Система управления процессом электрохимического анодирования

 

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО АНОДИРОВАНИЯ, содержащая источник постоянного тока, датчик тока и задат чик тока, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности гальванической установки за счет сокращения времени, необходимого для подъема тока в гальванической ващ1е от нуля до заданного значения, она снабжена нуль-органом, первый вход которого подключен к задатчику тока, а второй вход - к датчику тока, управляющим триггером, вход которого соединен с I вторым выходом нуль-органа,, генератоi ром нарастания тока, первым ключевым элементом, первый Ц.-вкоо. которого соединен с выходом генератора нарастания тока, а второй вход - с вторым выходом управляющего триггера, генератором поддержания тока, вторым ключевым элемен . том первый вход которого подключен к выходу генератора поддержания тока, а второй вход соединен с первым выходом управляющего триггера, третьим ключевым элементом, первый вход которого соединен с первым выходом нуль-органа, второй вход - с выходом второго ключевого элемента, а третий - с выходом первого ключевого элемента, цифро-аналоговым преобразователем, вход которого соединен с выходом третьего ключевог го элемента, усилителем напряжения, вход которого соединен с выходом цифро (Л аналогового преобразователя, а выход с входом источника постоянного тока, и элементом управления сбросом управляющего триггера и цифро-аналогового преобразователя в исходное (нулевое) состо1шие , первый выход которого подключен на вход Сброс управляющего триггера, а второй выход - на вход: Сброс цифроСП аналогового преобразователя. У1 эо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) 3(S11 С 25Х) 21/12

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н авторском сеидкткльству

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3424811/22-02 (22) 19.04.82 (46) 30.11.83. Бюл. Ж 44 (72) Н.С, Санников и Ю.А. Барыщевский (53) 621.357.77 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

K 660598, кл. С 259 11/04, 1975.

2. Авторское свидетельство CCCP

Ж 348640, кл. С 2Ы) 21/12, 1969. .(54) (57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО

АНОДИРОВАНИЯ, содержащая источник постоянного тока, датчик тока и зада чик тока, o т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности гальванической установки за счет сокращения времени, необходим ого дли подъема тока в гальванической вацне от нули до заданного значения, она снабжена нуль-органом, первый вход которого подключен к задатчику тока, а второй; вход - к датчику тока, управляющим триггером, вход которого соединен с вторым выходом нуль-органа„генерато. ром нарастания тока, первым ключевым элементом, первый 3 .вход которого соединен с выходом генератора нарастания тока, а второй вход - с вторым выходом управляющего триггера, генератором поддержания тока, вторым ключевым элементом,первый вход которого подключен к выходу генератора поддержания тока, а второй вход соединен с первым выходом управляющего триггера, третьим ключевым элементом, первый вход которого соединен с первым выходом нуль-органа, второй вход - с выходом второго ключевого элемента, а третий - с выходом первого ключевого элемента, цифро-аналоговым преобразователем, вход которого соединен с выходом третьего ключево.го элемента, усилителем напряжения, вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а выходе входом источника постоянного тока, и элементом управления сбросом управля» ющего триггера и цифро-аналогового преобразователя в исходное (.нулевое) состояние, первый выход которого подключен на вход Сброс управляющего триггера, а второй выход -; Сброс цифроаналогового преобразователя.

1057580

Изобретение относится к гальванотехнике и касается конструкции системы управления процессом электрохимического анодирования, в частности глубокого анодирования поверхности деталей из алюминия и алюминиевых сплавов.

Известна установка для электрохимической обработки алюминия, содержащая ванну с электролитом, электроды, установленные в ванне с электролитом,выпрямитель, соединенный с электродами, и устройство управления выпрямителем, соединенное с выпрямителем Я

Работа на данной усч новке может нестись тОлькО В режиме ручного psB пения и требует наличия оператора и непрерывного контроля с его стороны за параметрами гальванического процесса и внесения соответствующих, поправок, Выход деталей в брак составляет око ло 1 .

Наиболее близкой к предлагаемой по, технической сущности и достигаемому результату является система управления процессом электрохимического анодирова ния,содержащая источник постоянного тока, датчик тока и задатчик тока (2)

Недостатком данной установки является плавный подъем плотности тока по экспоненциальному закону, так как задающий .сигнал дпя регулятора тока в ванне образуется путем использования напряжения на конденсаторе. Это приводит, к тому, что гальваническая установка работает с максимальной технологической производительностью по скоростй нарастания плотности тока в гальванической ван-, не лишь в начальный момент нанесения покрытия, а затем ее производительность на участке подъема плотности тока несколько уменьшается по opsBHeHHIo c аоа растанием плотнОсти тока ПО линейнОму закону.

