Устройство для контроля и управления процессом контактной сварки

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ(22) Заявлено 26.11,76 (Я) 2424346/25-27 Союз Советсва Социалистйчеова Распублик(71) Заявитель на Ле 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И УНРАВЛЕ ПРОЦЕССОМ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ м блока опе лей, выход аналого-цифход же блока у програмИзобретение относится к области контактной сварки и может быть использовано при автоматизации управления и контроля процесса контактной сварки.По основному авт. св. М 498128 известно устройство управления и контроля процессом контактной сварки, используемое при контактной сварке металлов для повышения точности контроля параметров нескольких одновременно работающих сварочных машин, содержащее блок измерения параметров процесса сварки, соединенный с блоком сопряжения, блок операционных решающих усилителей, цифровой блок, блок индикации и цифропечати, блок управления, блок программной перестройки структуры, соединенный через магистральные кодовые шины с блоком сопряжения, синхрониза гором, аналого-цифровым преобразователем, блоком памяти, блоком хранения уставок, при етом выход блока сопряжения соединен с входом синхронизатора и входом блока операционных решающих усилителей, выход синхронизаторнетики Академии наук УСС 216 соединен с другим входо рационных решающих усилите которого соединен с входом рового преобразователя, вы управления подключен к блок 3 мной перестройки структуры Недостатком такого устройства явля.ется ограниченная область применения изза отсутствия возможности управления 1 а и контроля группой сварочных машин,Такое устройство может обслуживать несколько сварочных машин, включаюшихся последовательно одна за другой в момент окончания сварки преды душей сварочной машиной, так как неимеет средств, обеспечивающих режимразделения времени.Кроме того, известное устройстводолжно находиться в непосредственной В близости от сварочных машин, так каканалоговые сигналы с датчиков нельзяпередавать на большие расстояния из заперекрестных помех, наводок, искажений иза хаций ) + х сц 1 )лов чт ) оцже 1 к я чество управления и контроля.Из за болцих габаоитОВ сВарочных машин, исподьзуемых при сварке например деталей самолетов, известное усъ ройство может управлять только одной сварочной машиной, Зто увеличивает ап паратурные затраты при управлении групОЙ сварочеых машиБ (цех з 8 вод) и исключает возможность обеспечить 16 достаточно мощньм математическим обеспечением 1 операционной системой), средствами диалога и терминальным компдектом каждое такое устройство.Целью изобретения является . расшире иие области примененя устрОЙства и про. Ведения уравлепя и контроля процессом контактной сварки одновременно работ ВДОих нескольких сварочньх машинЦель ДОстиГается тем что В устройст 3) ВО управденя и КОтродя процессом контактцой сварки введены соединенные по входу и выходу с первой группой магист )альных кодОвых шин блок коммутации и ацалОГОВый предпроцессор ВторОй Вход Ж оторого соедиен с Выходомблока коммутации, третий вход - с выходом синхро-низатора и вторым входом таймера пульт оператора, блок связи с каналом второй вход которого соединен с Вьходом ана- ЗО лог" цифрового преобразователя, Вход и выход которого соединень с шь 0 й канала сВязи, лудлплексор Выход КОторого Соединен с Вькодом устройства, первый ВХОД с выхОДОМ блОка измерения парамет РОВ ВТОРОЙ ВХОД И ВТОРой ВЫХОД МУЛЬТИ плексора соединен, с ВХОДОМ И Выходом блока сопряженця второй вход аналогоцифрового преобразователя соедкнен с ВХОДОМ 8 НИЛОГОВОГО ПРЕД 1 РОЦЕССОР 8 1 О" 4 О следовательно соединенные блок связи с каналомблок помехозащщенного кодирования лодем аппаратура чередач данцых, шина канала связи соединенный по входу и Выходу с Второй группой маГистрйд 1 ых кбдОВых шии каналььЙ адшУх 4 р Входы и ВьХОды кОторОГО соединены с шинОЙ канала связи, блок пультов рабочих мест, группой пульт, второй вход еоторого соедпен с блокОМ пузпэтОВ рабо чих мест блок мультипрограммироваия бчое скан рован)я термийальнЙ комп ЛЕКГ,18 чертеже представлена блок схема УсРойс Ва управд