 9" и 10" десятков, для установки числа повторений и выходные триггеры 11 — 18, управляющие цепи 14 которых связаны с основным распределителем 4, дополнительным распределителем 8 и дополнительным .счетчиком 7. Распределитель 8 (фиг. 2) содержит два распределяющих импульсных формирователя 15 и 16 тока и. записывающий импульсный формирователь 17 тока.

Каждый импульсный формирователь тока, выполненный на транзисторе, содержит в цепи обратной связи линейный трансформатор 18 (фиг. 3) с регулируемой индуктивной связью

19, первичная обмотка 20 которого включена в цепь коллектора, а вторичная обмотка 21— в цепь базы транзистора 22.

Импульсный формирователь тока содержит также нелинейный трансформатор 28, имеющий сердечник, выполненный из материала с прямоугольной петлей гистерезиса и обмотки: базовую 24, коллекторную 25, и четыре обмотки 26 — 29, которые могут быть использованы как обмотки магнитной подготовки (записи) и запуска (считывания) импульсного формирователя тока. Кроме. того, он содержит диод 80, шунтирующий резистор 81, нагрузочный резистор 82 и, III) íòèðóþùèé конденсатор 88.

Включение диода 80 в цепь эмиттера транзистора 22 исключает потребность в дополнительном источнике смещения, и также, как шунтирующий резистор 81, повышает помехоустойчивость прогр аммного устройства. Н агрузочный резистор 82 и шунтирующий конденсатор 88 оказывают необходимое воздейст вие на форму импульса тока, создаваемого формирователем. Включение линейного трансформатор а 18 с регулируемой индуктивной связью 19 в цепь положительной обратной связи формирователя устанавливает необходимую длительность импульсов тока, при этом возможное различие значений сопротивления перехода «эмиттер-база» транзистора не сказывается, что упрощает изготовление программного уcTpolIcTBB.

Например, для управления однофазными машинами рельефной контактной сварки с пульсациями сварочного тока переключающие блоки. 5 и б (фиг. 1) позволяют устанавливать различные длительности следующих шести регулируемых интервалов времени, соответствующих технологическому циклу: «сжатие-1» (предварительное сжатие), «сжатие-2», «сж атие-3», «сварка», «выдержка» «пауза».

Длительности всех этих интервалов времени, могут независимо устанавливаться любыми в пределах от 1 до 100 периодов напряжения сети. Интервалы «сжатие-3» и «сварка» могут много кратно повторяться в двух последовательных циклах повторений с различным числом повторений в каждом из этих циклов повторений, 5

Числа повторений в первом и втором циклах повторений устанавливаются соответственно переключающими блоками 9 и 10 в пределах от одного до ста повторений в каждом цикле. Импульсы тока, записывающие в дополнительный счетчик 7 устанавливаемое число повторений в нервом цикле повторений, создаются импульсным формирователем 84 тока (фиг. 1), выходная цепь 85 (фиг. 1 и, фиг. 2) которого и обмотки 27 (фиг. 3) магнитной подготовки распределяющих импульсных формирователей 15 и 16 тока (фиг. 2) через переключатель 86 соединены последовательно и включены между разрядами десятков 9" и единиц 9 переключающего блока 9.

Переключатель 86 предназначен для исключения в случае необходимости второго цикла повторений из устанавливаемого режима работы.

Импульсы тока, записывающие в дополнительный счетчик 7 устанавливаемое число повторений во втором цикле повторений, создаются записывающим импульсным формирователем 17 тока, выходная цепь 87 которого и обмотка 26 (фиг. 3) магнитной подготовки распределяющего импульсного формирователя 16 тока (фиг. 2) соединены последовательно и включены между разрядами десятков 10" и единиц 10 переключающего блока 10.

