Программно-управляющее устройство

 

1. ПРОГРАММНО-УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее источник постоянного тока, регулируемые резисторы , источник переменного тока, интегрирующий элемент, коммутационные , реле, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его точности, в устройстве введены элемент И, триггеры, ключевые транзисторы и компараторы, первые входы которых соединены с выходами соответствующих источников опорного напряжения, а интегрирующий элемент выполнен в виде капиллярного ртутно-злектролитического резистора, первый электрод которого заземлен, а к второму электроду через замыкаюп(нй контакт первого коммутационного реле, размыкающий и замыкающий контакты второго коммутационного реле, соответственно первую и вторую параллельные цепи, образованные регулируемыми .. 1 I I 1Г-Г1..;/..;. . резисторами, соединенными друг с другом через соответствующие замыкающий и разьшкающий контакты третьего коммутационного реле, подключен источник постоянного тока, при этом второй электрод соединен также с входом усилителя переменного тока, выход которого через выпрямитель и усилитель постоянного тока связан с вторыми входами компараторов, выходы которых через элемент И связаны с входом первого триггера, последовательно соединенного с вторым триггером, соответствующие выходы триггеров подключены к базам соответствующих югаочевых транзисторов, в выходные цепи которых включены обмотки первого, второго и третьего коммутационных реле, причем один вьгаод обмотки первого кo шyтaциoнного реле через кнопку запуска соединен с источником питания, а выход усилителя постоянного тока соединен с выходом устройства. 2. Устройство поп. 1, отли чающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства а счет обеспечения формирования трапецеидального закона изменения выходного сигнала, выход устройства соединен с выходом усилителя постоянного тока и первым входом соответствующего компаратора через соответственно раамыкшощнй и замыкающий контакты четвертого коммутационного реле, обмотка которого подключена к источнику питания через параллельные цепи, одна из которьк образована замыкаюк им контактом второго и размьрсаюощн

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ((9) (1 l) 4(5(1 С 05 В 19/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

О0ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Я АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 3567782/24-24 (22) 28.03.83 (46) 15.06.85. Бюл. У 22 (72) З.В. Казарян, А.Л. Григорян, Ю;Г. Агбалян и В.М. Миняйло (71) Ереванский политехнический ин- ститут им. К. Маркса (53) 62.50(088.8) (56) Сидохина E.Ô. Теория и практика выращивания кристаллов. М., "Металлургия", 1968.

Гузик С., Облаховский Я. Искусственные ионокристаллы. М., "Металлургия", 1975 °

Авторское свидетельство СССР

В 586435, кл. G 05 Р 1/10, 1976. (54)(57) 1. ПРОГРАММНО-УПРАВЛЯЮЩЕЕ

УСТРОЙСТВО, содержащее источник постоянного тока, регулируеиые резисто« ры, источник переменного тока, интегрирующий элемент, коммутационные реле, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его точности, в устройстве введены элемент И, триггеры, ключевые транзисторы и коипараторы, Ф первые входы которых соединены с выходаии соответствующих источников опорного напряжения, а интегрирующий элемент выполнен в виде ка- . пиллярного ртутно-электролитического резистора, первый электрод которого заземлен, а к второиу электроду через замыкающий контакт первого коммутационного реле, размыкающий и замыкающий контакты второго коммутационного реле, соответст-. венно первую и вторую параллельные цепи, образованные регулируеиыии резисторами, соединенныии друг с другом через соответствующие эаиыкающий и размыкающий контакты третьего коммутационного реле, подключен источник постоянного тока, при этом второй электрод соединен также с входом усилителя переменного тока, выход которого через выпрямитель и усилитель постоянного тока связан с вторыми входами компараторов, выходы которых через элеиент И связаны с входом первого триггера, последовательно соединенного с вторым триггером, соответствующие выходы триггеров подключены к базам соот" ветствующих ключевых транзисторов, в выходные цепи которых включены обмотки первого, второго и третьего коммутационных реле, причем один вывод обмотки первого комиутацион° ного реле через кнопку запуска соеди. нен с источником питания, а выход усилителя постоянного тока соединен с выходом устройства.

2. Устройство по п. 1, о т л и» ч а ю щ е е с я теи, что, с целью расширения области применения устройства за счет обеспечения формирования трапецеидального закона изменения выходного сигнала, выход устройства соединен с выходои усилителя постоянного тока и первым входом соответствующего компаратора через соответственно размыкающий и замыкающий контакты четвертого коммутационного реле, обмотка которо" го подключена к источнику питания через параллельные цепи, одна из которых образована замыкающим контактом второго и разиыкающим кон-

1161919 тактом третьего коммутационных реле, а другая — замыкающим контактом третьего и размыкающим контактом второго коммутационных реле.

19 и 20, размыкающих и замыкающих контактов 21 и 22 коммутационных реле, четвертого коммутационного реле

23, размыкающего и замыкающего контактов 24 и 25 коммутационных реле, элемента И 26, триггеров 27 и 28, первого, второго и третьего коммутационных реле 29-31, конденсатора

32, элементов ИЛИ 33 и 34, ключевых транзисторов 35-37, кнопки запуска 38. Источники опорного напряжения не показаны.

