ПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1972 года по МПК G05B19/02 

Изобретение относится к аппаратам упрай ления и регулирования промышленных уста новок, в частности к программным устройствам для носледовательного отрабатывания интервалов времени технологических циклов в аппаратах управления и регулирования промышленных установок, например машин для контактной сварки, и может быть применено также для управления работой различных электротермических и других установок и для пуска мощных электродвигателей в функций времени установок. Известны программные устройства, содержащие счетчик длительностей интервалов времени, связанный через переключающие блоки с основным распределителем управляющих импульсов, к которому подключен счетчик числа повторений с подключенным к нему переключающим блоком установки числа повторяемых одинаковых интервалов времени. Устройство отличается от известных тем, что оно содержит переключающие блоки установки числа повторений в циклах -повторений и распределяющие импульсные формирователи тока,число которых равно числу циклов, и записывающие импульсные формирователи тока, выходы которых соединены с блоками установки числа повторений, и вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего распределяющего импульсного формирователя тока и одному управляющему вХОДу основного распределителя, к другому входу которого подсоединен выход последнего распределяющего импульсного формирователя тока. Входы распределяющи.х импульсных формирователей тока подключены к выходу счетчика числа повторений, входы которого связаны с переключающими блоками числа повторений соответствующих циклов повторений. Это позволяет расщирить технологические возможности устройства. На фиг. 1 изображена электрическая схема программного устройства; на фиг. 2 - электрическая схема дополнительных счетчика, распределителя и переключающих блоков числа повторений; на фиг. 3 - электрическая схема импульсного формирователя TOiKa. Программное устройство для последовательного отрабатывания интервалов времени технологических процессов в аппаратах управления и регулирования промышленных установок, например, машин для контактной сварки, содержит входной блок 1, основной десятичный счетчик, имеющий узел 2 разряда единиц и узел 3 разряда десятков, основной распределитель 4 управляющих импульсов, переключающие блоки 5кб для установки требуемых длительностей всех последовательно отрабатываемых интервалов времени, дополни

тельный десятичный счетчик 7, дополнительный распределитель &, переключающие блоки 9 10 (фиг. 2), соответственно с разрядами 9 и 10 единиц и разрядами 9 и 10 десятков, для установки числа повторений и выходные триггеры 11-13, управляющие цепи 14 которых связаны с основным распределителем 4, дополнительным распределителем 8 и дополнительным .счетчиком 7. Распределитель 8 (фиг. 2) содержит два распределяющих импульсных формирователя 15 и 16 тока и, записывающий импульсный формирователь П тока.

Каждый импульсный формирователь тока, выполненный на транзисторе, содержит в цепн обратной связи линейный трансфо рматор 18 (фиг. 3) с регулируемой индуктивной связью 19, первичная обмотка 20 которого включена в цепь коллектора, а вторичная обмотка 21 - в цепь базы транзистора 22.

Импульсный формирователь тока содержит также нелинейный трансформатор 23, имеющий сердечник, -выполненный из материала с прямоугольной петлей гистерезиса и обмотки; базовую 24, коллекторную 25, и четыре обмотки 26-29, которые могут быть использованы как обмотки магнитной подготовки (записи) и запуска (считывания) импульсного формирователя тока. Кроме того, он содерж-ит диод 30, щунтирующий резистор 5/, нагрузочный резистор 32 в шунтирующий конденсатор 33. Включение диода 30 в цепь эмиттера транзистора 22 исключает потребность в дополнительном источнике смещения, и также, как шунтирующий резистор 31, повышает помехоустойчивость программного устройства. Нагрузочный резистор 32 и щунтирующий конденсатор 33 оказывают необходимое воздействие на форму импульса тока, создаваемого формирователем. Включение линейного трансформатора 18 с регулируемой индуктивной связью 19 в цепь положительной обратной связи формирователя устанавливает необходимую длительность импульсов тока, при этом возможное различие значений сопротивления перехода «эмиттер-база транзистора не сказывается, что упрощает изготовление программного устройства.

Например, для управления однофазными машинами рельефной контактной сварки с пульсациями сварочного тока переключающие блоки. 5 и 6 (фиг. 1) позволяют устанавливать различные длительности следующих щести регулируемых интервалов времени, соответствующих технологическому .циклу: «сжатие-1 (предварительное сжатие), «сжатие-2, «сжатие-3, «сварка, «выдержка «пауза.

