Программно-управляющее устройство

5 Изобретение. относится к контрольно-измерительным устройствам, в частности, к техническим средствам управления, и может быть использовано втехнологических установках выращивания монокристаллов с заданным законом изменения температуры во времени,в технологических линиях для проведения гальванопокрытий и других уста - новках в качестве программных уст 10ройств при проведении технологических процессов.Пель изобретения - уменьшение времени перенастройки на другой режим.На чертеже показана функциональная схема устройства,Программно-управляющее устройство содержит источник 1 постоянноготока, регулируемые резисторы 2 и 3,20последовательно включенные источник4 переменного тока, первый конденсатор 5, ограничительный резистор 6 икапиллярный ртутно-электролитическийрезистор 7, последовательно включенные второй конденсатор 8, усилитель9 переменного тока, выпрямитель 10,усилитель 11 постоянного тока и сумматор 12, а также элементы НЕ 13-15,первый и второй компараторы 16 и 17,элементы И 18 и 19, усилители 20-23мощности, первое реле 24 с размыкающими контактами 25 и 26 и замыкающими контактами 27 и 28, второе реле29 с раэмыкающими контактами 30-32 .и замыкающими контактами 33-35 третье З 5реле 36 с замыкающими контактами 37и 38, кнопку 39 запуска с замыкающими контактами 40 и 41, переключатель42 с размыкающими контактами 43 и 44и замыкающими контактами 45 и 46 и 40три 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 линейногоизменения выходного напряжения устройства - повышение (ПВ) или понижение (ПН), При этом через контакты 43или 45 на компаратор 16 поступаетопорное напряжение, фиксирующее изменение выходного сигнала устройства 55(при положении ЛВ-Оолаю в при положении ПН-,; ). Регулируемыми резисторами 2 и 3 задают продолжительность изменения выходного сигнала (резистором 2 - повьшение, резистором 3 - понижение) путем задания величины управляющего тока капиллярного ртутно-электролитического резистора 7.Пуск 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 сопротивление 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, выпрямителя 10 и усилителя 11 посвтоянного тока. Выходное напряжение этого усилителя поступает на выход устройства непосредственно через контакты 25 и 37 или через контакты 27 и 37, будучи предварительно вычтенньм иэ уровня Б,от набахс помощью .сумматора 12.Если в момент включения устройства сопротивление резистора 7 минимальнор то напряжение на выходе усилителя 11 постоянного тока равно 11,; . Это напряжение сравнивается в компараторе 17 с напряжением опорного сигнала, заданного предварительно на втором его входе, величина которого больше Б, ; и меньше О, , например равного+ 11 оь мьНа выходе компаратора 17 формируется логический 0, 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 Ц,через контакт 43, На выходе компаратора 16 логическая "1, которая поступает на вход элемента И 8, на втором входе 5 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 11, . Обмотка реле 29 обесточивается и через его контакты 30 и 31 на регулируемый резистор 2 поступает напряжение той полярности, которое обеспечивает возрастание сопротивления резистора 7 (в данном случае положительной полярности). Одновременно через контакт 41 на вход усилителя 22 поступает логический 0, который затем поступает на элемент И 19, предотвращая случайное включение реле 24, а также через элемент НЕ 15 - на элемент И 18На выходе этого элемента формируется логическая "1", которая через усилитель 20 мощности включает реле .36. Поэтому контакты 37 и 38 замыкаются, сопротивление резистора 7 на-. чинает возрастать и на выход устройства поступает возрастающее напряжение. При достижении выходным сигналом уровня П,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 7, сопротивление которого перестает .40 изменяться. Если на выходе устройства необходимо иметь напряжение достигнутого уровня, то следует предусмотреть самоблокировку контакта 37 (ие показано). 