Устройство управления взрывом при электроимпульсной запрессовке Советский патент 1990 года по МПК G05B23/02 G05B13/02 

Изобретение относится к системам автоматического управления, в частности к устройствам управления работой машин и аппаратов, и может использоваться для управления режимом взрыва в установках для электроимпульсной запрессовки труб.

Цель изобретения - повышение точности устройства.JQ

На фиг. 1 изображен пример реализации устройства; на фиг. 2 - кривые разрядного тока (1) и напряжения (2, 3) соответственно для оптимального (2) и неоптимального (3) режи- мое взрыва.

Устройство содержит задатмик 1 напряжения, датчик 2 тока, блок 3 выделения1 экстремума, дат.чик Ь напряжения, блок 5 определения момен- 20 та взрыва 5, пороговый элемент 6, блок 7 выделения экстремума, ключ 8, блок 9 измерения интервала времени между моментами максимов тока и напряжения, генератор 10, элемент И 11, 25 триггер 12, ключ 13, элемент ИЛИ 11, элемент И 15, триггер 16, ключ 17, элемент ИЛИ 18, регулирующий блок 19, счетчик 20, регистр 21, цифроанатрубы 3 в трубную решетку 33 тепл обменного аппарата.

Управление режимом взрыва в уст ройстве обеспечивается измерением

интервала времени t

между момен

тами достижения током максимума tw и взрыва патрона tg, определяемым знака разницы, в соответствии с пр порциональным законом регулировани умножения полученного значения t;. на коэффициент и корректировкой на полученную в результате умножения в личину с учетом знака величины Uon выставленного перед включением установки оператором. При этом момент максимума тока определяется с помощью блока 3 .

Момент взрыва патрона фиксируется с помощью блока 5 определения мо мента взрыва патрона. Как видно из кривой 2 напряжения (фиг. 2), макси мум напряжения имеет место дважды момент приложения напряжения к электровзрывному патрону и в момент его взрыва. Следовательно, для опре деления момента взрыва патрона необ ходимо зафиксировать момент максиму напряжения при значении тока I, отлоговый преобразователь (ЦАП) 22, ре- Зо личном от нуля, Осуществляется это

гулировочный резистор 23, сумматор 2k, регулируемый пороговый блок 25, генератор 26 импульсных токов, источник 27 постоянного напряжения, накопитель 28, усилитель 29 мощности, блок 30 поджига, управляемый разрядник 31, электрод 32S трубную решетку 33, трубу 3, электровзрывной патрон 35.

При этом датчик 2 тока представляет собой шунт или воздушный трансформатор и может быть включен в любой точке разрядного контура. Датчик k напряжения представляет собой делитель напряжения, он может быть включен параллельно электровзрывному патрону и служит для измерения приложенного к нему напряжения о

Устройство работает следующим образом.

Оператор с помощью задатчика выставляет пороговый уровень Uen регулируемого порогового блока. В момент превышения напряжением заряда накопителя величины Uoft регулируемый пороговый блок 25 срабатывает и через усилитель 29 мощности и блок 30 под- жига подает сигнал на подрыв патрона 35, сопровождающийся запрессовкой

35

40

45

50

55

следующим образом, Блок 7 выделения экстремума аналогичен блоку 3 и обе печивает фиксацию моментов достижен напряжением максимума. Пороговый эл мент 6 с 1ОП, немного превышающим нуль, срабатывает при значении разр ного тока, отличном от нуля. При эт на выходе ключа 8 логическая единиц если максимум напряжения имеет мест при , т.е. в момент взрыва патр на .

Допустим, что момент максимума т ка наступил раньше, чем произошел взрыв патрона. В этом случае первый триггер 12 не меняет своего состояния (остается в нуле), на прямом вхо де элемента 15 логическая единица, на инверсном - логический нуль, эле мент И 15 срабатывает, устанавливая триггер 16 в единицу, триггер открывает ключ 17, который через элемент ИЛИ 1ч подключает выход генератора 10 к входу счетчика 20, ведущего сче интервала времени. Счет интервала времени ведется до тех пор, пока не наступает момент взрыва патрона.