Длительности всех этих интервалов времени могут независимо устанавлнваться любыми в пределах от 1 до 100 периодов напряжения сети. Интервалы «сжатие-3 и «сварка могут многократно повторяться в двух последовательных циклах повторений с различным числом повторений в каждом из этих циклов повторений.

Числа повторений в первом и втором циклах повтОренил устанавливаются соответственно переключающими блоками 9 к 10 -в пределах от одного дО| ста иовторений в каждом цикле. Импульсы тока, записывающие в дополнительный счетчик 7 устанавливаемое число повторений в первом цикле повторений, создаются импульсным формирователем 34 тока (фиг. 1), выходная цепь 35 (фиг. 1 и фиг. 2)

которого и обмотки 27 (фиг. 3) магнитной подготовки распределяющих импульсных формирователей 15 и 16 тока (фиг. 2) через переключатель 36 соединены последовательно и включены между разрядами десятков 9 и

единиц 9 переключающего блока 9.

Переключатель 36 предназначен для исключения в случае необходимости второго цикла повторений из устанавливаемого режима работы.

Импульсы тока, записывающие в дополнительный счетчик 7 устанавливаемое число повторений во втором цикле повторений, создаются записывающим импульсным формирователем 17 тока, выходная цепь «37 которого и

обмотка 26 (фиг. 3) магнитной подготовки распределяющего импульсного формирователя 16 тока (фиг. 2) соединены последовательно и включены между разрядами десятков Ю и единиц 10 переключающего блока 10.

Обмотки считывания 29 (фпг. 3) распределяющих импульсных формирователей 15 ,и 16 тока (фиг. 2) соедпнены последовательно и включены в выходную (нулевую) цепь 38 старшего разряда счетчика 7. Выходная цепь

39 формировател-я 15 тока подсоединена к обмотке 27 (фиг. 3) магнитной подготовки формирователя 17 тока (фиг. 2) и входу распределителя 4 (фиг. 1), управляющему продолжением BTOiporo цикла .повторений.

Выходная цепь 40 (фиг. 2 и фиг. 1) формирователя 16 тока (фиг. 2) подсоединена ко входу распределителя 4 (фиг. 1), управляющему отрабатыванием интервала времени «выдержка, следующего после отработанных

циклов повторений.

Информация о длительностях этих интервалов времени передается для записи в узлы 2 и 3 основного десятичного счетчика по .цепям распределителя 4, включенным между выходами 41-46 блока 6 и соответственно входами 47-52 блока 5: о «сжатии- - между выходом 41 и входом 47, о «сжатии О между 42 и 48, о «сжатии-3 между 43 и, 49, о «сварке - между 44 и 50, о «выдержке - между 45 и 5,1, и о «паузе - между 46 и. 52.

Эта информация передается в такт записи, тактовыми пмпульсами тока, которые создаются во входпом .блоке / в начале условно отрицательных полуволн приложенного напряжения в каждом первом периоде всех последовательно отрабатываемых интервалов времени.

Эти тактовые импульсы, проходя также по цепям 53 и 54, осуществляют магнитную подгеля 4 и sianyiciK формирователя 17 тока, по1сле магнитной подготовки этого формирователя выходным импульсом формирователя тока 15.

На выходах всех формирователей 15-17,34, а также 56-59 тока появляются импульсы токов при прохождении, по одной из обмоток 26-29 импульса тока запуска (тока считывания, направленного условно справа налево), который переводит сердечник трансформатора 23 в устойчивое магнитное состояние (условно состояние «вниз).

При этом в базовой обмотке 24 индуктируется Э.Д.С., которая открывает транзистор 22. Для возникновения этой отпирающей э.д.с. сердечник трансформатора 23 должен быть предварительио подготовлен, т. е. приведен в устойчивое магнитное состояние - условно состояние «вверх. Эта магнитная подготовка осуидествляется импульсом тока нодготовки, который проходит по одной из обмоток 26--29 в направлении, противоположном импульсу тока) запуска.

В начале всех условно положительных нолуволн приложенного напряжения во входном / (фиг. 1) создаются также и импульсы счета, которые с выхода 60 поступают на счетный вход 61 узла 2 разряда единиц основного десятичного счетчика.

На вход 62 основного распределителя 4 управляющих импульсов в такт сЧ|Итывания поступают импульсы тока, которые формируются в узле 3 в начале условно положительных полуволн приложенного напряжения в каждом первом периоде всех последовательно отрабатываемых интервалов времени, кроме первого («сжатие-).

