Устройство для управления процессом химической обработки изделий Советский патент 1985 года по МПК G05B15/02 

1 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в системах управлени я хшчико-технологичесХими процессами. Известно устройство для сигнали зации и контроля времени выполнения операций, содержащее датчики текущего времени, распределитель и тервалов времени (задатчик), индик тор времени, информа1щонные блоки, звуковой генератор, сигнализатор, распр еделительную матрицу 1 . . Недостатками этого устройства явля ются отсутствие учета фактических значений параметров рабочей среды, а также малая пригодность для контроля непродолжительных процессов, где интервал между окончанием пред дущего и началом последующего процесса является случайной величиной Наиболее близким к изобретению является устройство для управления процессом химической обработки изделий, содержащее датчики параметров рабочей среды, задатчик времен ных интервалов и счетчик, подключенный входами к выходам генератора тактовых импульсов и датчика наличия изделия в рабочей среде, вход которого является входом запу ка устройства 2 . Недостатком известного устройст ва является невозможность формиров ния длительности протекания процес са с учетом фактических текущих значений параметров рабочей среды, что снижает его точность и надежность. Цель изобретения - повьппение точности и надежности устройства. Цель достигается тем, что устро ство для управления процессом химической обработки изделий, содержащее датчики параметров рабочей средыj задатчик временных интервал и счетчик, подключенньш входами к выходам генератора тактовых импульсов и датчика наличия изделия в рабочей среде, вход которого является входом запуска устройства, содержит блок памяти уставок, сумматоры, блок деления, компаратор и параллельные цепи по числу датчи ков параметров рабочей среды, каждан из KOTOpbix содержит первый и второй блоки вычитания, подключенные первыми входами к выходу соот21. J ветствующего датчика параметра рабочей среды, а вторыми входами - к соответствующим выходам блока памяти уставок, пороговый ключ и суммирующий усилитель,входы которого подклнучены к выходам первого и второго блоков вычитания соответственно через пороговый ключ и непосредственно, причем выходы суммирующих усилителей всех параллельных цепей через включенные последовательно первый сумматор, блок деления, другой вход которого соединен с соответствующим выходом блока памяти уставок, и второй сумматор, подключенньй другим входом к выходу задатчика временных интервалов, соединены с одним входом компаратора, другой вход которого подключен к выходу счетчика, а выход является выходом устройства. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит датчик 1 наличия изделия в рабочей среде, счетчик 2 (тактовых импульсов), компаратор 3 (схему сравнения кодов), генератор 4 тактовых импульсов, задатчик 5 временных интерва- лов (первьй блок памяти) первьй сумматор 6, датчики 7 параметров рабочей среды, блок 8 памяти уставок (второй блок памяти), формирователи 9 приращений скорости (параллельные цепи), второй сумматор 10, делитель 11 и входящие в состав каждого формирователя приращений скорости первьй 12 и второй 13 блоки вычитания (разности), пороговьй ключ 14 и суммирующий усилитель 15. Устройство работает следующим образом. При загрузке обрабатьшаемого изделия в зону обработки на выходе датчика 1 (которьй может пред- ставлять собой, например, концевой выключатель) изменяется уровень сигнала,по переднему фронту которого производится обнуление счетчика 2 и затем формируется разрешение на начало счета счетчиком 2 тактовых импульсов, поступающих с генератора 4. Формируемьй счетчиком 2 код, пропорциональньй времени, отсчитываемому с момента

загрузки изделия в зону обработки, поступает на вход схемы 3 сравнения кодов.

При этом код, соответствующий расчетному значению длительности протекания процесса, формируется первым сумматором 6 на основании расчетного значения длительности при минимальной скорости протекания процесса, поступающего из блока 5 памяти, и суммарной поправки к этой длительности, учитывающей отклонения текущих значений измеряемых параметров от их минимального значения. Эта поправка вьфабатывается делителем 11 с управляемьм коэффициентом деления, вьшолняющим функцию преобразователя скорость протекания процесса - время. Если суммарную поправку к скорости протекания процесса,формируемую на выходе второго сумматора 10, обозначить /iVj то, например, при травлении диэлектрика с толщиной фольги о (или при нанесении слоя хрома толщиной d ) на выходе делителя 11 формируется сигнал,про1

порциональньй сГ

где постоянньш

fiVi

для рассматриваемого процесса коэффициент о поступает на вход делителя 11 из соответствующей ячейки второго блока 8 памяти.