В момент взрыва патрона логическая единица с выхода ключа 8 устанав ливает триггер 16 в нуль, отключая

трубы 3 в трубную решетку 33 тепло- обменного аппарата.

Управление режимом взрыва в устройстве обеспечивается измерением

интервала времени t

между моментами достижения током максимума tw и взрыва патрона tg, определяемым знака разницы, в соответствии с пропорциональным законом регулирования умножения полученного значения t;.. на коэффициент и корректировкой на полученную в результате умножения величину с учетом знака величины Uon, выставленного перед включением установки оператором. При этом момент максимума тока определяется с помощью блока 3 .

Момент взрыва патрона фиксируется с помощью блока 5 определения момента взрыва патрона. Как видно из кривой 2 напряжения (фиг. 2), максимум напряжения имеет место дважды момент приложения напряжения к электровзрывному патрону и в момент его взрыва. Следовательно, для определения момента взрыва патрона необходимо зафиксировать момент максимума напряжения при значении тока I, отЗо личном от нуля, Осуществляется это

35

40

45

0

5

следующим образом, Блок 7 выделения экстремума аналогичен блоку 3 и обеспечивает фиксацию моментов достижения напряжением максимума. Пороговый элемент 6 с 1ОП, немного превышающим нуль, срабатывает при значении разрядного тока, отличном от нуля. При этом на выходе ключа 8 логическая единица, если максимум напряжения имеет место при , т.е. в момент взрыва патрона .

Допустим, что момент максимума тока наступил раньше, чем произошел взрыв патрона. В этом случае первый триггер 12 не меняет своего состояния (остается в нуле), на прямом входе элемента 15 логическая единица, на инверсном - логический нуль, элемент И 15 срабатывает, устанавливая триггер 16 в единицу, триггер открывает ключ 17, который через элемент ИЛИ 1ч подключает выход генератора 10 к входу счетчика 20, ведущего счет интервала времени. Счет интервала времени ведется до тех пор, пока не наступает момент взрыва патрона.

В момент взрыва патрона логическая единица с выхода ключа 8 устанавливает триггер 16 в нуль, отключая

515

его тем самым от счета интервала времени. Сигнал с выхода ключа 8 поступает также на прямой вход элемента И 11, инверсный вход которого подключен к прямому выходу триггера, уста- новленному в нуль логической единицей с выхода ключа 8. Поскольку триггер срабатывает по заднему фронту входного сигнала, сигнал (логическая единица) на прямом входе элемента И 11 закончится скорее, чем придет логический нуль с прямого выхода триггера 16, на выходе элемента И 11 логический нуль, триггер 12 своего состояния не изменит (останется в нуле).

В этом случае в счетчике 20 присутствует код интервала времени между моментами достижения током макси- мума и взрыва патрона, который хранится в регистре 21 и преобразуется в аналоговый сигнал с помощью цифро- аналогового преобразователя ЦАП 22.

Если взрыв патрона произошел рань ше, чем наступил момент максимума тока, счет интервала времени t ведется аналогично, но управление счетом осуществляется с помощью три гера 12, Включение емкостей Ст и С2 на входы Уст.О1 триггеров служит для ориентации триггеров и обеспечивает установку их в нуль в момент включения. Включение элемента ИЛИ И обеспечивает счет интервала времени t. независимо от того, какой из

моментов t, или te наступит первым. Включение элемента ИЛИ 8 позволяет сформировать сигналы на установку счетчика 20 в нуль и управляющий сигнал на занос в регистр 21 кода интервала времени.