Эти импульсы тока, распределяясь по параллельным цепям распределителя 4, включенным между его входами 62 и выходом 63, воздействуют через управляющие депи 14 на выходные триггеры //-13, которые реализуют информацию о длительностях интервалов, отрабатываемых в узлах 2 w 3 основного счетчика. Эти же импульсы тока осуществляют магнитную подготовку сердечников группы 64, обеспечивая тем самым наибольшую переходную проводимость соответствующей цени основного распределителя 4 для импульсов тока, которые поступят позже, в такт записи, из блока 3 через выходы 41-46.

Кроме того, импульс тока, направляемый, в TaKiT сч1Чтьгва1Н11Т Я, в neiHb 65 (расПределителЯ по непи 66 (фиг. 1 и фиг. 2) проходит также по цепи 67 счетного входа дополнительного счетчика 7, который используется для отсчета числа повторяемых одинаковых интервалов времени в каждом цикле повторений.

Программное устройство работает следующим образом.

После нажатия пусковой педали (на чертеже не показана) замыкаются контакты 68 (фиг. 1) и импульсом тока, проходящим по цепи 69, запускается триггер 11, который осуществляет вклк чение исполнительного устройства, управляющего системой, создающей усилие между электродами сварочной машинь. (исполнительное устройство, система и электроды на чертеже не показаны).

Импульс тока, запускающий триггер 11, проходит также по цепям 70 и 71, и, осуществляя при этом магнитную подготовку сердечника 72, создает наибольщую переходную проводимость той цепи распределителя 4, в которой находится считывающая обмотка 73, и одновременно создает наименьшие переходные проводимости цепей, в которых находятся считывающие обмотки, намотанные на сердечники группы 64.

Благодаря этому импульс тока записи, возникающий в начале следующей отрицательной полуволны приложенного напряжения, появляется на выходе 41 блока 6 и, поступая на вход 47 блока 5, записывает в узлы 2 и 5 основного счетчика необходимую информацию о длительности интервала времени «сжатие-, равную установленному в блоках 5 и 5 числу периодов приложенного напряжения.

Одновременно этот имцульс тока записи ооущест вляет магнитную подготовку сердечника 74 распределителя 4 и создает этим наибольщую цереходную проводимость той цени распределителя 4, в которой находится считывающая обмотка 74, намотанная на сердечник 74.

После отрабатывания в узлах 2 и 3 основного счетчика установленной длительности интервала времени «сжатие-, в такт считывания поступает импульс тока, который создается в узле 5 в начале условно положительной полуволны приложенного напряжения в первом периоде второго интервала времени «сжатие-2.

В рассмотренной последовательности программное устройство осуществляет отрабатывание всех интервалов вре-мени.

На спаде имйульса тока, который проходит но цепи распределителя 4, включенной между выходом 43 и входом 48, к который записывает в узлы 2 W. 3 основного счетчика необходимую информацию о длительности интервала времени «сжатия-2, запускается импульсный формирователь 34 тока.

Импульс тока, созданный этим формирователем, проходя но цеци 35, через переключатель 36 (фиг. 2) и обмотку магнитной подготовки (фиг. 3) формирователя 15 (фиг. 2), записывает в разряды счетчика 7 установленное блоком 9 необходимое число повторяемых «интервалов времени «сжатие-3 и «сварка, которые должны быть отработаны в первом цикле повторений этих интервалов.

После отрабатывания в узлах 2 я 3 основного счетчика первого из повторяемых интервалов времени «сварка, на вход 62 из узла «3 поступает имцульс тока, который, проходя цо цепям 67, 66 и 65, осуществляет сброс триггера 13. При этом на выходе 75 счетчика 7 появляется имцульс тока, который осуществляет магнитную подготовку сердечника 76 распределителя 4, обеспечивая тем самым наибольШую переходную проводимость цеп.и распределителя, в Которой находится считывающая обмотка 76, включенная между выходом 43 и входом 49. Это обусловливает в ближайший такт записи прохол дение импульса тока, который повторно записывает в узлы 2 тл 3 информацию о длительности |Интервала «сжатие-3.

После отрабатывания счетчиком 7 установленного блоком 9 числа повторений интервалов «сжатйе-З и «сварка в первом цикле повторений по .цепи проходит импульс тока, запускаюший форм.и-рователь /5 тока.

