Система управления сварочной машиной

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 83929 А я)ю В 23 К 11/24 ОПИСАНИЕ ИЗО Е Е АВТОРСКО ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ арки им, Е.О.Патона Дьячков, В.Н.Заяц и ьство СССР 9/08, 1985, ьство СССР /24, 1978.ЕНИЯ СВАРОЧНОЙ ся контактной сварзовано для управлеой машиной. Цельти функционироваиональных возможсистемы за счет функций контроля и ая при этил,г Изобретение относится к косварке и может быть использованравления контактной сварочной м(СМ),Цель изобретения - повышениности функционирования, расширекциональных возможностей и упсистемы за счет совмещения в систкций контроля и управления.На фиг. 1 показана структурнсистемы управления сварочной мна фиг.2 - диаграммы, пояснясистемы при синхронизации отсети; а на фиг.3 - диаграммы,тактной для упаш иной Из фиг.1 вид содержащая мик и сообщений 2, видеотерминал 5 вляют собой спе- ЭВМ, централь- ляется микропротки информации ет обменом дантами, входящими посредством двующи нап пояс ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение касаетки и может быть испольния контактной сварочнповышение надежнос ния, расширение функ ностей и упрощени совмещения в системе е надежние фунрощение еме фуная схема ашиной; е работу ряжения няющие управления; Для этого в системе, обеспечивающей синхронное с напряжением питающей сети управление сварочной машиной большой сложности в автоматическом тактовом и ручном режимах в процессе работы сварочной машины устройством управления контролируется состояние сварочного оборудования по времени обработки выдаваемых команд, для чего используются концевые выключатели, Система управления производит диагностику нарушений и выдачу оператору соответствующих сообщений, При работе сварочной машины в тактовом режиме, т.е. последовательно выполняя команды оператора, система управления выдает сообщения о допустимой последовательности команд, а также контролирует принимаемые команды и блокирует их исполнение в случае ошибок оператора, выдаиагностические сообщения работу системы, при пропадании импульсинхронизации,Оо, что группа элементов,опроцессор 1, ПЗУ таблицЗУ программы 3, ОЗУ 4, фдвунаправленную магистраль адреса данных,предс циализированную микр : ным элементом которой я цессор 1. Кроме обраб микропроцессор 1 управ ными между всеми элеме в устройство управления, 168392910 20 30 35 40 50 направленной магистрали адреса данных,Регистр управляющих воздействий со"тоит из двух регистров РУВ 1 6 и РУВ 2 7, первый из которых имеет выход Й для принудительного сбора в исходное состояние внешним сигналом (тем самым отключая рабочие органы, соединенные с этим регистром) через каждые полпериода питающей сети, а также вход, соединенный с магистралью, посредством которого устанавливается снова в рабочее состояние микропроцессором 1 в начале каждого полупериода, Регистр РУВ 1 б.используется для соединения устройства управления с такими рабочими органами, которые фунционируют строго синхронно с направлением питающей сети, а также такими, которые в наибольшей степени влияют на безопасность работы сварочного оборудования,при сбоях в аппаратуре управления. Регистр РУВ 2 7 изменяет свое состояние только путем записи в него микропроцессором 1 нового кода и предназначен для управления всеми остальными рабочими органами,Регистры слова датчиков РДС 8 и слова клавиатуры РСК 9 идентичны и служат для ввода в устройство управления состояний датчиков и клавиатуры пользователя соответственно. Шифратор 10 запросов получает запросы на прерывание работы микропроцессора 1 от схемы формирования и контроля импульсов синхронизации, выполненной на счетчике 11, одновибраторе 12, генератора 13, элементах И-НЕ 14 и 15, инверторе 16 и формирователе 17 синхроимпульсов, вырабатывает иэ них сигнал прерывания, который с первого выхода шифратора 10 поступает на выход микропроцессора 1, а на магистраль выставляет вектор, т.е, адрес входа, по которому поступил запрос,Таким образом, работу микропроцесссра 1 прерывак)т запросы, поступающие на один его вход, но имеющие различные векторы, причем вектор, определяющий адрес первого входа шифратора 10 запросов несет информацию о том, что синхронизация с напряжением сети имеется, а вектор, определяющий адрес второго входа шифратора 10 запросов, сигнализирует о том, что синхронизация отсутствует,Схема формирования и контроля импульсов синхронизации предназначена для формирования из напряжения питающей сети импульсов синхронизации в момент перехода сетевым напряжением через нуль, контроля поступления импульсов синхронизации и выработки двух запросов на прерывание работы процессора, причем первый запрос формируют при наличии импульсов синхронизации и подают на первый вход шифратора 10 запросов, а второй запрос формирует при отсутствии импульсов синхронизации и подают на второй вход шифратора 10 запросов.