Обмотки считывания 29 (фиг. 3) распречеляющих импульсных формирователей 15,и 16 тока (фиг. 2) соединены последовательно и включены в выходную (нулевую) цепь 88 старшего разряда счетчика 7. Вь ходная цепь

89 формирователя 15 тока подсоединена к обмотке 27 (фиг, 3) магнитной подготовки формирователя 17 тока (фиг. 2) и входу распределителя 4 (фиг. 1), управляющему продолжением второго цикла. повторений.

Выходная цепь 40 (фиг. 2 и фиг. 1) формирователя 16 тока (фиг. 2) подсоединена ко входу распределителя 4 (фиг. 1), управляющему отрабатыванием интервала времени

«выдержка», следующего после отраоотаниых циклов повторений.

Информация о длительностях этих интервалов времени передается для записи в узлы 2 и 8 основного десятичного счетчика по,цепям распределителя 4, включенным между выходами 41 — 46 блока б и соответственно входами 47 — 52 блока 5: о «сжатии-1» — между выходом 41 и входом 47, о «сжатии 0» между

42 и 48, о «сжатии-3» между 48 и, 49, о «сварке» вЂ” между 44 и 50, о «выдержке» вЂ” между 45 и 51,,и о «паузе» вЂ” между 46 и 52.

Эта информация передается в такт записи, тактовыми импульсами тока, которые создаются во входном .блоке 1 в начале условно отрицательных полуволн приложенного напряжения в каждом первом периоде всех последовательно отрабатываемых интервалов времени.

Эти тактовые импульсы, проходя также по цепям 58 и 54, осуществляют магнитную подготовку сердечников группы 55 распредели338890 геля 4 и з а пус к формирователя 17 то ка, после магнитной подготовки этого формирователя выходным импульсом формирователя тока 15.

На выходах всех формирователей 15 — 17,84, а также 56 — 59 тока появляются импульсы токов при прохождении, по одной из обмоток

26 — 29 импульса тока запуска (тока считывания, направленного условно справа налево), который переводит сердечник трансформатора

28 в устойчивое магнитное состояние (условно состояние «вниз»), При этом в базовой обмотке 24 индуктируется э.д.с., которая открывает транзистор 22.

Для возникновения этой отпир ающей э.д.с. сердечник тр ансформатор а 28 должен быть предварительно подготовлен, т. е. приведен в устойчивое магнитное состояние — условно состояние «вверх». Эта магнитная подготовка осуществляется импульсом тока подготовки, который проходит по одной,из обмоток 26 — 29 в направлении, противоположном импульсу тока запуска.

В начале всех условно положительных полуволн приложенного напряжения во входном блоке 1 (фиг. 1) создаются также и импульсы счета, котопые с выхода 60 поступают на счетный вход 61 узла 2 разряда единиц основного десятичного счетчика.

На вход 62 основного распределителя 4 управляющих импульсов в такт считывания поступают импульсы тока, которые формируются в узле 8 в начале условно положительных полуволн приложенного напряжения в каждом первом периоде всех последовательно отрабатываемых интервалов времени, кроме пепвого («сжатие-l»).

Эти импульсы тока, распределяясь по параллельным цепям распределителя 4, включенным между его входами 62 и выходом 68, воздействуют через управляющие цепи 14 на выходные триггеры 11 — 18, которые реализуют информацию о длительностях интервалов, отрабатываемых в узлах 2 и 8 основного счетчика. Эти же импульсы тока осуществляют магнитную подготовку сердечников группы 64, обеспечивая тем самым наибольшую переходную проводимость соответствующей цепи основного распределителя 4 для импульсов тока, которые поступят позже, в такт записи, из блока 8 через выходы 41 — 46.

Кроме того, импульс тока, направляемый, в таKIT сччтьгва н пя, в цепь 65 распределителя по цепи бб (фиг. 1 и фиг. 2) проходит также по цепи 67 счетного входа дополнительного счетчика 7, который используется для отсчета числа повторяемых одинаковых интервалов времени в каждом цикле повторений. Программное устройство работает следующим обоазом.

