Устройство для регулирования процесса термообработки

(54) У ПРОЦЕС (57) И тике, процес омаациитки ме фГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Прибор автоматический сл щ уравновешивания КСПЧ: Техниче е описание 3,9026.171,Авторское свидетельство СССР У 7599036, кл. Н 05 В 6/06, 1978.Ялышев А.У. и др. Многофункциональные аналоговые регулирующие у ройства автоматики. - М.: Машиностроение, 1981, с,28-31. СТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОСА ТЕРМООБРАБОТКИэобретение относится кв частности к автоматисов термической обрабо таллов, например, при местной сварке. Устройство содержит расположенные в области термообработки нагреватель, два элемента охлаждения, а также два датчика температуры: один - на одной стороне обрабатываемой поверхности с нагревателями, а другой - на противоположной, а также третий датчик температуры, находящийся в тепловом контакте с зоной термообработки, и обес 4печивает повышение точности и производительности за счет подачи сигналов с датчиков непосредственно, а также через вычитатели и инверторы на информационные входы двухпоэиционного многоканального регулятора, на задающие входы которого подаются сигналы с блока задания, выходной сигнал регулятора через блок памяти подается на блок управления. 1 з.п.лы, 3 ил.1 13Изобретение относится к автоматике, в частности к автоматизации процессов термической обработки металлов, например автоматизации процессов нагрева и охлаждения при местнойобработке сварных соединений, и может быть применено при изготовлениикорпусного оборудования химического.аппаратостроения и других областейпромышленности.Цель изобретения - повышение точности и производительности,На фиг.1 приведена функциональнаясхема устройства; на фиг.2 и 3 - диаграммы его работы,Устройство содержит первый элемент 1 охлаждения, нагреватель 2,первый 3, второй 4 и третий 5 датчики температуры, двухпозиционныймногоканальный регулятор 6, блок 7задания температуры, первый 8 и второй 9 коммутаторы, блок 10 памяти,блок 11 управления, регулируемый источник 12 питания, исполнительныеэлементы 13 и 14, второй элемент 15охлаждения, инверторы 16 и 17, вычитатели 18 и 19, блок управления, содержащий первый 20, второй 21 и третий 22 элементы И, первый 23 и второй24 элементы памяти, элемент ИЛИ 25,счетчик 26, задатчик 27, элемент 28пуска и элемент НЕ 29.Устройство работает следующим образом.Двухпозиционный многоканальный регулятор 6 производит поочередное подключение к своим входам сигналов свыходов блока 7- задания и сигналов свыходов датчиков 3 - 5 а также инверторов 16 и 17 и вычитателей 18 и 19.Регулятор формирует по указанным сигналам команду управления, которая запоминается в блоке 10 памяти и подается на входы блока 11 управления.Диаграмма состояния сигналов команд показана на фиг.З, Во время нагрева зоны шва при достижении предельного градиента температур по толщинеТи Т, или по ширине зоны нагреваТ - Тпо команде блока двухпозиционного регулирования .6 по каналам б ичерез элемент И 20 блока 11 производится отключение источника 12 питания нагревателя 2, вследствие чегообеспечивается поддержание градиентатемператур на предельном уровне в режиме двухпозиционного регулирования.При достижении Т в зоне шва и темпе 670002ратуры Тв кон 11 е зоны нагрева предельного значения Т, выше которогодопустим нагрев с большими градиентами температур Т, - Ти Т - Т, поканалами л поступает команда коммутаторам 8 и 9 на подключение. соответствующих задатчиков градиентов. температур Т, - Т и Т - Тк регуля,тору 6.С момента достижения предельнодопустимой температуры наружной поверхности зоны шва Т по каналу арегулятор 6, воздействуя через эле мент И 20 на регулируемый источник 12питания, обеспечивает поддержание температуры Т на предельном уровне в режиме двухпозиционного регулирования.При достижении предельной температуры 20 Тповерхности зоны нагрева швавнутри изделия регулятор 6 по каналучерез элемент памяти подает одновременно команду через элемент НЕ 29элементу И 20 на прекращение нагрева 25 и через элементы И 21 и 22 на включение подачи охладителя в зоны шва исполнительным элементам 13 и 14.В процессе охлаждения при превыше.нии предельного градиента темпера тур Т по каналучерез элементИ 22 подается команда исполнительному органу 14 на прекращение подачиохладителя в зону шва внутри изделия,что приводит к уменьшению градиента 35 иературПри изменении знака градиента температур Т - Т, и превышении им абсолютного значения Тд - Т , по каналусоответственно через элемент И 21 - 40 подается команда на прекращение подачи охладителя.в зону шва снаружи изделияТаким образом, обеспечивается рав"номерное охлаждение эон шва с макси мальной скоростью.При достижении предельной температуры охлаждения Т= То по каналуд через элемент ИЛЙ 25 подается команда элементу памяти 23 на прекра щение запоминания команды, котораябыла подана по каналув конце режима нагрева при Т (Т. Так какв период охлаждения Т (Т , и всоответствии с диаграммой на фиг.Зпо каналуотсутствует сигнал команды, то в момент прекращения запоминания сигнала с элементов И 21 и22 отключаются исполнительные органы13 и.14 и прекращается подача охлаз 3670 дителя. Одновременно в этот момент через инвертор 29 и по каналам е, б, в проходят команды через элемент И 20 на включение нагревателя 2.