Система управления процессом электрохимического анодирования Советский патент 1983 года по МПК C25D21/12 

Изобретение относится к гальванотехнике и касается конструкции системы управления процессом электрохимического анодирования, в частности глубокого анодирования поверхности деталей из алюми- ния и алюминиевых сплавов. Известна установка для электрохимической обработки алюминия, содержащая ванну с электролитом, электродь. установленные в ванне с электролитом,выпря митель, соединенный с электродами, и устройство управления вьшрямителем, соединенное с вьшрямителем l Работа на данной установке может вестись только в режиме ручного управления и требует наличия оператора и непрерывного контроля с его стороны за параметрами гальванического процесса и внесения соответствующИХг поправок. Выход деталей в брак составляет около 1%. Наиболее близкой к предлагаемой по . технической сущности и достигаемому результату Я1зляется система управления процессом электрохимического анодировакия, содержащая источник постоянного тока, датчик тока и задатчик токи {2 , Недостатком данной- установки является плавный подъем плотности тока по экспоненциальному закону, так как зада ющий.сигнал для регулятора тока в ванне образуется путем использования напряжения на конденсаторе. Это приводит к тому, чтогальваническая устапощса работает с максимальной технологической производительностью по скорости; нараста ния плотности Toica в гальванической ван не лишь в начальный момент нанесения покрытия, а затем ее прокаводительность на участке подъема плотности тока несколько умеиьшаегся по сравнению с БОЗ растанием плотности тока по линейному закону. , Цепь изобретения -i- повьпиение производительности гальванической установки за счет сокращения временя, необходимого даш подъема тока в гальванической ванне Qf нуля до заданного значения. Поставленная цеяь достигается тем, что система управления процессом элект-рохимического анодирошния, содерясаиая источник ЛОСТО5ШЛОГО тока, датчик тока и задатчик тхэка, снабжена нупь-органом, первый вход которого пошшючей к задатчику тока, а второй вход - к датчику тока, управляющим триггером, вход которого соединен с вторым выходом нуль-орга на, генератором нарастания тока, первым ключевым элементом, первый вход которого соединен с .выходом генератора нарастания тока, а второй зход - с вторым выходом управляющего .триггера, генератором поддержания тока, вторым ключевым элементом, первый вход котсм рого подкшочен к выходу генератора поддержания тока, а второй вход соединен с первым выходом управляющего триггера, третьим ключевым элементом, первый вход которого соединен с первым выходом нуль-органа, второй вход - с выходом втУэрОГО ключевого |элемента,, а третий с выходом первого Ключевого элемента, цифро-аналоговым преобразоватеяем, вход которого соединен с выходом третьего .ключевого элемей й, усилителем напряжения, вход которого соединен с выходом цифро-аналогового преобразователя, а выход - с входом источника постоянного тока, и элементом управления сбросом управл5пощего триггера и цифроаналогово1;чэ прео6разова:теля в исходное (нулевое) состояние, первый выход которого подюхючен на вход Сброс управпяющего триггера, а второй выход - на вход Сброс цифро-аналогового преобразователя. На фиг. 1 изображена блок-схема системы управления процессом электрохимического анодирования; на фиг. 2 - эвергетнческйе диаграммы работы системы. Система управления nfKMieccoM электрохимического анодирования содержит ванну 1 с электролитом, электроды 2 .и 3,; источник 4 постоянного тока, к выходу которого подключены электроды 2 и 3, датчик 5 ;гока через электролит, задатчшс б тока через электролит, нуль-ор ган 7, перйый вход которого подключен к выходу ;задатчИка 6 тока, а второй вход - к датчику 5 тока, управляющий триггер. 8, вход которого соединен с вто рым ВЫХОР.ОМ нуль-органа 7, генератор 9 нарастанЕШ сшса, первый ключевой элемент 1О первый вход которого соединен с ыходом генератора 9 нарастания това, а второй вход - с BTojEMbiM выходом управляю| щего триггера 8, генератор 11 поддержв ния тока, второй ключевой элемент 12, первый вход которого подключен к выходу генератора 11 поддержания тока, а втоой вход - соединен с первым выходом правляющего, триггера 8, третий ключевой элемент 13, первый вход которого оединен с первым выходом нуль-органа 7, торой вход - с выходом ключевого элеента 12, а третий - с выходом первого ключевого элемента 10, цифро-аналогЪый преобразователь 14, вход которого соединен с выходом третьего ключевого элемента 13, усилитель 15 напряжения, вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя 14, а выход - с входокГ источника 4 постоянного тока, и элемент 16 управления сбросом управляющего триггера 8 и цифро-аналогового преобразователя 14 в исходное (нулевое) состояние, первый выход которого подклкчен на вход Сброс триггера 8, а второй .