Изобретение относится к контрольно-измерительным устройствам, в частности к техническим средствам управления, и может быть использовано в технологических установках

> для выращивания монокристаллов с заданным законом изменения температуры во времени, в технологических линиях для проведения гальванопокрытий, в качестве программных устройств 10 при проведении технологических процессов.

Целью изобретения является упрощение устройства и повышение точности, а также обеспечение формирования трапецеидального закона изменения выходного сигнала.

На фиг. 1 приведена схема программно-управляющего устройства, на фиг. 2 — циклограмма его работы. 2О

Устройство состоит их регулируемых резисторов 1-4, размыкающих и замыкающих контактов 5-10 коммутационных реле, источника переменного тока 11, капиллярного ртутно-электро- 25 литического резистора 12, размыкающего контакта 13, усилителя переменного тока 14, выпрямителя 15, усилителя постоянного тока 16, размыкающего и замыкающего контактов 17 и

18 коммутационных реле, компараторов

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии обмотки коммутационных реле 29 и 30 обесточены, а контакт 13 находится в разомкнутом состоянии (фиг. 1), триггер

27 при этом находится в нулевом

I состоянии, а на выходе компараторов

19 и 20 имеются соответственно логический нуль и логическая единица.

Запуск устройства осуществляется при помощи кнопки запуска 38. При этом включается реле 31, замыкаются контакты 13 и ток управления I> от источника постоянного тока U начинает течь: от."+" — резистор 1 контакты 5 контакты 8 и tr (II 1) — контакты 13 элемент (резистор) 12—

При таком направлении тока уп- ет на вход усилителя переменного торавления 1 происходит изменение внуъ. ка 14. После усиления и выпрямления

35 реннего сопротивления капиллярного этот сигнал подается на вход усилиртутно-электролитического резистора теля постоянного тока 16, затем

12: сопротивление резистора возрас- на входы компараторов (компараторы тает по линейному закону. Для пре40 могут быть выполнены на микросхеобразования этого сопротивления в мах типа УД140 8А), соответственно электрический сигнал переменного на- на компаратори 19 и 20. На вторые пряжения на электроды резистора 12 входы компараторов подаются опорподается через разделительную емкость ные сигналы, соответствующие мисигнал от источника переменного то45 нимальному и максимальному знака 11. Преобразованное внутреннее чениям выходного сигнала прогсопротивление элемента 12 в величи- раммно — управляющего устройст— ну переменного напряжения поступа- ва.

1161919

При наличии на выходах компараторов 19 и 20 соответственно иОи и и!" на выходе элемента 26 имеется логическая и1", а при переходе через точку 0 (фиг. 2) на выходе компараторов — соответственно и1", при

It II резистор 3 контакт 7 †« р еле 3 0 - контакты 9 †контакты 1 3 резистор 1 2 и+ и (п ° 2)

При таком направлении тока управ- При таком сочетании сигналов на ления внутреннее сопротивление ка- выходе элемента 26 имеется логичеспиллярного ртутно-электролитическо- кая и1и. Сигнал на выходе элемента

ro резистора 12 начинает уменьшаться, 26 перебрасывает триггер 27 в исходсоответственно уменьшается выходной ЗО ное состояние ("Ои на его выходе) сигнал усилителя 16 (участок АВ и одновременно перебрасывает триггер на фиг. 2) . На выходах компараторов 28, в результате чего обесточивает19.и 20 при этом имеются соответст- ся реле 29, а реле 30 срабатывает

tr ее и и

У Э венно 1 и 1, а.на выходе эле- в результате ток управления капилtt мента 26 — Ои. При достижении выход-- лярного ртутно — электролитичес- :

35 ного сигнала усилителя 16 значения кого резистора начинает протеи точке В (фиг. 2) на выходе кать через элементы схемы слекомпаратора 20имеется и1",ана выходе дующим образом: компаратора 19 - соответственно иОи . и+и

+ - резистор 2 контакты 6 контакты 8

-«-контакты 13 резистор 12 (II ° 3) с

Сигнал на выходе усилителя 16 кая и1и (точка С на фиг. 2). В репри таком направлении тока тока возрас- эультате происходит перебрасывание тает и при достижении значения 14 триггера 27, включается реле 29, а на вьиоде компарато а 19 р р 9 имеется реле 30 остается в включенном сос.45 и1", а на вьиоде компаратора 20 - тоянии. Таким образом, реле 29 и 30 соответственно иОи. П и зт остаются в включенном состоянии. выходе элемента 26 имеется меется логичес- Ток управления при этом течет: и резистор 4 — контакты 10 контакты 9

- контакты 13 - резистор 12 - и+и (II ° 4) ляется и1и. Реле 29 отключается, перебрасывая триггер 28, и отключается реле 30 ° Одновременно на инверсном выходе триггера 28 появляется положительный импульс, который через емкость 32 и логические элементы

