Система управления сварочной машиной Советский патент 1991 года по МПК B23K11/24 

Изобретение относится к контактной сварке и может быть использовано для управления контактной сварочной машиной (СМ).

Цель изобретения - повышение надежности функционирования, расширение функциональных возможностей и упрощение системы за счет совмещения в системе функций контроля и управления.

На фиг. 1 показана структурная схема системы управления сварочной машиной; на фиг.2 - диаграммы, поясняющие работу системы при синхронизации от напряжения сети; а на фиг.З - диаграммы, поясняющие

работу системы, при пропадании импульсов синхронизации.

Из фиг.1 видно, что группа элементов, содержащая микропроцессор 1, ПЗУ таблиц и сообщений 2, ПЗУ программы 3, ОЗУ 4, видеотерминал 5, двунаправленную магистраль адреса данных,предствляют собой специализированную микроЭВМ, центральным элементом которой является микропроцессор 1. Кроме обработки информации микропроцессор 1 управляет обменом данными между всеми элементами, входящими в устройство управления, посредством двуО 00 СА) Ю hO Ю

направленной магистрали адреса данных.

Регистр управляющих воздействий состоит из двух регистров РУВ1 6 и РУВ2 7, первый из которых имеет выход R для принудительного сбора в исходное состояние внешним сигналом (тем самым отключая рабочие органы, соединенные с этим регистром) через каждые полпериода питающей сети, а также вход, соединенный с магистралью, посредством которого устанавливается снова в рабочее состояние микропроцессором 1 в начале каждого полупериода. Регистр РУ81 6 используется для соединения устройства управления с такими рабочими органами, которые фуициони- руют строго синхронно с направлением питающей сети, а также такими, которые в наибольшей степени влияют на безопасность работы сварочного оборудования, при сбоях в аппаратуре управления. Регистр РУВ2 7 изменяет свое состояние только путем записи в него микропроцессором 1 нового кода и предназначен для управления всеми остальными рабочими органами.

Регистры слова датчиков РДСЗислова клавиатуры РСК 9 идентичны и служат для ввода в устройство управления состояний датчиков и клавиатуры пользователя соответствен но.

Шифратор 10 запросов получает запросы на прерывание работы микропроцессора схемы формирования и контропя импульсов синхронизации, выполненной на счетчике 11, одноаибраторе 12, генератора 13, элементах l/ -HE 14 и 15, инверторе 16 и формирователе 17 синхроимпульсов, вырабатывает из них сигнал прерывания, который с первого выхода шифратора 10 поступает на выход микропроцессора 1, а на магистраль выставляет вектор, т.е. адрес входа, по которому поступил запрос.

Таким образом, работу микропроцессора 1 прерывают запросы, поступающие на один его вход, но имеющие различные векторы, причем вектор, определяющий адрес первого входа шифратора 10 запросов несет информацию о том, что синхронизация с напряжением сети имеется, а вектор, определяющий адрес второго входа шифратора 10 запросов, сигнализирует о том, что синхронизация отсутствует.

Схема формирования и контроля импульсов синхронизации предназначена для формирования из напряжения питающей сети импульсов синхронизации в момент перехода сетевым напряжением через нуль, контроля поступления импульсов синхронизации и выработки двух запросов на прерывание работы процессора, причем первый

запрос формируют при наличии импульсов синхронизации и подают на первый вход шифратора 10 запросов, а второй запрос формирует при отсутствии импульсов синхронизации и подают на второй вход шифратора 10 запросов.

Схема формирования и контроля импульсов синхронизации работает следующим образом. При подаче напряжения сети

0 формирователь 17 импульсов преобразует входное синусоидальное напряжение в последовательность синхроимпульсов, причем таким образом, что на его входе сигнал Г длительностью 0,2 с появляется только

5 в момент перехода синусоиды через нуль (фиг.2). Синхроимпульсы с выхода формирователя 17 поступают на первый вход элемента И-НЕ 14,а также после инвертирования инвертора 16 на первый

0 вход элемента И-НЕ 15. На вторые входы элементов 1/ННЕ 14 и 15 подают сигнал с выхода одновибратора 12. Этот сигнал имеет уровень О только в момент отработки временного интервала после запуска одно5 вибратора 12 по первому входу сигналом с выхода элемента И-НЕ 15, причем моментом запуска одновибратора 12 является перепад выходного напряжения элемента И НЕ 15 от уровня О к уровню 1 , которым

0 разрешают пересчет тактовой частоты генератора 13, поступающей на второй вход одновибратора 12, Необходимо отметить, что выходной сигнал одновибратора 12 сохраняет уровень 1 после запуска одно5 вибратора 12 еще в течение интервала времени, равного 1-2 периода импульсов, поступающих на второй вход одновибратора 12 от генератора 13, а затем переходит к уровню О. Это состояние на входе одно0 вибратора 12 сохраняется в течение 9,8 мкс и блокирует повторный его перезапуск, чем достигается временная селекция синхроимпульсов и защита устройства управления от помех по сети, возникающих .например,

5 при коммутации мощных реактивных нагрузок.