При определении интервала времени t,. важно знать не только абсолютное значение , но и знак разницы между моментами достижения током максимума и взрыва патрона. Определение знака разницы между моментами осуществляется с помощью триггера 16. Если в момент начала счета интервала времени на прямом выходе триггера 16 логическая единица, момент максимума тока наступил раньше, чем произошел взрыв патрона - знак разницы положительный (+); если взрыв патрона произошел раньше, чем наступил момент максимума тока, на прямом выходе триггера 16 логический нуль - знак разницы между моментами достижения током максимума и взрыва патрона отрицательный (-). Знак разницы фиксируется подключением прямого выхода триггера 16 к знаковому разряду ЦАП 22.

Хранящийся в регистре 21 код интервала времени в ЦАП 22 преобразуется к аналоговому виду с учетом знака, а затем с помощью резистора 23 домножается на коэффициент. На полученную в результате умножения величину dU с учетом знака с помощью сумматора 2k корректируется эталонное значение Uon, которое задается оператором с помощью задатчика 1 в момент включения установки. Устройство работает таким образом, что при разрядах, начиная со второго, регулируемый пороговый блок 25 будет срабатывать при значении U Uon + + 4U, обеспечивая тем самым управление режимом взрыва регулированием зарядного напряжения, как параметра оптимизации.

Формула изобретения

1. Устройство управления взрывом при электроимпульсной запрессовке, содержащее генератор импульсных токов, который содержит датчик тока, выход которого соединен с пороговым элементом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены первый и второй блоки выделения экстремума, ключ, задатчик напряжения, блок измерения интервала времени между моментами максимумов тока и напряжения, регулирующий блок, сумматор, регулируемый пороговый блок, а генератор импульсных токов дополнительно содержит датчик напряжения, причем выход датчика напряжения соединен с информационным входом регулируемого порогового блока и с входом второго блока выделения экстремума, подключенного выходом к информационному входу ключа, подключенного управляющим входом к выходу порогового элемета, вход которого соединен с входом первого блока выделения экстремума, выход которого соединен с первым входом блока измерения интервала времен между моментами максимумов тока и напряжения, второй вход которого подключен к выходу ключа, а информационный выход - к входу регулирующего

блока, знаковый вход которого подключен к знаковому выходу блока измере- ния интервала времени между моментами максимов тока и напряжения, выход управления которого соединен с управляющим входом регулирующего блока подключенного выходом к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом задатчика напря- жения, а выход - с опорным входом регулируемого порогового блока, подключенного выходом к управля- j ющему входу генератора импульсных токов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок измерения интервала времени между моментами максимумов тока и напряжения содержит первый и второй элементы И, первый и второй ключи, первый и второй триггеры, первый и второй элементы ИЛИ и генератор, причем первый вход блока измерения интервала времени между моментами максимумов тока и напряжения соединен с входом сброса первого триггера и с прямым входом второго элемента И, инверсный вход которого соединен с прямым вы- ходом первого триггера и с управля-

5

Q

0

0

5

ющим входом первого ключа, инфор ма- ционный вход которого подключен к выходу генератора и к информационно- му входу второго ключа, управляющий вход которого соединен с прямым выходом второго триггера, с инверсным входом первого элемента И и со знаковым выходом блока измерения интервала времени между моментами максимумов тока и напряжения, второй вход которого подключен к входу сброса второго триггера и к прямому входу первого элемента И, выход которого соединен с входом установки первого триггера, инверсный выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, вход установки которого подключен к выходу второго элемента И, выход первого ключа соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с информационным выходом и выходом управления блока измерения интервала времени между моментами максимумов тока и напряжения.

Изобретение относится к системам автоматического управления, в частности к устройствам управления работой машин и аппаратов, и может использоваться для управления режимом взрыва в установках для электроимпульсной запрессовки труб. Целью изобретения является повышение точности устройства. Устройство содержит задатчик 1, сумматор 24, регулируемый пороговый блок 25, генератор импульсных токов 26 с датчиками тока 2 и напряжения 4, блоки выделения экстремума 3, 7, пороговый элемент 6, ключ 8, регулирующий блок 19, блок 9 измерения интервала времени между моментами максимумов тока и напряжения. Устройство позволяет оптимизировать режим взрыва. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

ult)