При достижении вьиодного сигнала

0 .на выходе компаратора 19 имеется и0", а на выходе компаратора 20и1и. На выходе элемента 26 при этомимеется сигнал и1и. Триггер 27 перебрасывается и на его выходе появНачальное значение на выходе усилителя 16 до запуска устройства в работу может быть меньше ц „ щ„„(фиг.2), При данном направлении тока управления (в соответствии с п.1), когда выходной сигнал усилителя 16 начинает возрастать, при переходе входного сигнала компаратора 19 от значения в а в до значения U >

Ю в 1л

>lion „„,„на выходе компаратора вместо логического "Ои имеется логическая "I", а на выходе компаратора

20 — и1", так как компаратор 19 выполнен неинверсным, а компаратор

20 — инверсным.

l этом на выходе элемента 26 будет

"Ои. Так как триггер 27 срабатывает при положительном перепаде напряжения на его входе, то он со5 храняет свое исходное состояние и поэтому реле 29 и 30 остаются в исходном состоянии и сигнал управления продолжает протекать в том же направлении (исходном) через элементы, tp указанные в п. 1, и выходной сигнал усилителя растет во времени.

При достижении значения Uö вью" on. Itttn (фиг. 2) на выходе компаратора 20 имеется логический и0", а на выходе

15 компаратора 19 - и1и. При таком.сочетании на выходе элемента 26 имеется положительный перепад импульса, при котором срабатывает триггер

27 и включается реле 29. В резуль2р тате включаются контакты 9 и размыкаются контакты 8. Ток управления течет в обратном направлении:

1 161919

33 и 34 поступает на базу ключевых транзисторов и контакты реле 31 размыкаются. Таким образом, схема возвращается в исходное состояние.

Для обеспечения трапецеидального закона изменения выхсдной характеристики программно-управляющего устройства в схеме предусмотрено реле 23 с разомкнутыми. 17 и замыкающими контактами 18, которые нключены на выходе устройства, причем контакты

17 включены непосредственно к выходу усилителя 16, а контакты IR включены к источнику опорных сигналов L в с„. Общая точка контактов а.

17 и 18 подключена к входной клемме устройства.

Катушка реле 23 включена последовательно с источником питания через параллельные цепи, одна из

20 которых образована замыкающим контактом 21 реле 29 и размыкающим контактом 22, а другая — замыкающим контактом 24 и размыкающим конР татом 25 реле 29.

В интервале времени 0 — t,1 на выходе устройства имеется сигнал, поступающий непосредственно с выхода усилителя 16, На этом участке контакты 21 и 24 разомкнуты, реле

23 находится в обесточенном состоянии. При достижении выходного сигнала усилителя 16 значения 0 (фи".2) включается реле 29, замыкаются кснтакты 21 и срабатывает реле 23 ;при этом контакты 17 размыкаются, а контакты 18 замыкаются) и на выход устройства поступает непосредственно

cHrHan 1an, 1а< ерниле Времени 1 2 на выход устройства поступает сигнал

Ц= так как при изменении выходЙ ап,Mar ного сигнала усилителя !б от значения Ij,1 до li и от значения 0 з до 1с катушка реле 23 остается в нклю- 49 ченном состоянии.

На участке АВ включается реле

29, замыкаются контакты 21 и 22, а на участке ВС включается реле 30, т.е. замыкаются контакты 24 и 25, 50 и таким образом на участке,- сбеспечинается непрерывное включенное состояние реле 23, так как на этом интервале ток через обмотку реле течет через контакты 21 и 22 либо

24 и 25, т.е. на выходе устройства сигнал равен „,„„„, На участке t z - t 3 включается perre

29, размыкаются контакты 22 и отключается реле 23, при этом контакт

18 размыкается, а контакт 17 замыкается и на выход устройства снова поступает сигнал с выхода усилит.ля 16.

При помощи резисторов 1-4 регулируется скорость подъема и спада выходной характеристики, т.е. скорость изменения выходной величины во времени.

Таким образом, по всем основным показателям предлагаемое устройство обладает принципиальными техни-... ческими преимуществами по сравнению с прототипом; линейный закон изменения выходной величины, тождественный изменению, например, температуры, независимость выходного сигнала от колебаний напряжения и частоты сети питания точности устаР калки температуры (не менее IX), возможность регулирования времени подъема, постоянного уровня и времени спада уровня температуры без введения дополнительных программ и элементов в схему, полная автоматизация процесса управления.

Благодаря перечисленным преиму-ществам улучшается качество выра.ш ваемых кристаллов и уменьшается количество отбракованных кристаллов.

При стоимости одного монокристалла

3,5-6 тыс.руб. уменьшение брака на 10% позволяет получить экономический эффект от использования одной установки около 12 тыс. руб.

Кроме того, высвобождается обслуживающий персонал, что дает экономический эффект 1,4 тыс. руб. Суммарный экономический эффект от использования одной установки составит

13,5 тыс. руб. f61919

l l6l9l9

Реле

Составитель Л. Птенцова

Техред О. Ващишина

Корректор В. Гирняк

Редактор С. Тимохина

Заказ 3967/49 Тираж 863

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, РауйКкая наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4