Бель изобретения -. повьпиение проиаводительности гальванической установки

as счет сокрашения времени, необходимого для подъема тока в гальванической

Ванне Рт нуля до заданного значения.

Поставленная цель достигается тем, что система управления процессом электpOXHMH×eCKOÃÎ аподнрОВавня, СодвржаПИЯ истОчник постоянногО тОка датчик тОка и задатчик тока, снабжена нуль-органом, первый вход которого подключен к задач чику тока„а второй вход - к датчику тока, управляющим триггером, вход которого соединен с вторым выходом нуль-;органа, генератором нарастания тока, первым ключевым элементом, первый вход которого соединен с,выходом генератора нарастания тока, а второй Вход — с вторым выходом управляющего триггера, генератором поддержания тока, вторым ключевым элементом, первый вход кото-: рого подипочен к выходу генератора поддержания тока, а второй вход соединен с первым выходом управляющего триггера, третьим ключевым элементом, первый

t0 вход которого соединен с первым выходом нуль«органа, второй вход - с выходом Второго ключевого элемента„а третий с выходом первого ключевого элемента, цифро-аналоговым преобразовате-.

15 лем, вход которого соединен с выходом . третьего ключевого элемент, усилителем налрижения, вход которого соединен с выходом цифро-аналогового преобразователя, а выход - с входом источника пос» тоянного тока, и элементом управления сбросом управляющего триггера и цифроаналогового преобразовбтеля в исходное (нулевое) состояние, первый выход которого подключен на вход «Сброс«управпя 5 ющего триггера, а второй выход - на вход "Сброс" цифро-аналогового преобразовате и.

На фиг, 1 изображена блок-схема системы управления процессом электрохими ческого анодирования; на фиг. 2 - энергетические диаграммы работы системы.

Система управления процессом электро химического анодирования содержит sas% 1 с эл ктролитом электроды 2 и 3

35 источник 4 постоянного тока к выходу в которого подключены электроды 2 и 3, датчик 5 .гока через электролит, задатчик 8 тока через электролит, нуль-ор ган 7, первый вход которого подключен к выходу задатчика 6 тока, а второй

40 вход - к датчику 5 тока, управляющий триггер. 8, вход которого соединен с вто рым вьиодом нуль-органа 7, генератор 9 нарастания тока, первый ключевой эле45 мент 10, первый вход которого соединен с выходом генератора 9 нарастания тока, а .второй вход - с вторым выходом управляю щего триггера 8, генератор 11 поддержания тока, второй ключевой элемент 12, первый вход которого подключен к выходу

50 генератора 11 поддержания тока, а втоРсй ВХОД - СОЕДИНЕН С ПЕРВЫМ ВЫХОДОМ управляющего триггера 8, третий ключевой элемент 13, первый вход которого соединен с первым выходом нуль-Органа 7, 5 ВТОРОЙ ВХОД - С ВЫХОДОМ КЛЮЧЕВОГО ЭЛВмента 12, а третий - с выходом первого ключевого элемента 10, цифро-аналоговый преобразователь 14, вход которого

580 з

1057 соединен с выходом третьего ключевого элемента 13, усилитель 15 напряжения, вход которого соединен с выходом цифро- аналогового преобразователя 14, в вы-хОд с вхОдОМ источника 4 пОстОяннОГО 5 тока, и элемент 16 управления сбросом управляющего триггера 8 и цифро-аналогового преобразователя 14 в исходное (нулевое) состояние, первый выход которого подключен на вход «Сброс триг- 10

Гера 8, а второй. выход - на вход «Сброс« цифро-аналогового преобразователя 14. :истема работает следующим образом.

При включении системы управления сразу же срабатывает элемент 16 сбро- l5 са, который устанавливав г двоичные счетчики цифро-аналогового преобразова теин 14 и уцравляюший триггер 8 в исходное (нулевое) состояние. На выходе цифроаналогового преобразователя 14 20 сигнал отсутствует, вследствие чего напряжение на выходе источника 4 постоянного тока, в следовательно, и ток в ванне 1 отсутствуют.

