Программное устройство для регуляторов скорости с импульсными датчиками скорости

 

ОП ИСАНИЕ 29638!

ИЗОЬЕЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубпин

Зависимое от авт. свидетельст1ва ¹â€”

Заявлено 23.Х.1967 (№ 1192083/25-27) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 05.Х1.1973. Бюллетень № 45

Дата опубликования описания 25.111.1974

М. Кл. В 30Ь 1520

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР аа делам изобретений и открытий

УДК 621.777.06-82 (088.8) Авторы изобретения О. Н. Мепьников, И. И. Альтерман, Л. М. Глухих и Г. Б. Матюнин

Специальное конструкторское бюро «Уралчерметавтоматика»

Заявитель

ПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛЯТОРОВ

СКОРОСТИ С ИМПУЛЪСНЫМИ ДАТЧИКАМИ СКОРОСТИ

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления скоростью прессования гидравлических прессов.

Известны регуляторы скорости для гидравлических прессов, в которых программа задается по длине заготовки, измеряемой импульсным датчиком. Интервал длины, соответствующий шагу программы, определяется подсчетом количества импульсов, поступающих на счетные устройства, что приводит к громоздкости схемы и неудобству перестройки программ для измерения малых скоростей (от

0,5 л.я/сек:и ниже) с высоким быстродейст вием.

Предлагаемое программное устройство one спечивает работу с датчиками с любым количеством импульсов на единицу длины, позволяет легко осуществлять перестройку программы и отличается большей простотой по сравнению с чисто дискретным устройством.

Для этого вход накопителя с переменным шагом соединен с выходом импульсного датчика скорости, а выход его через командный блок — со входом блока задания программы, выход которого, в свою очередь, связан со входом преобразователя.

На фиг. 1 изображена блок-,схема описываемого программного устройства; на фиг. 2— схема блока-накопителя с переменным шагом; на фиг. 3 — схема командного блока; на фиг. 4 — схема бло а задания; а фиг. 5— схема преобразователя.

Программное устройство состоит из блока накопителя 1 с переменным ша — îì, осуществ ляющего необходимое деление числа импульсов, поступающих на его вход, соединенного с командным блоком 2, на выходах которого появляются напряжения при поступлении импульса с блока накопителя 1 с переменным

10 шагом, блока задания 8, соединенного с командным блоком 2 и преобразующего водные напряжения в соответствии с уставкамн, набранными на нем. Выход блока задания 8 соединен со входом преобразовательного блока 4, функцией которого является преобразование входного напряжения в длительность импульсов.

Блок .накопителя с переменным шагом содержит формирователь б прямоугольных импульсов с постоянной длительностью, переключатель б выбора шага программы с набором конденсаторов 7, двойной диод 8, одновибратор 9, два катодных повторителя 10 и

11 и импульсный трансформатор 12.

Блок накопителя работает следующим образом.

В исходном положении левая половина лампы одновибратора 9 закрыта отрицатель,ным напряжением конденсатора 13 (потенциал

ЗО сетки порядка 75 в), а потенциал сетки пра29638) вой половины близок к нулю, так как сетка через резистор 14 и замкнутый контакт 15 подключена к плюсовому источнику напряжеКатод!!bill IIOBTOpHTe;Ib 10 321!PpT 11апpIIнием, снимаемым с делителя на пря>кения на резисторах 16 и 17, поди —.юче1п1ого правой iio овины .1ам пы 0дн0вибра,— тора 9 и источнику отрицательного напряжен;1я. Потенциал второй обкладки конденсатора 18, соединенный с катодом катод !î"o повторителя 10, равен нулю.