На первый вход счетчика 11с автозагрузкой поступает сигнал с входа элемента И-НЕ 14, причем в момент перепада этого

0 сигнала из состояния О в состояние Г производится автозагрузка исходного кода, определяющего интервал времени 10,2мкс.На второй вход счетчика 11 поступают импульсы с выхода генератора 13, пересчет

5 которых разрешен только при наличии уровня Г на первом входе счетчика 11. Исходный код, определяющий интервал времени, равный 10,2 мкс, загружают в счетчик 11 по совпадению уровней 1, поступающих с выхода одновибратора 12 (в момент, когда он

находится в исходном состоянии), и с выхода формирователя 17 синхроимпульсов (в момент перехода напряжением питающей сети через нуль).

При коммутации мощных емкостных накопителей энергии, в случаях обрыва в цепи синхронизации происходит пропадание синхроимпульсов (фиг. 3). 8 этом случае после отработки одновибратором 12 временного интервала 9,8 мкс, на его выходе устанавливается уровень 1, а на выходе элемента И-НЕ 14 - уровень О, который блокирует пересчет тактовых импульсов. На выходе элемента И-НЕ 14 остается уровень 1, который разрешает прохождение так- товых импульсов на вход счетчика 11, на выходе которого с периодом 10,2 мкс будут вырабатываться импульсы длительностью в один период частоты генератора 13 до тех пор, пока на входе формирователя 17 не появится синхроимпульс.

Таким образом, на первый вход шифратора 10-запросов поступают импульсы запроса на прерывание работы микропроцессора 1 с выхода элемента И- НЕ-15 с периодом 9,,2 мкс, т.е. только в случае, когда частота напряжения питающей сети Uc находится в пределах 50± 1 Гц, а на второй вход шифратора 10 запросов поступают импульсы запросов на прерывание микропроцессора 1 с выхода счетчика 11 с периодом 10,2 мкс только при отсутствии напряжения сети.

Сигнал с выходов элемента И-ЙЕ 15 и счетчика 11 поступают на выходы элемента И Л И-НЕ 18. выход которого подключен к входу R регистра РУВ1 16, посредством чего регистр РУВ1 б устанавливают в исходное состояние.

Устройство управления (УУ) сварочной машиной работает следующим образом.

После подачи питающего напряжения на УУ, начинают выполнять программу вхождения в синхронизм с напряжением питающей сети. Первый же импульс, который поступает на любой из двух входов шифратора 10 запросов, приводит к появлению на его выходе сигнала прерывания, который подают на вход микропроцессора 1. Получив этот сигнал, микропроцессора 1 посредством магистрали обращаются к шифратору 10 запросов прерываний и считывает вектор, записанный в ПЗУ программ 3, который является адресом под- программы обработки поступившего запроса. При этом первый и второй запросы прерывания игнорируют для того, чтобы работа схемы формирования и контроля импульсов синхронизации вошла в штатный режим.

Начиная с обработки третьего прерывания от момента включения питания, всю работу устройства управления производит в цикле, длительность которого не превышает длительности одного полупериода питающей сети, а началом является сигнал прерывания микропроцессора 1, в соответствии с фиг. 3. После получения сигнала прерывания с вектором первого входа от шифратора 10 запросов микропроцессор 1 посредством магистрали выдает регистры РУВ1 6 и РУВ2 7 коды управления рабочими органами сварочной машины через ти- ристорные ключи 19, которые он извлекает из ПЗУ таблиц и сообщений 2 для текущего такта, затем считывает состояние регистров РСД 8 концевых выключателей 20 пере ключателей 21 и РСК 9 на клавиатуре пользователя и записывает их в ОЗУ 4. После этого производит вычисление текущего времени с использованием ОЗУ 4. Затем микропроцессор 1 по программе из ПЗУ 3 производит контроль оборудования сварочной машины и проверку условия завершения текущего такта. Если вычисленная переменная принимает логическое значение Истина, то включают программу диагностики возникающего нарушения в сварочной машине, которой записана в ПЗУ 3, и на видеотерминал 5 выводят сообщение.