После нажатия пусковой педали (на чертеже не показана) замыкаются контакты 68 (фиг. 1) и импульсом тока, проходящим по цепи 69, запускается триггер 11, который осутцествляет включение исполнительного устройства, управляющего системой, создающей уси5 ю

15 гю

25 зо

65 лие между электродами сварочной ма шинь. (исполнительное устройство, система и электроды на чертеже не показаны).

Импульс тока, запускающий триггер 11, проходит также по цепям 70 и 71, и, осуществляя при этом магнитную подготовку сердечника 72, создает наибольшую переходную проводимость той цепи распределителя 4, в которой находится считывающая обмотка 78, и одновременно создает наименьшие переходные проводимости цепей, в которых находятся считывающие обмотки, намотанные на сердечники группы 64.

Благодаря этому импульс тока записи, возникающий в начале следующей отрицательной полуволны приложенного напряжения, появляется на выходе 41 блока 6 и, поступая на вход 47 блока 5, записывает в узлы 2 и 8 ос новного счетчика необходимую информацию о длительности интервала времени «сжатие-l», равную установленному в блоках 5 и 6 числу периодов приложенного напряжения.

Одновременно этот импульс тока записи осуществляет магнитную подготовку сердечника 74 распределителя 4 и создает этим наибольшую переходную проводимость той цепи распределителя 4, в которой находится считывающая обмотка 74, намотанная на сердечник 74.

После отрабатывания в узлах 2 и 8 основного счетчика установленной длительности интервала времени «сжатие-l», в такт считывания поступает импульс тока, который создается в узле 8 в начале условно положительной полуволны приложенного напряжения в первом периоде второго интервала времени

«сж атие-2».

В рассмотренной последовательности программное устройство осуществляет отрабатывание всех интервалов времени.

На спаде импульса тока, который проходит по цепи распределителя 4, включенной между выходом 48 и входом 48, и который записывает в узлы 2 и 8 основного счетчика необходимую информацию о длительности, интервала времени «сжатия-2», запускается импульсный фопмирователь 84 тока.

Импульс тока, созданный этим формирователем, проходя по цепи 85, через переключатель 86 (фиг. 2) и обмотку магнитной подготовки (фиг. 3) формирователя 15 (фиг. 2), записывает в разряды счетчика 7 установленное блоком 9 необходимое число повторяемых

«интервалов» времени «сжатие-3» и «сварка», которые должны быть отработаны в первом цикле повторений этих интервалов.

После отрабатывания в узлах 2,и 8 основного счетчика первого из повторяемых интервалов в ремени «сварка», на вход 62 из узла 8 поступает импульс тока, который, проходя по цепям 67, бб и 65, осуществляет сброс триггера 18. При этом на выходе .75 счетчика 7 появляется импульс тока, который осуществляет магнитную подготовку сердечника 76 распределителя 4, обеспечивая тем самым наиболь338890

35

65 шую переходную проводимость цепи распределителя, в которой находится считывающая обмотка 7б, включенная между выходом 48 и входом 49. Это обусловливает в ближайший такт записи прохождение импульса тока, который повторно записывает в узлы 2 и 8 информацию о длительности интервала «сжатие-3».

После отрабатывания счетчиком 7 установленного блоком 9 числа повторений интервалов вреМени «сжатие-3» и «сварка» в первом цикле повторений по .цепи 88 проходит импульс тока, запускающий формирователь 15 тока.

Это обусловливает импульс тока, который ,проходит по цепи 89, осуществляет магнитную подготовку формирователя 17 тока и, проходя также по цепи 77 через переключатель 78, осуществляет магнитную подготовку сердечника 7б. Поэтому очередной тактовый импульс тока записи информации в узлы 2 и 8 основного счетчика опять проходит через считывающую обмотку 7б по цепи между входом 48 и выходом 4 9.

Одновременно этот же тактовый импульс тока записи, проходя также по цепям 58,и 54, запускает формирователь 17 тока.

