Устройство для программного регулирования

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ПН 1 345 4 Г 05 Р 23/ ТЕНИ 24-24 38ики А.Н. П Бюл, Р электро шкевич, евич 55(088,8 ,А. и др, Приборы 1979, В БССун г мно ика техн с. 1 идетельство С С 05 0 23/19,(54) УСТРОЙСТ ГУЛИРОВАНИЯ(57) Изобрететическому рег О ДЛЯ ПРО ГО Р ие относитсялированию и мля регулирова автома ет быт я .темиспользован 00 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(21) 4076102/ (22) 06.06,86 (46) 15.10.87 (71) Институт (72) Н.Н. Ани и В.И. Шелешк (53) 621.503, (56) Гавриш В устройствоэксперимента, 141.Авторское В 1084766, кл пературы электрических печеи сопротивления. Цель изобретения - расширение функциональных возможностейустройства за счет автоматическогоуправления скоростью изменения температуры по заданной программе, Устройство для программного регулирования содержит пульт оператора, блоксравнения, счетчик импульсов, генератор импульсов," таймер, программныйзадатчик, усилитель, сумматор, источник эталонного напряжения, преобразователь код - аналог, блок индикации, элементы И, И-НЕ и компаратор.Данное устройство используется длярегулирования температуры по заданнойпрограмме при выращивании эпитаксиальных структур методом газофазнойэпитаксии. 1 э,п, ф-лы, 4 ил, 1 1345178 2Изобретение относится к автомати- ка 25 счетчика 24. Таким образом, кажческому регулированию и может быть каждый участок программы определяетиспольэовано для регулирования тем- ся информационным словом блока 25 пературы электрических печей сопро- оперативной памяти, состоящим из потивления, леи: У - код скорости изменения темЦелью изобретения является расши- пературы; К - код конечной температурение функциональных возможностей ры на данном участке; Т - время отраустройства путем автоматического уп- ботки участка, на котором температуравления скоростью изменения темпера остается неизменной; С - служебратуры по заданной программе, ный разряд, определяющий момент оконНа фиг. 1 приведена блок-схема чания цикла регулирования, устройства; на фиг. 2 - график одно- Работа устройства начинается по го из возможных режимов регулирования сигналу "Пуск" с пульта управления, температуры; на фиг. 3 и 4 - Функци который приводит в состояние "0" ональные схемы узлов программного счетчик 24 импульсов в блоке 10 и разэадатчцка и таймера. решает прохождение импульсов от генеУстройство содержит генератор 1, ратора 1 на элемент И-НЕ 2, По нуле- элемент И-НЕ 2, счетчик 3 импульсов, вому адресу из блока 25 оперативной блок 4 индикации, преобразователь 5 памяти извлекается информационное слокод - аналог, источник 6 эталонногогово, Информация с третьего выхода пронапряжения, сумматор 7, усилитель 8, граммного задатчика 10 поступает на компаратор 9, программный задатчик генератор 1 импульсов, устанавливая 10, блок 11 сравнения, пульт 12 уп- его частоту соответствующей скорости равления таймер 13 первый 14 и вто- роста температуры на участке АВ, ИнУ Ф25рой 15 элементы И, формация поля К через первый выходПрограммный задатчик 10 содержит блока 10 поступает на второй вход формирователь 16 импульсов, элементы блока 11 сравнения. Так как код тем- И 17,18, элемент 19 задержки, эле- пературы в точке В, поступающий на :менты ИЛИ 20,22, триггер 23, счетчиккоторой вход блока 11 сравнения, боль, блок 25 оперативной памяти. Таи- ше кода температуры в точке А, постумер 13 содержит генератор 26 импуль- пающего на первый вход блока 11 сравсов, элемент И 27, инвертор 28 и нения, то по второму выходу. блока счетчик 29 импульсов. сравнения вырабатывается сигнал, разУстройство работает следующим об- решающий прохождение импульсов с выразом. 35 хода элемента И-НЕ 2 через первыйПусть требуется управлять скоростью элемент И 14 на первый вход прямого изменения температуры по закону, пред- счета счетчика 3 импульсов. В послед- ставленному на фиг. 2. Для этого в нем производится подсчет поступившепрограммный задатчик 10 с пульта 12 го числа импульсов двоично-десятичныуправления заносится программа. Каж ми декадами счетчика с дешифрацией дый участок программы определяется их состояний и индикацией в блоке 4, тремя кодами: кодом скорости измене- Выходы декад счетчика подключены такния температуры, кодом конечной тем- же к входу преобразователя 5 код -пературы на каждом участке и кодом аналог, преобразующего их в аналоговремени, в течение которого темпера вый сигнал, соответствующий градуитура остается неизменной (для гори- ровке измерительного преобразоватезонтального участка на Фиг, 2). После ля, Выходной сигнал преобразователявыдачи сигнала "Начальная установка" 5 код - аналог через источник 6 этас пульта 12 управления, по которому лонного напряжения поступает на входприводится внулевое состояние счет сумматора 7,вынуждая его производитьчик 3 импульсов в блоке 10 програм- нагрев объекта, Разностный сигналмного задатчика (фиг, 3) на пульте задания температуры и ЭДС термоэлект 12 управления набирается информация рического преобразователя объекта репо каждому участку программы и запи- гулирования подается на вход усилисывается в блок 25 оперативной памяти 55 теля 8 сигналов постоянного тока микблока 10 по сигналу "Запись" с пульта ровольтового уровня, выход которого12 управления. После каждого такта подключен к входу комнаратора 9. Призаписи информации в нем происходит наличии ошибки регулирования на выхоувеличение содержимого импульсов бло- де компаратора. вырабатывается уровеньнапряжения, запрещающий прохождениеимпульсов от генератора 1 через элемент И НЕ 2 и элемент И 14 на входпрямого счета импульсов счетчика 3,При нагреве объекта до температуры,определяемой кодом с выхода счетчика3 импульсов и сигналами с выхода преобразователя 5 код - аналог и источника 6 эталонного напряжения, компаратор 9 разрешает прохождение импульсов от генератора 1 импульсов на входпрямого счета счетчика 3. Последовательное увеличение содержимого счетчика 3 приводит к росту температуры,на участке АВ со скоростью,определяемой частотой генератора 1. При равенстве кода с выхода счетчика 3 коду спервого выхода программного задатчика 10 блок 11 сравнения .