Программно-управляющее устройство Советский патент 1986 года по МПК G05B19/02 

Изобретение.относится к контрольно-измерительным устройствам, в частности, к техническим средствам управления, и может быть использовано в технологических установках выращивания монокристаллов с заданным законом изменения температуры во времени, в технологических линиях для проведения гальванопокрытий и других установках в качестве программных устройств при проведении технологических процессов.

Цель изобретения - уменьшение времени перенастройки на другой режим. На чертеже показана функциональная схема устройства.

Программно-управляющее устройство содержит источник 1 постоянного тока, регулируемые резисторы 2 и 3, последовательно включенные источник 4 переменного тока, первый конденсатор 5, ограничительный резистор 6 и капиллярный ртутно-электролитический резистор 7, последовательно включенные второй конденсатор 8, усилитель 9 переменного тока, выпрямитель 10, усилитель П постоянного тока и сумматор 12, а также элементы НЕ 13-15, первый и второй компараторы 16 и 17, злементы И 18 и 19, усилители 20-23 мощности, первое реле 24 с размыкающими контактами 25 и 26 и замыкающими контактами 27 и 28, второе реле 29 с размыкающими контактами 30-32 . и замыкающими контактами 33-35 третье реле 36 с замыкающими контактами 37 и 38, кнопку 39 запуска с зам гкающи- ми контактами 40 и 41, переключатель 42 с размыкающими контактами 43 и 44 и замыкающими контактами 45 и 46 и три источника 47-49 опорного напряжения .

Устройство работает следующим образом.

Исходя из требуемого закона изменения управляемого параметра технологического процесса (например, температуры) переключателем 42 устанавливают соответствующий режим линейного изменения выходного напряжения устройства - повьппение (ПВ) или Понижение (ПН). При этом через контакты 43 или 45 на компаратор 16 поступает опорное напряжение, фиксирующее изменение выходного сигнала удтройства (при положении ТТЕ-и д , при положении nH-ort,y,ir, ). Регулируемыми резисторами 2 и 3 задают продолжитель

5

0

5

0

5

40

ность изменения выходного сигнала (резистором 2 - повышение, резистором 3 - понижение) путем задания величины управляющего тока капиллярного ртутно-электролитического резистора 7.

ТТуск устройства осуществляют кнопкой 39 запуска. При этом через капиллярный ртутно-электролитический резистор 7 начинает протекать ток управления, изменяя, в зависимости от исходного состояния резистора, величину его сопротивления. Если сопротивление на минимальном уровне, то автоматически устанавливается направление тока управления, при котором сопротивление резистора возрастает. Если в исходном состоянии сопротивле- иие резистора на максимальном уровне, то ток управления уменьшает сопротивление. Падение напряжения на этом сопротивлении преобразуется в выходной сигнал устройства с помощью источника 4 переменного тока стабильной амплитуды и частоты, конденсаторов 5 и 8, ограничительного резистора 6, усилителя 9 переменного тока, вьтрямителя 10 и усилителя 11 постоянного тока. Выходное напряжение этого усилителя поступает на выход устройства непосредственно через контакты 25 и 37 или через контакты 27 и 37, будучи предварительно вычтенным из уровня и„. с помощью

1 гпСлУ

сумматора 12.

Если в момент включения устройства сопротивление резистора 7 минимально то напряжение на выходе усилителя 11 постоянного тока равно Это напряжение сравнивается в компараторе 17 с напряжением опорного сигнала, заданного предварительно на втором его входе, величина которого больше UQ - и меньше

45 и,

он max

например равного

Jjijjau5.2 J Tilr

На выходе компаратора 17 формируется логический О

который через контакт 44 поступает на один вход элемента 19,,на другом входе которого логическая 1 сформирована усилителем 22. Поэтому на выходе элемента 19 - логический О, при этом обмотка реле 24 обесточена, а выходной сигнал усилителя постоянного тока через контакт 25 поступает на контакт 37 и вход компаратора,. 16.

На другой вход этого компаратора поступает напряжение 1„„ „ через кон- такт 43. На выходе компаратора 16 - логическая 1, которая поступает на вход элемента И 18, на втором входе которого - логический О с выхода элемента НЕ 15. Поэтому обмотка реле 36 обесточена, контакты 37 и 38 разомкнуты, напряжение на выходе устройства отсутствует, и ток управления не протекает через резистор 7.