Схема формирования и контроля импульсов синхронизации работает следующим образом, При подаче напряжения сети формирователь 17 импульсов преобразует входное синусоидальное напряжение в последовательность синхроимпульсов, причем таким образом, что на его входе сигнал. "1" длительностью 0,2 с появляется только в момент перехода синусоиды через нуль (фиг,2). Синхроимпульсы с выхода формирователя 17 поступают на первый вход элемента И-НЕ . 14,а также после инвертирования инвертора 16 на первый вход элемента И-НЕ 15 На вторые входы элементов И-НЕ 14 и 15 подают сигнал с выхода одновибратора 12, Этот сигнал имеет уровень "О" только в момент отработки временного интервала после запуска одновибратора 12 по первому входу сигналом с выхода элемента И-НЕ 15, причем моментом запуска одновибратора 12 является перепад выходного напряжения элемента И НЕ 15 от уровня "0" к уровню "1", которым разрешают пересчет тактовой частоты генератора 13, поступающей на второй вход одновибратора 12, Необходимо отметить, что выходной сигнал одновибратора 12 сохраняет уровень "1" после запуска одновибратора 12 еще в течение интервала времени, равного 1-2 периода импульсов, поступающих на второй вход одновибратора 12 от генератора 13, а затем переходит к уровню "0", Это состояние на входе одновибратора 12 сохраняется в течение 9,8 мкс и блокирует повторный его перезапуск, чем достигается временная селекция синхроимпульсов и защита устройств- управления от помех по сети, возникающих, например, при коммутации мощных реактивных нагрузок.На первый вход счетчика 11 с аатозагрузкой поступает сигнал с входа элемента И-НЕ 14, причем в момент перепада этого сигнала из состояния "О" в состояние "1" производится автозагрузка исходного кода, определяющего интервал времени 10,2 мкс.На второй вход счетчика 11 поступают импульсы с выхода генератора 13, пересчет которых разрешен только при наличии уровня "1" на первом входе счетчика 11. Исходный код, определяющий интервал времени, равный 10,2 мкс, загружают в счетчик 11 по совпадению уровней "1", поступающих с выхода одновибратора 12 (в момент, когда он51015 20 30 40 50 55 находится в исходном состоянии), и с выхода формирователя 17 синхроимпульсов (в момент перехода напряжением пйтающей сети через куль).При коммутации мощных емкостных накопителей энергии, в случаях обрыва в цепи синхронизации происходит пропадание синхроимпульсов(фиг. 3). В этом случае после отработки одновибратором 12 временного интервала 9,8 мкс, на его выходе устанавливается уровень "1", а на выходе элемента И-НЕ 14 - уровень "0", который блокирует пересчет тактовых импульсов. На выходе элемента И-НЕ 14 остается уровень "1", который разрешает прохождение тактовых импульсов на вход счетчика 11, на выходе которого с периодом 10,2 мкс будут вырабатываться импульсы длительностью в один период частоты генератора 13 до тех пор, пока на входе формирввателя 1 не появится синхроичпульс.Таким образом, йа первый вход шифратора 10 запросов поступают импульсы запроса на прерывание работы микропроцессора 1 с выхода элемента ИНЕс периодом 9,8-Т 10,2 мкс, т.е, только в случае, когда частота напряжения питающей сети Ос находится в пределах 50+ 1 Гц, а на второй вход шифратора 10 запросов поступают импульсы запросов на прерывание микропроцессора 1 с выходасчетчика 11 с периодом 10,2 мкс только приотсутствии напряжения сети,Сигнал с выходов элемента И-НЕ 15 и счетчика 11 поступают иа выходы элемента 35 ИЛИ-КЕ 18 выход которого подключен квходу Я регистра РУВ 1 16, посредством чего регистр РУВ 1 6 устанавливают в исходное состоя ние. Устройство управления УУ) сварочной машиной работает следующим образом.После подачи питающего напряжения на УУ, начинают выполнять программу вхождения в синхронизм с напряжением питающей сети. Первый же импульс, кото-.рый поступает на любой из двух входовшифратора 10 запросов, приводит к появлению на его выходе сигнала прерывания, который подают на вход микропроцессора 1 Получив этот сигнал, микропроцессора 1 посредством магистрали обращаются к шифратору 10 запросов прерываний и считывает вектор, записанный в ПЗУ программ 3, который является адресом подпрограммы обработки поступившего запроса, При этом первый и второй запросы прерывания игнорируют для того, чтобы работа схемы формирования и контроля импульсов синхронизации вошла в штатный режим.