вырабатываетсигнал на первом выходе = , которыйблокирует элемент И-НЕ 2 и увеличивает содержимое счетчика 24 импульсовв блоке 10. При этом из блока 25 оперативной памяти блока 10 выбираетсяновое информационное слово, определяющее изменение температуры научастке ВС. Код, определяющий температуру в точке С и поступающий навторой вход блока 11 сравнения, меньше кода, поступающего со счетчика 3импульсов (код температуры в точке В),поэтому блок 11 сравнения разблокирует элемент И-НЕ 2, запрещает прохождение импульсов от генератора 1 импульсов через первый элемент И 14 исигналом с третьего выхода " ( " блока11 сравнения разрешает их прохождение через второй элемент И 15 на второй вход обратного счета счетчика 3импульсов. Происходит уменьшение содержимого импульсов счетчика 3 и,следовательно, уменьшение теМпературы с заданной скоростью до значениятемпературы в точке С. Работа устройства на участках СД и ДЕ аналогичнаописанной. Участок ЕГ отличается отпредыдущих тем, что температура наданном участке должна поддерживатьсяпостоянной в течение заданного промежутка времени. Поэтому управляющееслово для участка ЕГ, выбираемое изблока 25 оперативной памяти, содержитполе Т, код которого определяет время, в течение которого температураобъекта должна оставаться неизменной.Поле К содержит код температуры,поддерживаемой неизменной. Код поляУ значения не имеет, так как элемент И-НЕ 2 блокируется сигналом "=" спервого выхода блока сравнения, Информация с поля Т через второй выход программного задатчика 10 поступает на вход таймера 13. При этоминформационные разряды записываютсяв счетчик 29 импульсов таймера 13(фиг, 4), а управляющий разряд разрешает прохождение импульсов с выходагенератора 26 на вычитающий входсчетчика 28 импульсов. После окончания отработки временного интервалаимпульс переноса с выхода Р счетчика29 импульсов (фиг, 4) поступает напервый вход программного задатчика10, Так как участок ЕГ является последним в цикле регулирования, то значение служебного разряда в поле С управляющего слова равно нулю (на всехпредыдущих участках значение поля Сбыло равно единице), что приводит кзапрету прохождения импульса от таймера 13 на счетный вход счетчика 24импульсов в блоке 10 (фиг. 3) . Импульс от таймера 13 проходит на синхровходах триггера 23, устанавливаяпоследний в состояние 0", что свидетельствует о конце цикла регулирования, В случае, когда участок ЕГне является последним в цикле регулирования, то сигнал "1" в поле С разрешает прохождение импульса с таймера 13 на счетный вход счетчика 24импульсов в блоке 10, что приводит квыбору нового управляющего слова дляследующего участка регулирования.Цикл регулирования может быть остановлен на любом участке посредством. записи нулевого значения в поле С при 40программировании устройства,Формула изобретения1. Устройство для программного регулирования, содержащее генератор импульсов, подключенный выходом к первому входу элемента И-НЕ, соединенного вторым входом с первым выходом пульта управления, а третьим вхо О дом - с первым выходом блока сравне-.ния, первый вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, а второй вход - с первым выходом программного задатчика, а также блока инди кации, вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, и последовательно соединенные преобразователь код - аналог, источник эталонного30 напряжения, сумматор, усилитель и компаратор, выход которого подключен к четвертому входу элемента И-НЕ, второй вход сумматора соединен с5 входом устройства для программного регулирования, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем автоматического управления скоростью изменения температуры по заданной программе, введены два элемента И и таймер, вход которого подключен к второму выходу программного задатчи" ка, а выход - к первому входу программного задатчика, второй вход которого соединен с первым выходом блока сравнения, третий вход - с вторым выходом пульта управления, а третий выход - с входом генератора импуль 20 сов, при этом выход элемента И-НЕ подключен к первому входу первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока сравнения, а выходы - с соответствующими входами счетчика импульсов, подключенного выходом к входу преобразователя код - аналог.2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что программный задатчик содержит формирователь импульсов, первый и второй элементы И, элемент задержки, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, подключенного выходом ксуммирующим входам счетчика импульсов, выходы которых подключены к первым входам, блока оперативной памяти,а установочный вход счетчика импульсов соединен с Б-вхбдом триггера и свыходом второго элемента ИЛИ, входыкоторого. соединены с общей шиной, Свход триггера подключен к выходутретьего элемента ИЛИ, В-вход - кС-.выходу блока оперативной памяти ик первым входам первого и второгоэлементов И, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьимвходами первого элемента ИЛИ, второйвход первого элемента И соединен свыходом формирователя импульсов и спервым входом третьего элемента ИЛИ,подключенного вторым входом к первому входу программного задатчика и квторому входу второго элемента И,вход элемента задержки соединен свторым входом блока оперативной памяти и с общей шиной управления, подключенной к третьему входу программного задатчика и к третьим входамблока оперативной памяти, первые выходы которого соединены с первым выходом программного задатчика, вторыевыходы - с вторым выходом, а третьи -выходы - с третьим выходом программного задатчика.Корректор С, Черни Редактор М. Келемеш Тираж 863 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5