При нажатии кнопки 39 запуска через контакт 40 на вход элемента НЕ 14 поступает напряжение U , . Обмотка реле 29 обесточивается и через его контакты 30 и 31 на регулируемый резистор 2 поступает напряжение той полярности, которое обеспечивает возДля получения режима снижения напряжения на выходе устройства пере ключатель 42 устанавливают в положерастание сопротивления резистора 7 (в данном случае положительной поляр-2 ние ПН. При этом через контакт 45 на ности). Одновременно через контакт вход компаратора 16 поступает напря- 41 на вход усилителя 22 поступает логический О, который затем поступает на элемент И 19, предотвращая случайное включение реле 24, а также через элемент НЕ 15 - на элемент И 18. На выходе этого элемента формируется логическая 1, которая через усилитель 20 мощности включает реле . 36. Поэтому контакты 37 и 38 замы- каются, сопротивление резистора 7 нажение Uar, Выходной сигнал компаратора 17 поступает на вход ;элемента И 19 через контакты 46 и элемент 25 НЕ 13. Благодаря такому включению реле 24 не срабатывает, если в исходном состоянии сопротивление резистора 7 максимально, и срабатьгоает, если оно минимально. После нажатия кнопки 39 запуска реле 29 включается и остается в этом состоянии в течение всего времени снижения напряжения. Осуществляется подача напряжения соответствующей полярности (в зависимости от начального сопротивления резистора 7) на регулируемый ре- зистор 3. Когда выходное напряжение

чинает возрастать и на выход устройства поступает возрастающее напряжение. При достижении выходным сигналом уровня и компаратор 16 35 формирует на своем выходе логический О. Вследствие этого реле 36 обесточивается, а его контакты 37 и 38 отключают выход устройства и резистор

жение Uar, Выходной сигнал ко ратора 17 поступает на вход ;элеме И 19 через контакты 46 и элемент 25 НЕ 13. Благодаря такому включению ле 24 не срабатывает, если в исход ном состоянии сопротивление резис ра 7 максимально, и срабатьгоает, е ли оно минимально. После нажатия кнопки 39 запуска реле 29 включает и остается в этом состоянии в тече ние всего времени снижения напряже ния. Осуществляется подача напряже ния соответствующей полярности (в зависимости от начального сопротив ния резистора 7) на регулируемый р зистор 3. Когда выходное напряжени

устройства становится равным на выходе компаратора 16 формирует

7, сопротивление которого перестает «О логический О, в результате чего

отключается реле 36 и размыкаются контакты 37 и 38, т.е. прекращаетс ток управлени через резистор 7 и отключается напряжение с выхода ус ройства.

изменяться. Если на выходе.устройства необходимо иметь напряжение достигнутого уровня, то следует. предусмотреть самоблокировку контакта 37. (не показано).

Если в момент включения устройства сопротивление резистора 7 максимально, то напряжение на выходе уси- лителя 11 постоянного тока равно

и„

На выходе компаратора 17 - .50 ния независимо от исходного состоялогическагя 1, которая через контакт 44 поступает на один вход элемента И 19, на другом входе которого логическая 1 сформирована усилителем 22. Поэтому на выходе элемента 55 И 19 - логическая 1, и реле 24 срабатывает. Контакт 27 подключает выход сумматора 12 к контакту 37 и

609174

входу компаратора 16. Одновременно контакт 28 подключает регулируемый резистор 2 к выводу другой полярности (в данном случае отрицательной) источника 1 постоянного тока. Анало- гичнд при нажатии кнопки 39 запуска реле 29 отключается и через контакт 40 осуществляется блокировка переключения реле 24. Реле 36 включается, контакты 37 и 38 замьжаются, сопротивление резистора 7 начинает уменьшаться, а на выходе сумматора 12 напряжение начинает возрастать, так как оно равно , - Ug,,, . Следовательно, на выход устройства также поступает возрастающее напряжение.

Для получения режима снижения напряжения на выходе устройства переключатель 42 устанавливают в положе10

5

ние ПН. При этом через контакт 45 на вход компаратора 16 поступает напря-

ние ПН. При этом через контакт 45 на вход компаратора 16 поступает напря-

жение Uar, Выходной сигнал компаратора 17 поступает на вход ;элемента И 19 через контакты 46 и элемент НЕ 13. Благодаря такому включению реле 24 не срабатывает, если в исходном состоянии сопротивление резистора 7 максимально, и срабатьгоает, если оно минимально. После нажатия кнопки 39 запуска реле 29 включается и остается в этом состоянии в течение всего времени снижения напряжения. Осуществляется подача напряжения соответствующей полярности (в зависимости от начального сопротивления резистора 7) на регулируемый ре- зистор 3. Когда выходное напряжение

устройства становится равным на выходе компаратора 16 формируется

логический О, в результате чего

отключается реле 36 и размыкаются контакты 37 и 38, т.е. прекращается ток управлени через резистор 7 и отключается напряжение с выхода устройства.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает изменение выходного напряжения как в сторону увеличения его, так и в сторону уменьшения капиллярного ртутно-электролити- ческого резистора, что устраняет простои технологического оборудования, необходимые для перенастройки устройства на другой режим, и повышает производительность процесса выращивания кристаллов в среднем на 6-8%. Предлагаемое устройство можно приме512

нять в тех технологических процессах, где по тем или иным причинам недопустимы простои оборудования, или там, где требуется напрерывный технологический цикл.