Начиная с обработки третьего прерывания от момента включения питания, всю работу устройства управления производит в цикле, длительность которого не превышает длительности одного полупериода питающей сети, а началом является сигнал прерывания микропроцессора 1., в соответствии с фиг. 3. После получения сигнала прерывания с вектором первого входа от шифратора 10 запросов микропроцессор 1 посредством магистрали выдает регистры РУВ 1 6 и РУВ 2 7 коды управления рабочими органами сварочной машины через тиристорные ключи 19, которые он извлекает из ПЗУ таблиц и сообщений 2 для текущего такта, затем считывает состояние регистров РСД 8 концевых выключателей 20 пере ключателей 21 и РСК 9 на клавиатуре пользователя и записывает их в ОЗУ 4, После этого производит вычисление текущего времени с использованием ОЗУ 4, Затем микропроцессор 1 по программе из ПЗУ 3 производит контроль оборудования сваоочной машины и проверку условия завершения текущего такта. Если вычисленная переменная принимает логическое значение "Истина", то включают программу диагностики возникающего нарушения в сварочной машине, которой записана в ПЗУ 3, и на видеотерминал 5 выводят сообщение.Если вычисленная переменная принимает логическое значение "Ложь", то вычисляют следующие переменные. При этом, если они имеют логическое значение "Истина", То при работе СМ в автоматическом режиме или в тактовом режиме при получении команды "Пуск", или при выполнении автоматического такта в соответствии с процедурой определяют адрес следующего такта, который будут исполнять, начиная со следующего полупериода питающей сети. При работе СМ в тактовом режиме и если пятая переменная имеет ло. гическое значение "Ложь" определяют ад рес следующего такта в соответствии г процедурой, после чего включают програм му вывода на видеотерминал сообщения информирующего оператора о допустимой последовательности команд. Затем производят анализ состояния клавиатуры, При появлении ошибочной команды оператора переход в следующий такт блокируют и включают программу, которая в соответствии с процедурой определяет неверно включенный переключатель, после чего микропроцессор 1 пересылает соответстьющее сообщение на видеотерминал.Если четвертая переменная принимаетлогическое значение "Ложь", то такт считают не завершенным и адрес этого такта не изменяют. Если выполнение текущего такта завершено, микропроцессор 1 по про грамме из ПЗУ 3 вычисляет значения параметров Рср и Тско для отработавшего рабочего орагана. Затем микропроцессор 1 переходит к ожиданию очередного сигнала прерывания; 1 ОЕсли сигнал прерывания имеет вектор, равный .двум, на видеотерминал выводят сообщение "Нет синхронизации с сетью", слово СУВ вывод только на регистр РУВ 2 7, При этом переход в следующий такт, даже 15 если четвертая переменная принимает логическое значение "Истина", блокируют.Устройство выполнено из цифровых элементов высокой степени интеграции, обладающих высокой надежностью, не требу О ет каких-либо регулировок в процессе эксплуатации. В этом устройстве применены специальные методы, повышающие функциональную надежность. Операции контроля и управления сварочной машиной 25 выполняют на одном и том же управлении, Устройство обеспечивает при расширении функциональных воэможностей снижение затрат на техническое обслуживание сварочной машины. 30Формула изобретенияСистема управления сварочной машиной, содержащее микропроцессор, посто-, янное запоминающее устройство программ, постоянное запоминающее устрой ство таблиц и сообщений, оперативное запоминающее устройство и в видеотерМинал, соединенные между собой двунаправленной магистралью адресов и данных, четыре регистра, инвертор и формирователь импульсов, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности функционирования, расширения функциональных возможностей и упрощения системыв нее введены последовательно соединенные первый элемент И-НЕ, одновибратор, второй элемент И-НЕ, счетчик и шифратор запросов, а также концевые выключатели, переключатели, элемент ИЛИ-НЕ, генератор и тиристорные ключи, вход которых подключен к выходам первого и второго регистров, входы которых подключены к двунаправленным магистралям адресов и данных, сбросовый: вход первого регистра соединен с выходом элемента ИЛИ-Н Е, первый вход которого соединен с выходом счетчика, а второй вход элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом первого элемента И-НЕ и вторым входом шифратора запросов, первый вход первого элемента И-НЕ соединен через инвертор с выходом формирователя импульсов и вторым входом второго элемента И-НЕ, выход генератора соединен с вторыми входами одновибратора и счетчика, второй вход первсго элемента И-НЕ соединен с выходом одновибрвтсрв, выход прерывания шифратора запросов соединен с входом прерывания микропроцессора, шифратор запросов подключен к двунаправленной магистрал. адресов и данных, к которой подключены выходы третьего и четвертого регистров. входы которых.подключены соответственно к выходам концевых выключателей и переключателей,11683929Составитель В,Грибова Редактор И.Касарда Техред М.Моргентал Корректор М,Кучеря эказ 3465 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Рауаская наб.,4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10