Таким образом, начинается новый цикл нагрева и охлаждения в интервале температур от Т, = Т, до Т =Тв вмексВ моменты перехода от нагрева к охлаждению по каналупоступает сиг нал на вход счетчика 26 с задатчика 27, При достижении заданного числа циклов от этого счетчика через эле-. мент памяти 24 поступает команда на вход элемента ИЛИ 25. Элемент 24 вто рым входом связан с пусковым элементом 28 (например, нормально закрытой кнопкой) и обеспечивает задержку команды счетчика 26 до размыкания кнопки "Пуск". 20Следовательно, после срабатывания счетчика через элемент ИЛИ 25 осуществляется задержка предыдущей команды в элементе 23 также до нажатия кнопки "Пуск". Это обеспечивает, во, первых, продолжение режима охлаждения до достижения температуры Тв =Т вовторых, запрет включения нагревания и последующее отключение подачи охладителя в момент прекращения прохожде ния сигнала по каналу к при Т в (Т ,Для начала нового режима термообработки необходимо нажать кнопку "Пуск".Изобретение позволяет регулировать процесс охлаждения и расширяет область применения устройства.Равномерный местный нагрев и охлаждение при максимально допустимых значениях градиентов температур по 40 толщине и ширине обрабатываемой зоны повышает производительность термообработки. 00 Фо рмула иэ о б ре тения 45 1. Устройство для регулирования процесса термообработки, содержащее три датчика температуры, блок задания температуры, последовательно сое диненные двухпозиционный многоканальный регулятор, блок памяти, а также блок управления, последовательно соединенные регулируемый источник питания и нагреватель, два исполнитель ных элемента, причем управляющие входы регулируемого источника питания и исполнительных элементов подключены к соответствующим выходам блока управления, выход блока заданиятемпературы по числу информационныхвходов двухпозиционного многоканального регулятора, выходы каждого издатчиков температуры подключены ксоответствующим входам двухпозиционного многоканального регулятора, выходы блока памяти по числу информационных выходов двухпозиционногомногоканального регулятора подключены к соответствующим входам блокауправления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и производительности термообработки,оно содержит два коммутатора, два вычитателя, два инвертора и два элемента охлаждения, причем нагреватель,первый элемент охлаждения и первыйдатчик температуры установлены наодной стороне поверхности объекта,подвергаемой термообработке, а второйэлемент охлаждения и второй датчиктемпературы - на противоположной стороне поверхности, при этом оба датчика температуры находятся непосредственно в зоне термообработки, а третий датчик температуры установлен наодной.стороне с нагревателем и имееттепловую связь с зоной термообработки, выходы первого и второго датчиковтемпературы подключены к входам одного из вычитателей, а выходы другого вычитателя связаны с выходами второго и третьего датчиков температуры,выходы каждого из вычитателеи подключены к соответствующим выходам двухпозиционного многоканального регулятора, а также к входам инверторов,выходы которых подключены к соответ. -ствующим входам двухпазиционного многоканального регулятора, входы .элементов охлаждения соединены с выходами соответствующих исполнительных элементов, восьмой и девятый выходы, два выхода блока задания температуры разности между первым и третьим датчиками температуры подключены к входам первого коммутатора, а двавыхода блока задания температуры разности между первым и третьим датчиками температуры подключены к входамвторого коммутатора, выходы коммутатора подключены к соответствующим входам двухпозиционного многоканального регулятора, первый и второй управляющие выходы блока памяти подключены к управляющим выходам коммутаторов, причем управляющий вход второго13670 00 Врем коммутатора связан с управляющим входом блока управления.2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок управления содержит три элемента И, два элемента памяти, элемент ИЛИ, элемент НЕ, счетчик, задатчик и элемент пуска, причем первый, второй и третий входы блока управления подключены к соот ветствующим входам первого элемента И, к четвертому входу которого подключен выход элемента НЕ, вход которого соединен с выходом первого элемента памяти и первыми входами вто рого и третьего элементов И, четвертый вход блока управления соединен со счетным входом счетчика и входом первого элемента памяти, вход сброса которого соединен с выходом элементаИЛИ, один из входов которого подключен к пятому входу блока управления,а другой вход элемента ИЛИ связан свыходом второго элемента памяти, соединенного вхсдом с выходом счетчика,установленный вход которого подключен к выходу задатчика, а выход элемента пуска соединен с входом сбросавторого элемента памяти, шестой иседьмой входы блока управления подключены к вторым входам второго итретьего элементов И соответственно,третьи входы которых подключенык управляющему входу блока управления,выходы элементов И соединены с сост.ветствующими выходами блока управления.