выход - на вход Сброс цифро-аналогового преобразователя 14. Система работает следукжЕНШ образом При включении системы управления сразу же срабатывает элемент 16 сброса, которцй устанавл1шавт двоичньте счетчики цифро-аналогового |преобразователя 14 и управляющий триггер 8 в исходное ({ левое) состояние. На выходе цифро-аналогоеого преобразователя 14 сигнал отсутс-паует, вследствие чего напряжение на выходе ясточншса 4 постоянного тока, а следовательно, и ток в ванне 1 отсутствуют. При переводе задатчика 6 тока через электролит из нулевого положения в требуемое за счет рассогласования сигналов от датчика 5 тока чере электро- . лит и задатчика 6 тока через электролит исчезнут сигналы на обоих выходах вгуль-оргайю 7. Второй ключевой элемент 12, выполненный на базе элемента ИЛИ-НЕ, не дет прсшускать импульсы от генератора 11 пош1ержания тока через электролит из-за наличия на втор его .входе сигнала с первого выхода управляющего триггера 8, Перший Ключевой элемент 10, ввдюянбнный ва базе эпвмента ИЛИ-НЕ, прсшускает импутьсы от генера тора нарастания тока через электролит, так как йа втором его входе отсутству- ет сигнал с второго выхода управляняцего триггера 8, С третьего клю чевого элемента 13, выполненного на базе элемента ИЛИ-НЕ, на вход цифро-аналогового преобразователя 14 будут поступать импульсы генериигемые генератором 9 нарастания тока через электролит. Суммируя поступииние импульсы и преобразо ав сумму в напряжение, цифро-аналоговый преобразователь 14 через усилиЧ; тель 15 воздействует ina источник 4 постоянного iPOKa, который создает на элект родах 2 и 3 7вапряжениё, пропорциональное числу импульсов, поступивших на вход цифро-аналогового I преобрааовате- ля 14. Через электролит в ванне 1 бут дет протекать ток, плавно и непрерывно нарастающий со скоростью, определяемой 10 804 частотой следования импульсов генератора 9. При достижении током через электролит заданной величины сигнал от датчика 5 тока через электролит будет равен сигналу аадатчика 6 тока через электролит и на выходах нуль-органа 7 появятся сигналы, один из которых переключает управляющий триггер 8, который на- личием сигнала на втором выходе вклк чает первый ключевой элемент 10, а другой,поступая на первый вход третьего ключевого элемента 13, вклоочает третий ключевой элемент. На входе цифро-аналогового преобразователя 14 сигнал отсутствует и напряжение, выдаваемое с усилителя 15, не изменяется. Следовательно, не изменяется и ток че рез электролит в ванне 1. В результате физических процессов, протекающих при аноднрованин деталей, величина тока через электролит в ванне 1 будет медленно уменьшаться. При этом появится рассогласование между сигналами на входах нуль-органа 7, на выходах его сигналы исчезнут и импулысы, генерируемь1е генератором 11, через второй ключевой элемент 12 и третий клктевой элемент 13 поступят навход цйфро-аналоговго (преобразовате- :. ля 14. Сигнал на его выходе увеличится, увеличится нш1ряжение на элек фодах 2 и 3 в ванне 1. Ток через электролит будет увеличиваться до заданного значе- ния, т.е. происходит процесс непрерывного {автоматического поддержания заданно-i го значения тока через электролит. На фиг. 2 представлен графики изменения времени напряжений в различных частях системы управления процессом электрохимического анодирования, поясняющие сущность ее работы. По оси ордянат откладывается напряжение на выходах элементов 7 - 14, по оси абсцисс время. Из графика для элемента J.4 видно, что подъём напряжения на его выходе на участке подъема тока в ванне обус лавливается импульсами на выходе элемента 4. Поскольку эти импульсы слеаутот с постоянной частотой и не меняют свою форму, то и подъем напряжения на выходе элемента 14 происходит ступенчато, причем длина ступеней в их высота - величины постоянные для всего участка подъема тока в ванне, значит и приращение тока в ванне происходит иа одинаковую величину за одинаковые отрезки времени, т.е. скорость и возрастание тока в ванне постоянные на участке

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО АНОДИРОВАНИЯ, содержащая источник постоянного тока, датчик тока и задат чик тока, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности гальванической установки за счет сокращения времени, необходимого для подъема тока в гальванической ващ1е от нуля до заданного значения, она снабжена нуль-органом, первый вход которого подключен к задатчику тока, а второй вход - к датчику тока, управляющим триггером, вход которого соединен с I вторым выходом нуль-органа,, генератоi ром нарастания тока, первым ключевым элементом, первый Ц.-вкоо. которого соединен с выходом генератора нарастания тока, а второй вход - с вторым выходом управляющего триггера, генератором поддержания тока, вторым ключевым элемен. том первый вход которого подключен к выходу генератора поддержания тока, а второй вход соединен с первым выходом управляющего триггера, третьим ключевым элементом, первый вход которого соединен с первым выходом нуль-органа, второй вход - с выходом второго ключевого элемента, а третий - с выходом первого ключевого элемента, цифро-аналоговым преобразователем, вход которого соединен с выходом третьего ключевог го элемента, усилителем напряжения, вход которого соединен с выходом цифро(Л аналогового преобразователя, а выход с входом источника постоянного тока, и элементом управления сбросом управляющего триггера и цифро-аналогового преобразователя в исходное (нулевое) состо1шие, первый выход которого подключен на вход Сброс управляющего триггера, а второй выход - на вход: Сброс цифроСП аналогового преобразователя. У1 эо