Б И 1 К и ПР, е, 55 сом контактной сварки, содержашая блок 1 излерени параметров блок 2 сопряжения синхронизатор 3 мультипексор 4, аналого-цифровой преобразователь 5,блок 6 памяти, блок программной перестройки структуры 7, блок управления8, блок 9 храненич усавок и констант,цифровой блок 10, блок 11 коммутации,аналоговый предпроцессор 12, таймер13, пульт 14 оператора, блок 15 связис каналом, блок 16 помехозашишенногокодированич, модем "17, аппаратуру 18передачи данных, канальный адаптер 19,блок 20 пультов рабочих мест, групп)вой пульт 21, блок 22 мультипрограммирования, блок 23 сканирования терминальный комплект 24, шины 25 от 1 до И )связи центрального устройства с местными, цину 26 входной информации сосварочных установок, шину. 27 выходной И 1 формации на сварочные установки,шину 28 - первую группу магйстрадьныхкодовых шин, шину 29 - вторую группумагистральньх кодовых шин,Устройство работает следуюшим образом.Сигналы датчиков, установленных насварочных машинах шина 26) в блоке1 измерения параметров, через мультиплексор 4, подключаемый к одной из сварочных машин кОдОм идентификации этОЙсварочной машины, поступаот на масцтабируюшие усилители-формирователи блока2 сопряжения и поиводятся к стандарэному уровшо В зависимости от толщиныи марки свариваемых материалов. Пошине 27 на сварочные установки передаются управляюшие сигналы обратнойсвязи (режим, порядок работы и т.д.).Синхронизатор 3 синхронизирует работу блоков, расположечиых непосредственно рколо сварочной машиныс цикломее работы.Аналоговый предпроцессор 12 осушествляет предварительную математическуюобработку (интегрйрование суммирование,вычитание умножение 1 сигналов с блока2 сопряженя что позволяет сжать передаваемую по каицу связи Информацию;В зависимости от тица сварочных машини марии свариваемых материалов адгоритм сжатия информации может меняться.Для оперативной перекоммутации узлов аналогового предпроцессора 12 покомандам с блока 7 используется блок 11коммутации, осушествляюший требуемоеВзаимосоединение отдельных узлов задание начальных условий, задание режйма.оНапряжения с выхода анадоговогопредпроцессора 12 преобразуются аналогоцифровым преобразователем 5 в код.К этому коду в блоке 16 помехозашишенного кодирования добавляется избыточная информация с целью исправления ошибок, которые могут возникнутьпри передаче исходной информации поканалу связи, что недопустимо при сваркеответственных изделий.Блок 15 связи с каналом через модем17, осушествляюший модуляцию и демодуляцию передаваемой информации, аппаратуру 18 передачи данных, напримертелетайп, организует управление встречными потоками информации от сварочныхмашин к управляющим блокам и в обрщъном направлении. Это управление сводится к буферированию информации, организации очередей на обслуживание, приему и выдаче управляющих сигналов, поостейшей логической обработке информации.33Так как к мультиплексору 4 могутподключаться несколько сварочных машинс разным быстродействием, то таймер 13в совокупности с блоком 23 сканирова-ния, определяюшим, темп и порядок подключения каждого из устройств, находящихся около сварочных установок (шина 25)к канату связи, и в соответствии с отсчитываемым им временем, оставшимся доЙачала новой сварки в подгруппе обслуживаемых им сварочных машин, осуществляют совместно и через блок 15 связис каналом организацию очереди на обслуживание.С помощью пульта 14 оператора выпол-Зфняются некоторые простейшие функции управления и контроля (включение и выклкьчение, индикация аварийных ситуаций иотказов и т.п.).К канальному адаптеру 19 подключа Оются все й обслуживаемые йредлагаемымгрупповым устройством управления сварочные установки, причем в каждой подгруппе сварочных установок, подключаемых к мультиплексору 4, может находить ся от одной до нескольких сварочных установок,Канальный адаптер 19 может переносить информацию с канала связи и обратно поразрядно, с задержкой (буферирование информации) и путем записи информации непосредственно в блок 6 памяти,Блок 20 пультов рабочих мест используежя для управления из местонахожденияЯцентрального процессора любой сварочнойустановкой.