Устройство для регулирования режима работы установки сильноточного тлеющего разряда

1266016 1 О 15 20 25 30 35 50 55 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электрическимтемпературным и газовым режимами установки, в которых нагрев и термообработка деталей производится с помощью сильноточного тлеющего разряда.Цель изобретения - повышение надежности.в работе установки путем снижения возможности дугообразования Ври повторных включениях. На фиг.1 представлена схема устройства, на фиг.2 - временные диаграммы; на фиг,З - характеристика вход-выход логического блока; на фиг.4 - схема логического блока,Устройство содержит дифференциальный усилитель 1, входы которого соединены с выходами задатчика 2 и датчика 3 температуры, а выход - с прямым входом операционного усилителя 4, Выход операционного усилителя 4 соединен с входом регулятора 5 тока, на второй вход которого подключен выход быстродействующего блока 6 дугогашения, Входы интегратора 7 связаны через логический блок 8 операционного усилителя 4 с выходом устройства 6 дугогашения. Выход интегратора 7 подключен к инвертирующему входу операционного усилителя 4. Интегратор содержит задающий генератор 9, частота которого изменяется в зависимости от положения задатчика 10 скорости нагрева, реверсивный счетчик 11 и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 12. Связь интегратора с логическим блоком осуществляется через логические эпементы 2 И 13 и 2 ИЛИ 14.Логический блок содержит компаратор 15, генератор 16 импульсов, два логических элемента ЗИ 17 и 18, инвертор 19, интегрирующую ВС-цепь 20, логический элемент ОТРИЦАНИЕ РАВНОЗНАЧНОСТИ 21, триггер 22 и одновибратор 23.ЧУстройство работает следующим образом.В исходном состоянии рассогласование между заданной и действительной температурами имеет максимальное значение ( ВИ 1. = макс.) . Реверсивный счетчик 11 находится в неопределенном состоянии, поэтому на выходе операционного усилителя 4 есть какой-то ,сигнал (положительный или отрицательный). До подачи сигнала Пуск" вход регулятора 5 тока выключен. Подается1 1сигнал Пуск , при этом в зависимости от знака на первом входе логического блока 8 на первом или втором ",выходе появляются импульсы, следующие с высокой частотой. При положительном сигнале на выходе операционногоусилителя 14 импульсы поступают спервого выхода, а при отрицательном -с второго выхода логического блока 8.Эти импульсы далее поступают соответственно на суммирующий или вычитающий входы реверсивного счетчикаинтегратора. Сигнал с выходов счетчика 1 в двоичном коде поступаетна выходы 12 ЦАП, далее, аналоговыйсигнал поступает на инвертирующийвход операционного усилителя 4. После того, как сигнал с выхода интегратора 7 сравняется с сигналом разбаланса температуры на выходе операционного усилителя 4, устанавливается нулевой сигнал. При этом подача импульсов с выходов логического бло" ка прекращается. Работа логического блока видна из его принципиальной схемы (фиг 4)Логический блок выполняет две, задачи: начальная балансировка сигна-. ла управления навходе регулятора тока при пуске и при повторных запусках установки после ее кратковременного выключения; выдача сигнала эа . прета увеличения тока при часто возникающих дуговых сигналах. Начальная балансировка сигнала управления на входе регулятора 5 то ка производится следующим образом.40В момент пуска триггер 22 устанавливается в единичное состояние, Генера-, тор импульсов (ГИ ) 16 постоянно включен. Возависимости от знака сигнала на выходе операционного усилителя 4 45на выходе компаратора 15 имеется ниэкий или высокий логический потенциал, Если О 1О, то,на выходе компаратора высокий логический потенциал. При этом открыт логический элемент 17 и импульсы с выхода ГИ поступают на первый выход логического блока, которые далее идут на суммируйщий вход реверсивного счетчика 11,что приводит к увеличению положигельного сигнала на инвертирующем входеоперационного усилителя 4, При этомвыходной сигнал операционного усилителя изменяется в сторону уменьшения.1266 ляет доли секунды. можно появление небольших горизонталОдновибратор 23 при дуговом им- ных участков, что ведет к некоторопульсе выдает односекундный сигнал му увеличению общего времени нагре"нулевого логического уровня, Если 25 ва деталей, но с применением даннойдуг мало, то наличие одиночных им- схемы полностью исключается вероятпульсов нулевого уровня почти не ность появления даже небольших участсказывается на скорости нагрева, ков нагрева с наклоном выше заданнойЕсли же идут сплошные дуговые импуль- нормы. Применение быстродействующихсы, то при этом сигнал логического 50 средств гашения дуги практически иснуля на входе логического элемента ключает появление горизонтальных "по13 превалирует,тем самым дается вре- лочек" на кривой разогрева и нагревменный запрет на увеличение тока до идет строго линейно с заданной скопрекращения дуг. ростью.