Это вызывает импульс тока записи, который проходит по,цепям за.-ганси счетчика 7 через разряд 10" десятков блока 10, цепь 87, обмотку 2б магнитной подготовки формирователя

16 тока и через разряд 10 единиц блока 10.

Тем самым в разряды счетчика 7 записывается установленное блоком 10 необходимое число повторяемых интервалов времени «сжатие-3» и «сварка», которые должны быть отработаны во втором цикле повторений этих интервалов.

После отрабатывания счетчиком 7 установленного числа повторяемых интервалов времени во втором цикле повторений, по цепи 88 опять проходит импульс тока, который запускает формирователь 1б тока.

Это обусловливает импульс тока, который проходит по цепи 40 и осуществляет магнитную подготовку сердечника 79. Поэтому очередной тактовый импульс тока записи информации, в узлы 2 и 8 основного счетчика проходит через считывающую обмотку 79 по цепи между входом 45 и выходом 51. Этот импульс тока записывает информацию о длительности интервала времени «выдержка».

Отрабатывание двух последних интервалов времени «выдержка» и «пауза» осуществляется в описанной последовательности.

После отрабатывания интервала времени

«выдержка» триггеры 11 и 12 сбрасываются.

После отрабатывания интервала времени

«пауза», если контакты 68 замкнуты, запускается триггер 11.

Одновременно с очередным запуском триггера 11 осуществляется магнитная подготовка сердечника 80, на котором намотана считывающая обмотка 80, находящаяся в параллельной цепи, подключенной к той цепи распределителя 4, которая связана с выходом 42 и входом 48.

После этого отрабатывание следующего технологического цикла повторяется, начиная с интервала времени «сжатие-2» в рассмотренной,последовательности. Интервал времени

«сжатие-1» (предварительное сжатие) отрабатывается программным устройством однократно, т. е. только в первом цикле при выполнении программы из нескольких непрерывно следующих друг за другом технологических циклов или при выполнении программы из одиночного технологического цикла.

Если контакты б8 разомкнуты, то после отрабатывания интервала времени «пауза» схема прекращает работу, при этом последний импульс тока, проходящий по цепям 81 и 82, приводит всю схему в состояние, подготовленное для выполнения следующей программы.

Переключатели 88 и 78 переводят протраммное устройство из режима работы с регулируемым по времени действия повышенным усилием обжатия в режим работы с регулируемым по времени действия повышенным усилием проковки.

При работе предложенного устройства на выходах 84 — 8б возникают сигналы, которые воздействуют на исполнительные блоки, управляющие системой, создающей усилие между электродами сварочной машины, и тиристорами или игнитронами, коммутирующими ток первичной цепи сварочного транаформатор а.

Предмет изобретения

Программное устройство для последовательного отрабатывания интервалов времени технологических циклов в аппаратах управления и регулирования промышленных установок, например машин для контактной сварки, содержащее счетчик длительностей интервалов времени, связанный через переключающие блоки с основным распределителем управляющих импульсов, к которому подключен счетчик числа повторений с подключенным к нему переключающим блоком установки числа .повторяемых одинаковых интервалов времени, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей устройства, оно содержит переключающие блоки установки числа повторений в циклах повторений и распределяющие импульсные формирователи тока, число которых равно числу циклов, и записывающие импульсные формирователи тока, выходы которых соединены с блоками установки числа повторений, и вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего распределяющего импульсного формирователя тока;и одному управляющему входу основного распределителя, к другому входу которого подсоединен выход последнего распределяющего импульсного фор338890

9, 10

ЛФО

Фиг Z мирователя тока, входы распределяющих импульсных формирователей тока подключены к выходу счетчика числа повторений, входы которого связаны с переключающими блоками числа повторений соответствующих циклов повторений.

338890

Составитель М. Столярова

Техред Л. Богданова Корректор Л. Царькова

Редактор Л. Утехина

Типография, пр Сапунова, 2

Заказ 1760(12 Изд, № 649 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5