В блоке 8 управления вырабатывают.ся управляющие сигналы, которые поступают в блок 7 программной перестройкистр"птуры,В основу построения блока 7 программной перестройки структуры положеныпринципы микропрограммного управления,Микропрограмма может хранить верхниеи нижние пределы контролируемых параметров сварочного процесса, алгоритмвычисления диаметра ядра, глубины црьплавления и любые другие алгоритмы.С помощью цифрового блока 10 производится выполнение арифметическихи логических операций согласно алгоритма работы.В блоке 6 памяти и блоке 9 хранения уставок и констант хранится необходимая уцравляюшая информация.Блок 22 мультипрограммированияосуществляет режим многопрограммнойобработки входной информации (динамичес.кое распределение памяти, приоритетность обработки, защиту памяти, распределение вычислительной мощности процеосора).В терминальный комплект 24 входятустройства ввода-вывода информации иустройства, обеспечивающие режим диалога, цозволяюшие оперативно руководитьпроцессом контроля и управления сваркой(цифропечатаюшие устройства, графопостроители, устройства индикации, световое перо и тл.),Блоки 1-5, и 1 1-18 относятся к устройству местного управления, находяшемуся в непосредственной близости отгруппы сварочных машин и соединяютсяв основном через шину 28. Блоки 6-10и 19-24 относятся к устройству центрального управления и соединяются в основном через шину 29, управляюшемувсей группой сварочных машин, и могутбыть отнесены на любое расстояние отобслуживаемых сварочных машин.Работа устройства при подключениичерез блок 1 измерения параметров кмультиплексору 4 четырех сварочных машин, включаемых поочередно и последовательно во времени в одном устрой- .стве из группы устройств, осуществляется следуюшим образом.В первый момент времени кодом идентификации пеовой сварочной машины, например кодом 00, к мультиплексору 4подключается первая сварочная машина.Коды идентификации хранятся в блоке6 памяти и момент считывания этого кода определяется по коду текушего месчсного для каждого устройства в группеВсех устройств времещ, отсчитываемого таймером 13,Блок 23 сканнроваэщя осуществляет и простейшем случае обегающий контроль всех таймеров 13 и позтому номер 5 опрашиваеми о таймера 13 устройства в группе устройств совладает с номером запросааНомер запроса и код, считаэщый с таймера 13, однозначно определякт ад рес кода идентификации в блоке 6 памяти, Таким образом для запроса Л. 1 и када с таймера 13 ОООООО считывается с блока 6 памяти код идентификацэщ ОО, а для запроса Б 1 и кода с тайме ра 13 ОО 1111 - код идентификации 01 И Т ДаОдновременно с кодом идентификации из блока 6 памяти (фактически зто другие разряды гого же самого слова) счи тывается на вход блока 11 коммутации код структуры аналогового предпроцессс ра 12 аБлок 11 коммутации выполняет по отнашеьию к аналоговому предпроцессо- И ру 12 функции автоматического наборного поля, определяющего взаимосоединения между операционными узлами аналогоВО- ГО предпроцессора 12 (интеграторами СУМмаТОРамиа ДиффЕР 8 НЩИТОРаМаи ФУНК ф цнриалваЭЫМИ Пр 8 Обра ЗОва ГЕЛИМИ, МНОБИ теЛЬааа чу-п, у ч ",с "иррльчь я устройствами) у станавчивающего масштабы заВисимых ПРР 8 М-Ьпа- ааа И ВРсаМЕНИ УстаиаВЛИВВЮЩЕаа хронизатором 3 управлпощего режимом работы (решение,. слежение хранение).Диалоговый предпроцес Ор 12 соде жит такэке аналогОВые компараторы иЕРЧТЕПИ ВР 8 МЕНИ КоаГОР ае ааа 9 и СОВокупности с блоками 3 и 11 по зволяют осуществлять Определенную пО СЛЕД аЭВаЧ ЕЛт НОСТЬ алаЛОГОВЫХ ВЫЧИСЛИГЕЛЬИЫХ ПРОЦЕССОВ (Р 8 ЩЕНИЙ)аТаким обРазом анало Оный пРедпРоа пессор 12 моэкет ОбрабатыВаагь иБфорф" мапиО относяБфюся как и Однотипним сварочным машинам Оъичаккйиьи" я Режи Мамн а"Варкн (раЗНЫЕ ТОЛИНЫ И МарКИ свариваемых материалов), так и радио- ф типным (переменного тока, постоянного тока конденсаторным) сварочиым машиНам аНапряэкеРия на ВЬОнще аналОГОВОГО паРедпРоцессОРа 1 2 пРОИОРциоиальные рассчитанным даниыму анВЙОГО цифровым преобразователем 5 преобразукэтся в кОЙУ который в блоке 16 кодированиисоедиионном с аналого-цифровым преобразователем 5 через блок 15, подвергаетсяобработке, позволяющей повысить егопомехоустойчивость, Например в простейшем случае, к исходному коду добавляется контрольньк разряд, состояние которого позволяет контролировать четкость(ици нечетность) результирующего кода.