Это обусловливает импульс тока, который проходит по цепи 39, осуществляет магнитную подготовку формирователя 17 тока и, проходя также по цепи1 77 через переключатель 75, осуществляет магнитную подготовку сердечника 76. Поэтому очередной тактовый импульс тока записи информации в узлы 2 тл 3 основного счетчика опять проходит через считывающую обмотку 76 по цепи между входом 43 и выходом 49.

Одновременно этот же тактовый импульс тока записи, п-рохЬдя также :по цепям 53 и 54, запускает формирователь 17 то«а.

Это вызывает и 1пульс тока записи, который проходит но цепям записи счетчика 7 через разряд 10 десятков блока 10, .цепь 37, обмот1ку 26 магнитной подготовки формирователя 16 тока и через разряд W единиц блока 10. Тем самым в разряды счетчика 7 записывается установленное блоком 10 необходимое число повторяемых интервалов времени, «ежатие-3 и «сварка, которые должны быть отработаны во втором цикле повторений этих интервалов.

После отрабатывания счетчиком 7 установленного числа повторяемых интервалов времени во втором цикле повторений, по цепи 38 опять проходит импульс TOiKa, который запускает формирователь 16 тока.

Это обусловливает импульс тока, который проходит по цепи 40 и осуществляет магнитную подготовку сердечника 79. Поэтому очередной тактовый импульс тока записи информации, в узлы 2 и 5 основного счетчика проходит через считывающую обмотку 79 по цепи между входом 45 и выходом 51. Этот импульс тока записывает информацию о длительности интервала времени «выдержка.

Отрабатывание двух последних интервалов времени «выдержка и «пауза осуцхествляется в описанной последовательности.

После отрабатывания интервала времени «выдержка триггеры 11 и 12 сбрасываются.

После отрабатывания интервала времени «пауза, если1 контакты 68 замкнуты, запускается триггер 11.

Одновременно с очередным запуском триггера // осуществляется магнитная подготовка сердечника 80, ни котором намотана считываюц1ая обмотка 80, находящаяся в параллельной цепи, подключенной к: той цепи распределлтеля, которая связана с выходом 42 и входом 48.

После этого отрабатывание следующего технологического цикла повторяется, начиная с интервала времени «сжатие-2 в рассмотренной последовательности. Интервал времени «сжатие- (предварительное сжатие) отрабатывается программным устройством однократно, т. е. только в первом цикле при выполнении программы из нескольких Непрерывно следующих друг за другом технологических ЦИКЛОВ или при выполнении программы из одиночного технологического цикла.

Если контакты 68 разомкнуты, то после отрабатывания интервала времени «пауза схема прекращает работу, при этом последний импульс тока, проходящий по цепям 81 и 82, приводит всю схему в состояние, подготовленное для выполнения следующей программы.

Переключатели 83 и 78 переводят программное устройство из режима работы с регулируемым по времени действия повышенным усилием обжатия в режим работы с регулируемым по времени действия повышенным усилием проковки.

При работе предложенного устройства на выходах 84-86 возникают сигналы, которые воздействуют на исполнительные блоки, управляющие системой, создающей усилие между электродами сварочной машины, и тиристорами или игнитронами, коммутирующими ток первичной цепи сварочного трансформатора.

Предмет изобретения

Программное устройство для последовательного отрабатывания интервалов времени технологических циклов в аппаратах управления и регулирования промышленных установок, например мащин для контактной сварки, содержащее счетчик длительностей интервалов времени, связанный через переключающие блоки с ОСНОВНЫМ распределителем управляющих импульсов, к которому подключен счетчик числа повторений с подключенным к нему переключающим блоком установки числа повторяемых одинаковых интервалов времени, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возмол ностей устройства, оно содержит переключаюпхие блоки установки числа повторений в циклах повторений и распределяющие импульсные формирователи тока, число которых равно числу циклов, и записывающие импульсные формирователи тока, выходы которых соединены с блоками установки числа повторений, и вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего распределяющего импульсного формирователя тока я одному управляющему входу основного распределителя, к другому входу которого подсоединен выход последнего раСпределяющего импульсного фор9. мирователя тока, входы распределяющих импульсных формирователей тока подключены к выходу счетчика числа повторений, входы 10 которого связаны с переключающими блоками числа повторений соответствующих циклов повторений.

J5 77

Фиг 2