Устройство для управления термообработкой изделий Советский патент 1991 года по МПК G05D23/13 

Изобретение касается управления и регулирования температуры при обработке изделий преимущественно в промышленности строительных материалов или химического производства и может быть использовано, в частности, для автоматизации термообработки крупногабаритных изделий или изделий, заключенных в массивные металлические пресс-формы.

Цель изобретения - повышение точности устройства и расширение области применения,

На чертеже изображена функциональная схема предложенного устройства в случае его выполнения в аналоговом варианте (может быть выполнено и в цифровом варианте).

Устройство содержит формирователь 1 временных интервалов, корректирующий блок 2, задатчик 3 режимных параметров, блок 4 сравнения, тактовый распределитель 5, датчики 6 температуры изделия, блок 7 программного управления температурой теплоносителя, датчик 8 температуры тепС СЛ Ю

О

ю

GJ

поносителя, блок 9 исполнительных механизмов. Выход 10 формирователя 1 соединен с первым входом 11 корректирующего блока 2, один выход 12 которого соединен с входом 13 задатчика 3 режимных параметров, выход 14 которого соединен с входом, 15 блока 4 сравнения, выход 16 которого соединен с вторым входом 17 корректирующего блока 2.

Второй вход 18 блока 4 сравнения соединен с первым выходом 19 тактового распределителя 5, входы 20 которого соединены с датчиками 6, установленными в изделии. Второй выход 21 тактового распределителя 5 соединен с третьим входом

22корректирующего блока 2, второй выход

23которого соединен с входом 24 блока 7 программного управления, выход 25 которого соединен с входом 26 блока 9 исполнительных механизмов. Второй вход 27 блока 7 программного управления соединен с выходом 28 датчика 8 температуры теплоносителя. Третий выход 29 корректирующего блока 2 соединен с входом 30 формирователя 1. Вход 31 - вход установки узлов устройства в начальное состояние при включении. Вход 32 - адресный вход запоминающих устройств для ручной установки оператором адресного кода в соответствии с выбранной программой термообработки.

Формирователь 1 временных интервалов содержит генератор 33, делитель 34 частоты, элемент 35 сравнения, элемент ИЛИ 36, двоичный счетчик 37 и блок 38 памяти длительности участков программы (постоянное запоминающее устройство).

Корректирующий блок 2 содержит первый элемент ИЛИ 39, сдвигающий счетчик 40, второй элемент ИЛИ 41, усилитель 42, электромагнитное реле 43, двоичный счетчик 44, группу элементов И 45, группу триггеров 46 и элемент 47 совпадения,

формирователь 48 импульса.

Задатчик 3 режимных параметров содержит блок 49 памяти кодов, соответствующих контролируемым уровням температуры (постоянное запоминающее устройство), дешифратор 50, аналоговый ключ 51 и делители 52 напряжения на переменных резисторах.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом технологического цикла оператором задается постоянная часть адресного кода в соответствии с выбранной программой термообработки изделия по входам 32 в постоянное запоминающее устройство 38 формирователя 1 и в постоянное запоминающее устройство 49 задатчика 3 режимных параметров, а также

программа подачи и температура теплоносителя в термокамере в блок 7 программного управления. Процесс термообработки изделия состоит из участков подъема температуры за время, не менее заданного, до определенного уровня температуры и выдержки на этом уровне в течение заданного по программе времени.

При включении устройства в работу делитель 34 частоты, счетчики 37, 40 и 44 по входам 31 устанавливаются в начальное состояние. В результате из постоянного запоминающего устройства 38 считывается длительность первого участка программы и

подается в элемент 35 сравнения, генератором 33 и делителем 34 начинается отсчет времени первого участка программы, а из постоянного запоминающего устройства 49 считывается код, соответствующий уровню

контролируемой температуры СИ, дешифрируется дешифратором 50 и подается на ключ 51, который подключает на вход 15 блока 4 сравнения (компаратора) уровень напряжения с одного из делителей 52, пропорциональный температуре QI; с выхода счетчика

40поступает сигнал 1 через элемент ИЛИ

41и усилитель 42 на реле 43. Реле 43 срабатывает и подает питание 220 В с частотой 50 Гц на вход 24 блока 7 программного управления (например, на электродвигатель временной развертки прибора КПЗЛ).

Начинается подъем температуры в термокамере по программе, задаваемой блоком 7 программного управления.

Через время т код текущего времени в

делителе 34 и код заданного по программе времени п в постоянном запоминающем устройстве 38 совпадают и сравниваются в элементе 35 - на выходе 10 появляется сиг0 нал 1. Этот сигнал подается через элемент ИЛИ 39 на счетчики 40, 44, 37 и через элемент ИЛ И 36 - на делитель 34. Счетчики 40, 44, 37 меняют свое состояние, а делитель 34 обнуляется. В результате на выходе счетчи5 ка 40 появляется О - реле 43 отключается. Временная развертка программы останавливается, в результате температура в термокамере поддерживается на уровне Q.

Изменение адресного кода счетчиков 37

0 и 44 приводит к считыванию из постоянных запоминающих устройств 38 и 49 информации о длительности времени и уровне температуры следующего участка (в данной точке - это время, которое используется для

5 контроля аварийного состояния по времени подъема и в программе не участвует, а уровень температуры остается тот же - QI).

Температура в контролируемых точках изделия датчиками 6 преобразуется в напряжение, которое переключателем тактового распределителя 5 поочередно подключается к входу 18 компаратора 4. В компараторе 4 уровни напряжения с датчиков 6 сравниваются с уровнем, заданным одним из делителей 52, и сигналы рассогласования с выхода 1 б компаратора 4 подаются на вход 17 корректирующего блока 2.