Одновременно с включением кнопки З 5 Применение предлагаемого устройст"Пуск" включается вход регуляторава позволяет автоматически вести натока, но так как балансировка про- грев деталей с любой заданной ско- .ходит в течение долей секунды, а ростью и обеспечивает возможность аврегулятор тока выполнен в виде ПИ- томатического включения устройстварегулятора с небольшим временем ин после кратковременных или длительныхтегрирования, то броска тока в мо- выключений напряжения сети в любоймент включения и балансировки не на промежуток времени ведения технологи;блюдается; ческого процесса, что отвечает соЪвременным требованиям безлюдныхСкорость нагрева изделий зависиттехнологических процессов,от частоты задающего генератора 9,которую можно регулировать задатчиФормула и э о б р е т е н и яком 10 скорости нагрева. При отсутствии дуговых сигналов на третьем выоде 3 логического блока 8 имеетсявысокий логический уровень поэтому 50импульсы с выхода задающего генератора через элемент 13 и далее. элемент14 свободно поступают на вычитающийвход реверсивного счетчика 11, Содержимое счетчика уменьшается, следовательно, уменьшается сигнал с выходаинтегратора. Прн этом на выходе операционного усилителя появляется поУстройство для регулирования режима работы установки сильноточного тлеющего разряда, содержащее дифференциальный усилитель, к входам кокоторого подключены датчик и эадатчик температуры изделия, а выход свясвяэан с первым входом регулятора тока разряда, к второму входу которого подключен выход блока дугогашения, интегратор, логический блок и При уменьшении 11до нуля на выходе компаратора 15 появляется низкий логический уровень. При этом за счет наличияэлемента 20 задержки оба входа логического элемента 21 некоторое время находятся под потенциалом логического нуля, следовательно, на выходе 21 и на К-входе триггера возникает положительный импульс, который переводит триггер в нулевое положе ние, при этом оба логических элемента ЗИ закрываютсяЕсли в момент пуска 0 1 О, то импульсы с выхода ГИ через логический элемент 18 поступают на второй 15 выход логического блока и далее на вычитающий вход реверсивного счетчика. Частота ГИ подобрана таким образом, что время балансировки системы при любом состоянии реверсивного 20 счетчика в момент включения состав 016 4ложительный сигнал, который вызывает появление тока тлеющего разряда на деталях. Появление тока, в свою очередь, сопровождается разогревом деталей, следовательно, уменьшается сигнал разбалавса температуры. Таким образом, устанавливается динамическое равновесие и разогрев деталей ведется строго линейно.Если на каких-либо участках деталей в процессе разогрева начинаются дугй, то на втором входе логического блока появляются импульсы. На третьем выходе логического блока 8 при этом появляется низкий логический потенциал, который закрывает элемент 2 И 13 и подача импульса на вход реверсивного счетчика 13 временно прекращается до прекращения дугообраэований. Вследствие дугообразований на некоторых участках кривой разогрева воз- ь- ю3 12 задатчик скорости нагрева, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности установки в работе путем снижения возможности дугообразования при повторных включениях, в устройство введен операционный усилитель, через один из входов которого осуществлена указанная связь дифференциального усилителя с регулятором тока, интегратор содержит задающий генератор, выход которого подключен к первому входу элемента 2 И, связанного выходом с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, соединенного выходом с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого, служащий выходом интегратора,"соединен с другим входом операционного усилителя, причем первым входом интегратора служит суммирующий вход реверсивного счетчика, вторым - второй вход элемента ИЛИ, третьим - второй вход элемента 2 И, а четвертым - управляющий вход задающего генератора,66016 Ьсоединенный с выходом задатчика скорости нагрева, первые три входа интегратора соединены с одноименнымивыходами логического блока, содержащего компаратор, первый вход которого, служащий первым входом логического блока, соединен с выходом операционного усилителя, а выход подключен к первому входу первого элемен та ЗИ, к первому входу элемента ОТРИЦАНИЕ РАВНОЗНАЧНОСТИ и к входу инвертора, выход которого соединен спервым входом второго элемента ЭИ ичерез интегрирующую цепочку - с втод 5 рым входом элемента ОТРИЦАНИЕ РАВНОЗНАЧНОСТИ, связанного выходом с .1-входом 85-триггера, прямой выходкоторого подключен к вторым входамэлементов ЗИ, третьи входы которых 20 соединены с выходом генератора импульсов, а выходы служат первым ивторым выходами логического блока,третьим выходом которого служит выход одновибратора, вход которого, слу жащий вторым входом логического блока,подключен к выходу блока дугогашеиия..Проектная, 4 Производственно-пблиграфическое предприятие,. г.нгоро 9 Тирж 765 ВНИИПИ Государственногпо делам изобретений 113035, Москва, Ж,комитета СССРфи открытийаушская наб