Формула изобретения

Программно-управляющее устройство, содержащее источник постоянного тока, два регулируемых резистора,, первый элемент И, четыре усилителя мощности, три реле, связанных входами с выходами соответствующих усилителей мощности, последовательно включенные источник переменного тока, первый конденсатор, ограничительный резистор и капиллярный .ртутно-электролитический резистор, подключенный вторым выводом к общей шине, второй конденсатор, подключенный первым выводом к первому выводу капиллярного ртутно-электроли- тического резистора, а вторым выводом - к входу усилителя переменного тока, последовательно включенного с выпрямителем, усилителем постоянного тока и первым компаратором, два источника опорного напряжения, второй компаратор, подключенный первым входом через, размыкающий контакт перво- го реле к выходу усилителя постоянного Тока, кнопку запуска, причем выход устройства соединен через первый замыкающий контакт третьего реле с первым входом второго компаратора, от. лич ающе е ся тем, что, с целью уменьшения времени перенастройки на другой режим,, в устройство введены второй элемент И, подключенный выходом к входу первого усилителя мощности, первый элемент НЕ, подключенный входом к выходу первого компаратора, второй элемент НЕ, подключенный выходом к входу второго усилителя мощности, третий элемент НЕ, подключенный выходом к перво1 гу входу первого элемента И, который подключен выходом к входу третьего усилителя мощности, а вторым входом- к выходу второго компаратора,, сумма-

7«

тор, подключенный первым входом к выходу усилителя постоянного тока, вторым входом - к выходу первого источника опорного напряжения, а выходом через замыкающий контакт первого реле - к первому входу второго компаратора, второй вход которого связан через первый замыкающий контакт кнопки запуска с входом второго элемента НЕ, переключатель, первый размыкаю- пщй контакт которого включен между первым источником опорного напряжения и вторым входом второго компаратора, первый замыкающий контакт включен между вторым источником опорного напряжения и вторым входом второго компаратора, второй размыкающий контакт включен между выходом первого компаратора и первым входом второго элемента И, а второй замыкающий контакт - между выходом первого элемента НЕ и первым входом второго элемента И. подключенного вторым входом к входу третьего элемента НЕ и к выходу четвертого усилителя мощности, связанного входом через второй замыкающий контакт кнопки запуска с общей шиной, причем первый вывод капиллярного ртутно-электролитического резистора через второй замыкающий контакт третьего реле подключен к первым выводам регулируемых резисторов, у каждого из которых вторые и третьи выводы о бъедд|нены и подключены через первые соответственно размыкаюшдй и замыкающий контакты второго реле, через вторые соответственно размыкающей и замыкающий контакты первого реле и через вторые размыкающий и замыкающий контакты второго реле соответственно к положительному и отрицательному выводам источника постоянного тока, а через третьи размыкающий и замыкаюшз й контакты второго реле - соответственно, к отрицательному и положительному, выводам источника пос-- тоянного тока, а также третий источник постоянного тока, подключенный выходом к второму входу первого компаратора.

Изобретение относится к контрольно-измерительным устройствам, в частности к техническим средствам управления, и может быть использовано в технологических установках выращивания монокристаллов с заданным законом изменения температуры во времени, в технологических линиях для нанесения гальванопокрытий и других установках в качестве программных устройств при проведении технологических процессов. Цель изобретения - уменьшение времени перенастройки на другой режим. Для этого программно- управляющее устройство содержит источник постоянного тока, регулируемые резисторы, последовательно включенные источник переменного тока, конденсатор, ограничительньгй резистор и капиллярный ртутно-злектролити- ческий резистор, последовательно включенные конденсатор, усилитель переменного тока, вьтрямитель, усилитель постоянного тока и сумматор, а также элементы НЕ, компараторы, элементы И, усилители мощности, реле с соответствующими размыкающими и замы- какяцими контактами, кнопку запуска, переключатель три источника опорного напряжения. 1 ил. i (Л С

Редактор И.Касарда

Составитель В.Прямицын Техред А.Кравчук

Заказ 5230/48 Тираж 836Подписное

ВНРШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений к открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Корректор О.Луговая