С11гна-r, поступающий на вход формирователя 5, преобразуется в прямоуг0льные импульсы постоянной длительности и а мплитуды и через один из .конденсаторов 7 и перекл1очатель 6 выбора шага поступает на среднюю точку последовательно соединенных диодов лампы 8, катод одного из которых под11л10чен к сетке левой половины лампы одновибратора 9 и к конденсатору 18, а анод другого через диод 18 — к делител1о напряжения на резисторах 19 и 20, подключенному между источником отрицательного напряжения и землей. Таким образом, за каждый период входного сигнала на конденсатор 13 поступает no Io?K!I Tåëb !bié заряд, определяемый величпно., одног0 из конденсаторов 7. Прн достижен1ш напряжением конденсатора 18 порога открытия лампы отновибратора 9, последний опрокидывается, открывая катодный повторитель

10, и с трансформатора 12 выдается импульс в командный блок 2. Появляющееся на катоде катодного повторителя 10 положительное напряжение поднимает потенциал второй обкладки конденсатора 13 (примерно на 120 в), и конденсатор 18 разряжается через сетку левой половины лам>пы одновибратора 9. В результате на сетке левой половины лампы одновибратора 9 устанавливается напряжение порядка 40 в, определяемое стабилитронами

21. Через определенное время, определяемое резистором 14 и конденсатором 22 цепи одновибратора 9, последний возвращается в 1исходное состояние, и напряжение на катоде ка тодного повторителя 10 уходит в нуль. Потенциал левой половины лампы одновибратора 9 стремится уйти от +40 в в — 80 в, но фиксируется на уровне — 75 в по диодной цепочке лампы 8, следовательно, схема пришла в исходное состояние, и процесс повторяется.

Для визуального контроля за работой блока накопителя служит показывающий прибор

28, подключенный к катоду катодного повтор и тел я 11.

Для установки блока накопителя из любсго промежуточного в исходное состояние служат контакты 15 и 24. При поступлении ,команды на сброс накопителя контакт 15 размык а ется, подкл юч а я пр а вую сетку л а м и ы одновибратора 9 через резисторы 14 и 25 к ис точнику отрицательного напряжения, а через замыкающий контакт 24, резистор 26 и лампу

8 на сетку левой половины лампы одновибратора 9 подается напряжение от источн1ика

44 в. Командный блок 2 состоит из ряда триг55

60 телей 51, 52, 58, на которых собраны делители напряжения 54, 55, 56, через резисторы 63, 64, 55 65 подключены к общей выходной шине 66.

50 герны.; ячеек 27, 28, 29, ключей 80, 31, 82 и

v„-! lигелей 38, 84, 35.

В:е триггерные ячейки через соответствующие . i10"!и подключены к общей шине запуска. В исходном состоянии левые транзисторы вс::; трпгi.=pllbi ячеек открыты, а правые закрыты. и на каждом нз двух выходов 86 — 41 триггев;1ых ячеек напря>кение равно нулю, т1-.:; ка. в1,1ходы 36, 88, 40 подключе . ы и коллекторам открытых транзисторов, >i -.b!êîlы

37, 39, 41 подключень: к коллекторам закрытых транзисторов через стабилитроны 42, 4 А

44, падение напря>кения на которых равно коллекторному напряжению закрытых тра1!зпсторов.

Транзисторы усилителей 83, 84, 85, базы которых включены в эмиттеры закрытых тра1."зисторов триггерных ячеек, также закрыты.

Ключ 80, подсоединенный через электриче скую цепь 45 к коллектору открытого транзистора триггерпой ячейки 27, открыт. Ключи

31 и 82 закрыты по дополнительным цепям, образованными электрическ11ми цепями 46 и

47, подключенными соответственно к закрытым транзисторам триггерных ячеек 27 и 28.

При поступлении отрицательного импульса из блока накопителя 1 на общую шину запуска, образованную эмиттсрами транзисторов ключей 80, 81, 82, триггерная ячейка 27 опрокидывается (ее клloч открыт), на выходах 86 и 37 появляются разнополярные напряжения, трачзистор усилителя 33 открывается, и с ключа 81 по электрической цепи 46 снимается блокировка, подготавливая ключ к приему следующего импульса, а по электрической цепи 45 ключ 80 триггерной ячейки 27 блокируется отрицательным напряжением, При поступлении следующего импульса срабатывает триггерная ячейка 28, соответственно появляется разнополярное напряжен le на ее выходах 88, 89, открывается транзистор усилителя 34, а ключ 81 данной ячейки блокируется, Следующие ячейки работают аналогично. Возврат схемы в:исходное состояние осуществляется по дачей отрицательного напряжения через резисторы 48, 49, 50 на базы левых транзисторов триггерных ячеек 27, 28, 29.