При достижении уровней напряжения с датчиков б заданного уровня, соответствующего уровню QI, на выходе 16 появляется положительный сигнал, который через элементы И записывается в триггеры 46. Когда температура всех контролируемых точек изделия выйдет на уровень Qi, все триггеры 46 срабатывают, сигналы с них суммируются группой элементов И 47, и формирователь 48 формирует импульс, который через элемент ИЛИ 39 поступает на счетчики 40, 44,37 и через элемент ИЛИ 36 - на делитель 34. Счетчики 40, 44 и 37 изменяют саое состояние, а делитель 34 обнуляется. В результате на элементе 41 появляется 1, реле 43 включаеся и подает питание для продолжения программы выдержки времени. А из постоянных запоминающих устройств 38 и 49 считывается информация о длительности времени и уровне контролируемой температуры (этот уровень используется на этом участке для контроля аварийного состояния по температуре).

В заданный момент времени начинается подъем температуры теплоносителя по программе до следующего уровня, а на выходе 10 формирователя 1 появляется сигнал, который меняет состояние счетчиков 40, 44, 37 и обнуляет делитель 34, в результате из постоянных запоминающих устройств 38 и 49 считывается информация о длительности времени подъема следующего участка и уровне контролируемой температуры (Оз).

Таким образом, заданное блоком программного управления время выдержки сдвигается на величину коррекции. Эта величина является переменной и зависит от тепловой инерции пресс-формы и неравномерности прогрева изделия в разных точках.

При исполнении устройства в цифровом варианте с использованием микропроцессоров имеется возможность более широкого введения коррекции в программу как по времени, так и по температуре.

Формула изобретения 1. Устройство для управления термообработкой изделий, содержащее блок исполнительных механизмов, установленных на линии подачи теплоносителя, последовательно соединенные формирователь временных интервалов, корректирующий блок, задатчик режимных параметров и блок сравнения, к второму входу кторого через

5 первую группу контактов тактового распределителя подключены датчики температуры изделий, а выход блока сравнения соединен с вторым входом корректирующего блока, отличающееся тем, что, с целью

0 повышения точности устройства и расширения области применения, оно снабжено датчиком температуры теплоносителя и блоком программного управления температурой теплоносителя, выход которого соединен с

5 входом блока исполнительных механизмов, а вход управления исполнением программы - с вторым выходом корректирующего блока, третий выход которого соединен с установочным входом формирователя временных

0 интервалов, а третий вход - с второй группой контактов тактового распределителя, а выход датчика температуры теплоносителя соединен с информационным входом блока программного управления температурой

5 теплоносителя.

2.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что формирователь временных интервалов содержит генератор импульсов и соединенный с ним входом делитель часто0 ты, элемент сравнения, один вход которого соединен с выходом делителя частоты, а выход - с выходом формирователя временных интервалов, двоичный счетчик, вход которого соединен с входом формирователя вре5 менных интервалов и через элемент ИЛИ - с входом делителя частоты, а также бпок памяти длительности участков программы, адресный вход которого соединен с выходом двоичного счетчика, а выход - с вторым

0 входом элемента сравнения.

3.Устройство попп.1 и2,отличающе- е с я тем, что корректирующий блок содержит группу элементов И, выходы которой соединены с входами группы триггеров, а

5 входы - с вторым и третьим входами корректирующего блока, последовательно соединенные элемент совпадения, формирователь импульса, первый элемент ИЛИ , сдвигающий счетчик, второй элемент ИЛИ,

0 усилитель и электромагнитное пеле, контакты которого соединены с вторым выходом корректирующего блока, а также двоичный счетчик, выход которого соединен с первым выходом корректирующего блока, а счетный

5 вход - с третьим выходом корректирующего блока и с выходом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым входом корректирующего блока, при этом входы элемента совпадения соединены с выходами групп триггеров.

4. Устройство по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ е- е с я тем, что задатчик режимных параметров содержит последовательно соединенные блок памяти кодов, соответствующих

ключ, а также делители напряжения, выходы которых соединены с аналоговыми входами аналогового ключа, выход которого соединен с выходом задатчика режимных пара

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и химическому производству, в частности к устройствам для управления термообработкой изделий, и может быть использовано для автоматизации термообработки крупногабаритных изделий или изделий, заключен- ных в массивные металлические пресс-формы. Цель изобретения - повышение точности устройства и расширение области применения. Устройство для управления термообработкой изделий содержит блок исполнительных механизмов, последовательно соединенные формирователь временных интервалов, корректирующий блок, задатчик режимных параметров и блок сравнения, выход которого соединен с вторым входом корректирующего блока, а второй вход блока сравнения соединен с выходом тактового распределителя, входы которого соединены с выходами датчиков температуры изделия. Новым в предлагаемом устройстве является введение в устройство блока программного управления температурой теплоносителя, выход которого соединен с входом блока исполнительных механизмов, а один вход - с вторым выходом корректирующего блока, третий выход которого соединен с входом формирователя временных интервалов, а третий вход - с вторым входом тактового распределителя, и датчика температуры теплоносителя, выход которого соединен с вторым входом блока программного управления температурой теплоносителя. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

контролируемым уровням температуры, де- 5 метров, при этом адресный вход ПЗУ шифратор и подключенный адресным вхо- соединен с входом задатчика режимных па- дом к выходу дешифратора аналоговый раметров.

10

сеть 220В

23

2Ь

27 28

25 2S J

П

ЯН

го-г

2Н