В зависимости от типа рассматриваемого процесса определяется перечень и количество датчиков 7 параметров рабочей среды, количество входов второго сумматора 10 и необходимое количество ячеек во втором блоке .8 памяти. Так, например, при травлении печатных плат необходимо измерять и регулировать температуру и рН раствора. Следовательно, применительно к управлению процессом травления блок 7 имеет в своем составе два перечисленных измерителя, второй сумматор 10 должен иметь два входа, а второй блок 8 памяти должен содержать не менее пяти ячеек памяти.

Сигнал с выхода каждого из входящих в блок 7 измерителей, пропорциональный текущему значению (Ху) измеряемого параметра, поступает на первые входы пер.вого 12 и второго 13 блоков разности, на вторые входы которых с второго блока 8 памяти поступают сигналы,про1А41214

порциональные нижней границе (XHJ ) диапазона изменения рассматриваемого параметра и значению параметра (Xnj ) в точке пересечения отрезков J аппроксимирующих прямых соответственно. При этом сигнал, пропорциональный (Xj -XHJ ) с выхода первого блока 12 разности, поступает на первый вход усилителя 15, а сигнал,

10 пропорциональный (Xi.-X|,j ) с выхода второго блока 13 разности,поступает на вход усилителя 15 через ключ 14, обеспечивающий прохождение этого сигнала на вход усилителя 15 только

f5 при условии X X .Сформированная ука|3анным образом поправка с выхода усилителя 15,являющегося выходом соответствующего формирователя 9 приращения скорости,поступает на соответствующий

20 вход второго сумматора 10,формирующе- го суммарную поправку к минимальной скорости протекания процесса.

При совпадении кодов, поступающих на схему 3 сравнения кодов с

5 выходов счетчика 2 и первого сумма-i . тора 6, что соответствует равенствуфактической длительности протекания процесса и ее расчетного значения, сформированного с учетом текущих значений контролируемых параметров, на выходе схемы 3 сравнения формируется управляющий сигнал на окончание процесса.

Таким образом, предлагаемое уст5 ройство имеет существенное преимущество перед известным так как, обеспечивая автоматическую корректировку длительности протекания процесса с учетом текущих значений

0 наиболее влияющих параметров,позволяет увеличить выход годных изделий за счет повышения эффективности управления. Так, если при применении известного устройства при

5 изменении температуры травления в диапазоне 45-50 С выход годных печатных плат составляет не более 85%, то при использовании предлагаемого устройства диапазон температур

0 рабочих растворов расширяется и находится в пределах 39-52°С. При этом в соответствии с предварительными оценками выход годных печатных плат увеличивается на 3-4% по

5 сравнению с имевшим место. Это,всвою очередь,при годовом выпуске продукции, равном 100 тыс.печатных плат,дает годовой экономический эффект 150 тыс.руб.

.УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ, содержащее датчики парамет ров рабочей среды, задатчик временных интервалов и счетчик, подключенный входами к выходам генератора тактовых импульсов и датчика наличия изделия в рабочей среде, вход которого является входом за пуска устройства, отличи ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности устройства, оно содержит блок памяти уставок, сумматоры, блок деления. компаратор и параллельные цепи по числу датчиков параметров рабочей среды, каждая из которых содержит первый и второй блоки вычитания, подключенные первыми входами к выходу соответствующего датчика параметра рабочей среды, а вторыми входами - к соответствуюп1им выходам блока памяти уставок, пороговый ключ и суммирующий усилитель, входы которого подключены к выходам, первого и второго блоков вычитания соответственно через пороговый ключ и Непосредственно, причем выходы суммирующих усилителей всех параллельных цепей через включенные последовательно пер(Л вый сумматор, блок деления, другой вход которого соединен с соответствующим выходом блока памяти уставок, и второй сумматор ,подключенный другим входом к выходу задатчика временных интервалов, соединены с одним входом компаратора, другой вход которого подклю431. . чек к выходу счет.чика, а выход является выходом устройства. (Mi ю