45Если в момент включения устройства сопротивление резистора 7 максимально, то напряжение на выходе усилителя 11 постоянного тока равно П . На выходе компаратора 17 - 50 й ,рлогическая 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 5 И 19 - логическая "1", и реле 24 срабатывает. Контакт 27 подключает выход сумматора 12 к контакту 37 и входу компаратора 16. Одновременно контакт 28 подключает регулируемый резистор 2 к выводу другой полярности (в данном случае отрицательной) источника 1 постоянного тока. Аналогично при нажатии кнопки 39 запуска реле 29 отключается и через контакт 40 осуществляется блокировка переключения реле 24. Реле 36 включается, контакты 37 и 38 замыкаются, сопротивление резистора 7 начинает уменьшаться, а на выходе сумматора 12 напряжение начинает возрастать, так как оно равно 11- 1 ,. Следовательно, на выход устройства также поступает возрастающее напряжение,Для получения режима снижения напряжения на выходе устройства переключатель 42 устанавливают в положение ЛН, При этом через контакт 45 на вход компаратора 16 поступает напряжение У, , . Выходной сигнал компа- ратора 7 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 срабатывает, 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 резистор 3. Когда выходное напряжение устройства становится равным Г, на выходе компаратора 16 формируется логический "0., в результате чего отключается реле 36 и размыкаются контакты 37 и 38, т.е. прекращается ток управления 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 независимо от исходного состояния капиллярного ртутно-электролитического резистора, что устраняет простои технологического оборудования, необходимые для перенастройки устройства на другой режим, и повышаает производительность процесса выращивания кристаллов в среднемна 6-8 Е. Предлагаемое устройство можно приме 12 б 097нять в тех технологических процессах, где по тем или иным причинам недопустимы простои оборудования, или там, где требуется напрерывный технологический цикл.5Формула из обре т енияПрограммно-управляющее устройство, содержащее источник постоянного тока, 10 два регулируемых резистора, первый элемент И, четыре усилителя мощности, три реле, связанных входами с выходами соответствующих усилителей мощности, последовательно включенные источ ник переменного тока, первый конденсатор, ограничительный резистор и капиллярный ртутно-электролитический резистор, подключенный вторым выводом к общей шине, второй конденсатор, 20 подключенный первым выводом к первому выводу капиллярного ртутно-электролитического резистора, а вторым выводом - к входу усилителя переменного тока, последовательно включенного с 25 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 спервым входом второго компаратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени перенастройки на другой режим в устройство введены второй элемент Й, подключенный выходом к входу первого 4 О 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 первому входу первого элемента И, который подключен выходом к входу третьего усилителя мощности, а вторым входом - к выходу второго компаратора, сумма- уотор, подключенный первым входом квыходу усилиТеля постоянного тока,вторым входом - к выходу первого источника опорного напряжения, а выходом через замыкающий контакт первогореле - к первому входу второго компаратора, второй вход которого связанчерез первый замыкающий контакт кнопки запуска с входом второго элементаНЕ, переключатель, первый размыкающий контакт которого включен междупервым источником опорного напряжения и вторым входом второго компаратора, первый замыкающий контакт включен между вторым источником опорногонапряжения и вторым входом второгокомпаратора, второй размыкающий контакт включен между выходом первогокомпаратора и первым входом второгоэлемента И, а второй замыкающий контакт - между выходом первого элемента НЕ и первым входом второго элемента И, подключенного вторым входом квходу 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 третьивыводы объедянены и подключены черезпервые соответственно размыкающий изамыкающий контакты второго реле,через вторые соответственно размыкающий и замыкающий контакты первогореле и через вторые размыкающий и замыкающий контакты второго реле соответственно к положительному и отрицательному выводам источника постоянного тока, а через третьи размькающийи замыкающий контакты второго реле -соответственно к отрицательному и положительному. выводам источника постоянного тока, а также третий источник постоянного тока, подключенныйвыходом к второму входу первого компаратора,260917 Составитель В.ПрямицьТехред А,Кравчук ректор О.Лугов едактор И.Касард Подписно Заказ 5230/48 венно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Произ Тираж 836 НИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Ра