Если вычисленная переменная принимает логическое значение Ложь, то вычисляют следующие переменные. При этом, если они имеют логическое значение Истина. То при работе СМ в автоматическом режиме или в тактовом режиме при получении команды Пуск, или при выполнении автоматического такта в соответствии с процедурой определяют здрес следующего такта, который будут исполнять, начиная со следующего полупериода питающей сети. При работе СМ в тактовом режиме и если пятая переменная имеет ло гическое значение Ложь определяют ад рее следующего такта в соответствии г процедурой, после чего включают програм му вывода на видеотерминал сообщения информирующего оператора о допустимой последовательности команд. Затем производят анализ состояния клавиатуры. При появлении ошибочной команды оператора переход в следующий такт блокируют и включают программу, которая в соответствии с процедурой определяет неверно включенный переключатель, после чего микропроцессор 1 пересылает соответствующее сообщение на видеотерминал.

Если четвертая переменная принимает логическое значение Ложь, то такт считают не завершенным и адрес этого такта не изменяют. Если выполнение текущего такта завершено, микропроцессор 1 по про- грамме из ПЗУ 3 вычисляет значения параметров РСр и Тско для отработавшего рабочего орагана. Затем микропроцессор 1 переходит к ожиданию очередного сигнала прерывания.

Если сигнал прерывания имеет вектор, равный двум, на видеотерминал выводят сообщение Нет синхронизации с сетью, слово СУВ вывод только на регистр РУВ2 7. При этом переход в следующий такт, даже если четвертая переменная принимает логическое значение Истина, блокируют.

Устройство выполнено из цифровых элементов высокой степени интеграции, обладающих высокой надежностью, не требу- ет каких-либо регулировок в процессе эксплуатации. В этом устройстве применены специальные методы, повышающие функциональную надежность. Операции контроля и управления сварочной машиной выполняют на одном и том же управлении. Устройство обеспечивает при расширении функциональных возможностей снижение затрат на техническое обслуживание сварочной машины.

Формула изобретения

Система управления сварочной машиной, содержащее микропроцессор, постоянное запоминающее устройство программ, постоянное запоминающее устрой- ство таблиц и сообщений, оперативное запоминающее устройство и в видеотерминал, соединенные между собой двунаправленной магистралью адресов и данных, четыре регистра, инвертор и формирователь импульсов, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности функционирования, расширения функциональных возможностей и упрощения системы, в нее введены последовательно соединенные первый элемент И-НЕ, одновибратор, второй элемент И-НЕ, счетчик и шифратор запросов, а также концевые выключатели, переключатели, элемент ИЛИ-НЕ, генератор и тиристорные ключи, вход которых подключен к выходам первого и второго регистров, входы которых подключены к двунаправленным магистралям адресов и данных, сбросовый вход первого регистра соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом счетчика, а второй вход элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом первого элемента И-НЕ и вторым входом шифратора зэпоосов, первый вход первого элемента И-НЕ соединен через инвертор с выходом формирователя импульсов и вторым входом второго элемента И-НЕ, выход генератора соединен с вторыми входами одновибратора и счетчика, второй вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом одновибрзторз, выход пре рывания шифратора запросов соединен с входом прерывания микропроцессора, шифратор запросов подключен к двунаправленной магистрали адресов и данных, к которой подключены выходы -фетьего и четвертого регистров, входы которых-подключены соответственно к выходам концевых выключателей и переключателей,

Изобретение касается контактной сварки и может быть использовано для управления контактной сварочной машиной. Цель - повышение надежности функционирования, расширение функциональных возможностей и упрощение системы за счет совмещения в системе функций контроля и управления. Для этого в системе, обеспечивающей синхронное с напряжением питающей сети управление сварочной машиной большой сложности в автоматическом тактовом и ручном режимах в процессе работы сварочной машины устройством управления контролируется состояние сварочного оборудования по времени обработки выдаваемых команд, для чего используются концевые выключатели. Система управления производит диагностику нарушений выдачу оператору соответствующих сообщений При работе сварочной машины в тактовом режиме, т.е. последовательно выполняя команды оператора, система управления выдает сообщения о допустимой последовательности команд, а также контролирует принимаемые команды и блокирует их исполнение в случае ошибок оператора, выдавая при этом диагностические сообщения. 3 ил

jf

W Ц

4

1

Т

|