При- переводе эадатчикв 6 тока через 25 электролит из нулевого положения в требуемое за счет рассогласования сигна- лов от датчика 5 тока через электролит и задатчика 6 тока через электропнт исчезнут. Сигналы нв обоих выходах нуль-оргайа 7. Второй ключевой эле-. мент 12, выполненный на базе элемента

ИЛИ-НЕ, не будет пропускать импульсы от генератора 11 поддержания тока через электролит иээа наличия на втором его, входе сигнала с первого выхода управляющего триггера 8..Первый ключевой эле» мент 10, выполненный на базе:элемента

ИЛИ-НЕ, пропускает импульсы от генератора нарастания тока через. электролит, так как на втором его входе отсутству40 ет сигнал с второго выхода управляющего триггера 8. С. третьего ключевого элемента 13, выполненного на базе элемента ИЛИ-НЕ, на вход цифро-аналогово- 4 го преобразователя 14 будут поступать импульсы| генерируемые Генератором 9 йарастания тока через электролит. Суммируя поступившие импульсм и преобрвэозав сумму в напряжение, цифро-а налоговый преобразователь 14 через усили-,, тель 15 жхвдействует нв источник 4 постоянного тока, который создает на эдака родах 2 и 3 напряжение, пропорциональное числу импульсов, поступивших нв вход цифро. налогового I преобраэовате- - 55 ля 14. Через электролит в ванне 1 бу дет протекать. ток,. Плавно и непрерывно нарастающий со скоростью, определяемой частотой следования импульсов генератора 9.

При достижении током через электролит заданной величины сигнал от датчика 5 тока через электролит будет Рм н сигналу задатчикв 6 тока через электролит и на выходах нуль-органа 7 появятся сигналы, .один иэ которых переключает управляющий триггер 8, который наличием сигнала на втором выходе ВКЛю чает первый ключевой элемент lo a другой поступая на первый вход третьего ключевого элемента 13, включает третий ключевой элемент. На входе цифро-аналогового преобраэоватепя. 14 сигнал отсутствует и напряжение, выдаваемое с усилителя 15, не изменяется.

Следовательно, не изменяется и ток че реэ электролит в ванне 1.

В результате физических процессов, протекающих при аиодироввнии деталей, величина тока через электролит в ванне 1 будет медленно уменьшаться. При этом появится рассогласование между сигналами на входах нуль-органа 7, на выходах его сигналы исчезнут и импуль сы, генерируемые генератором 11, через второй ключевой элемент 12 и тре тий ключевой элемент 13 поступят на. вход цифро-аналоговго преобразовате-.

as 14. Сигнал на его выходе увеличится, увеличится напряжение на электродах 2 и 3 в ванне 1. Ток через электролит, будет увеличиваться до заданного эначе

:ния, т.е. происходит процесс непрерывного автоматического поддержания заданно-i го значения тока через электролит.

На фиг. 2 прецставлеиы графики изменения времени напряжений в различных частях системы управления процессом эпектрохим ического анодирования, поясняющие сущность ее работы. По оси ординат откладывается напряжение нв выходах элементов 7 - 14, по оси абсциссвремя. Из графика цля элемента 14 видно, что подъем напряжения на его выходе на участке подъема тока в ванне обус павливается импульсами на выходе эле- мента 4..Поскольку эти импульсы слепуют с постоянной частотой и не меняют свою форму, то и подъем напряжения на выходе элемента 14 происхоцит ступенчато, причем алина ступеней и их высота - величины постоянные дпя всего участка подъема тока в ванне, значит и приращение тока s same происхоцит иа одинаковую величину эа оцинаковые отрезки времени, т.е. скорость и возрастание тока в ванне постояийые на участке

l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l ill l l l l l l l l

1057580

Составитель С. Пономарев

Редактор Ю. Ковач Техрец С.Легеза .Корректор Г, Огар

Заказ 9528/ЗЗ Тираж 643 Поцписное

ВНИИПИ Госуцарственного комитета СССР по целам изобретений и открытий

113035, Москва, ЖЗ5, Раушская наб., ц. 4/S

Филиал ППП Патент, г. Ужгороц, ул. Проектная, 4 поцъема тока, что позволяет увеличить произвоцительность ванны по сравнению с прототипом, у которого подъем тока в ванне происхоцит по экспоненциальному закону (с меньшей скоростью по сравне- 5 нию с прямолинейным законом).

Предлагаемая система обеспечивает автоматическое нарастание с постоянной скоростью тока в гальванической ванне, а затем поцдержание на зацанном уровне. 10

Опытное испытание показало, что обрабатываемые детали имеют качественное покрытие, отвечающее требуемым нормам (отсутствуют расслоения, неравномерность покрытия, шелушение), брака. не наблюдается.

При работе гальванической установки по принципу прототипа время подъема тока в ванне составляет 18 мин, при общем времени цикла нанесения покры тия 54 мин.

При работе гальванической установки по предлагаемому принципу время поцъема тока в ванне составляет 15 мин, при общем времени цикла нанесения покрытия

51 мин. Произоводительность установки увеличится на 5,9%.