Модем 17 модулирует результирующий код (используется например, импульсно-кодовая модуляция) и через аппарату.ру передачи данных передает ее в канал.Блок 15 связи с каналом содержитнебольшое пь объему местное запоминающее устройство, например на регистрах,0блок управления, линейные блоки сопряжения с каналом, В запоминающем уст .ройстве блока 15 накапливается как передаваемая, так и принимаемая информа-ция, Информация из канала связи в блок15 может передаваться побитно или поСИМВОЛЬНО,Таким образом блок 15 позволяет избежать информационных заторов в каналесвязитак как при большой Группе устройств, обслуживаемых центральным процессоромм, передаче и прием информацииот каждого устройства в грууше должныбыть разнесены во времени при использовании одного канада связи (оолее сложные случаи здесь не рассматриваются).Через канальный адаптер 10 переданная информация поступает в определеннуюобласть блока 6 памяти, где происходитее цифровая обработкапричем порядокобработки кодов указанных областей, длячего требуется перераспределение вычислительной мощности центрального процессора, осуществляется блоком 22.Использование мультиплексора, блокаизменения коммутации, блока помехозащищенного кодирования, блока связи сканалом, модема, аппаратуры передачидаэппх, канального адаптера, блока пультов рабочих мест, группового пульта,блока мультипрограммироваиия, блокасканирования, терминального комплектаповыща 8 т зфф 8 ктиВиость управления иконтроля процессом контактной сваркигруппы сварочных машин, уменьшаетоудельные аппаратурные затраты и математическое обеспечение в расчете на одну сварочную машину. Центральный процессор может быть снабжен терминальнымкомплектом, которым нецелесообразноснабжать каждое устройство управленияи контроля. Центральный процессор может быть вынесен из цеха, т,е. Иаходиться в комфортных условиях эксплуатации, Операционная система, которой снабжен центральный процессор, позволяет решать сложные задачи (что эквивалентно повышению качества сварки). В одном мес те сосредоточена полная информация о функциониоовании всех сварочных машин, что позволяет вести четкое планирование.16Формула изобретенияУстройство для контроля и управления процессом контактной сварки по авт. св. % 498128, о т л и ч а ю ш е е с я 15 тем, что, с целью расширения области применения устройства и проведения ут- равления и контроля процессом сварки одновременно работаюших нескольких сварочных машин, внего введенысоединен- Ю ные по входу и выходу с первой гоуппой магистральных кодовых шин блок коммутации и аналоговый предпроцессор, второй вход которого соединен с выходом блока коммутации тертий вход - с вы ходом синхронизатора и вторым входом таймера, пульт оператора, блок связи с каналом, второй вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, вход и выход которого соединеныс шиной канала связи, мультиплексор,выход которого соединен с выходом устройства, первый вход - с выходом блокаизмерения параметров, второй вход и второй выход мультиплексора соединен свходом и выходом блока сопряжения, второй вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом аналоговогопредлроцессора, последовательно соединенные блок связи с каналом, блокпомехозащишенного кодирования, модем,аппаратура передачи данных, шина канала связи, соединенный по входу ивыходу с второй группой магистральных кодовых шин канальный адаптер,входы и выходы которого соединены сшиной канала связи, блок пулков рабочихмест, групповой пульт, второй вход которого соединен с блоком пулвтов рабочих мест, блок мультилрограммирования,блок сканирования, терминальный комплект. Инсточники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Авторское свидетельствоК 498128, кл. В 23 К 11/24, 1074.656767 Составитель В. Катинактор О. Торгашева Техред М. Петько Корре род, ул. Проектная, 4 П Пате Зайаэ 1681/12 Т БНИИПИ Государст по делам изоб 113035, Москва, П одписноецитета СССРткрытийская наб., д. 4/5 нного. ктений и