Разнополярные напряжения с выходов 86—

41 тригтерных ячеек подаются на блок задания, а выходы усилителей 88, 34, 85 подаются в тот же блок на цепи сигнализации.

Блок задания 3 состоит из переключателей 51, 52, 58 с платами, на контактах которых наораны делители напряжения 54, 55, 56 и плат 57, 58, 59, на,которые подключены ячей кн сигнализации 60, 61, 62.

Каждый из делителей напряжения 54, 55, 56 подключен соответственно к двум выходаи

86 — 41 триггерных ячеек 27, 28, 29 командного бло.: а 2. Под1вижные контакты плат переключа296381

В среднем положении переключателей под вижные контакты переключателей 51, 52, 58 подключают к выходной шине 66 средние точ ,ки делителей напряжения 54, 55, 56.

В исходном положении напряжения, подаваемые из командного блока 2 ца делители напряжения 54, 55, 56, равны нулю, и следовательно, напряжен|не на выходной шине отсутствует.

При срабатывании первой триггерной ячейки 27 командного блока 2 на выходах 36, 87 и, следовательно, на делителе напряжения 54 появляется напряжение противоположного знака и равной амплитуды. Если подвижный контакт переключателя 51 находится в среднем положении, т. е. подключен к средней точке делителя напряжения 54, что соответствует сохранению прежней величины задания, то на выходной шине напряжение не изменитоя (останется равным нулю), Если же подвижной контакт находился пе в среднем положении (влево или вправо от среднего), то на выходной шине 66 появится напряжение соответствующего знака и амплитуды.

При срабатывании последующих триггерных ячеек 28, 29 на соответствующих выходах и, следовательно, на делителях напряжения

55, 56, и на подвижных контактах переключателей 52, 58 появляются напряжения, суммирующиеся .на выходной шине 66.

Таким образом, напряжение на выходной шине для каждого участка программы определяется суммой напряжений всех предыдущих уставок.

При срабатывании каждой триггерной ячейки 27, 28, 29 командного блока 2 через усилитель 88, 84, 85 запитываются ячейки сигнализации 60, 61, 62 и загораются соответствующие,сигнальные лампы, сигнализируя о ходе выполнения заданной программы, Таким образом, блок накопителя 1 с переменным шагом, командный блок 2 и блок задания 3 представляют собой в совокупности программное устройство, выдающее изменяю щееся по программе напряжение или ток в функции длины заготовки или изделия.

Описываемое программное устройство бы ло разраоотано для регулятора и указателя скорости прессования гидропрессов, для которого обязательным условием программного изменения задания являлось требование сохранения постоянства напряжения на реостате установки начального задания. Это требование привело к необходимости преобразования выходного напряжения (тока) программного устройства в постоянное напряжение, скважность которого обратно пропорциональна вел1ичине выходного напряжения (тока) устройства.

Для этой цели .предлагается преобразова тель (ом. фиг. 5), преобразующий входное на пряжение или ток в постоянное напряжение, скважность которого обратно пропорциональна величине входного напряжения (тока), состоящий из мульт|ивибратора, выполненного

t5

95 зо

4ь

65 на лампе 67,,разрядных транзисторов 68, 69, входного усилителя постоянного тока и эмиттер ного повторителя, выполненных соответственно на транзисторах 70, 71, и ключа .на транзисторе 72.

Разрядные транзисторы 68, 69 коллекторами через резисторы 78 и 74 подсоединены к сеткам лампы 67 мультивибратора.

Эмиттер,разрядного транзистора 68 через резистор 75 и переход эмиттер — коллектор транзистора 71 и эмиттер разрядного транзистора

69 через стабил итроны 76 подключены к ре зистору 77, который, в свою очередь, подключен к источнику 250 в. База транзистора 71 соединена с коллектором-транзистора 70, включенного по схеме с заземленной базой. Анод мультивибратора (лампа 67) через резистор 78 подключен к базе транзистора 72 ключа.

Эмиттер (вход схемы) транзистора 70 усилителя постоянного тока соединен с выходной шиной 66 блока задания 8. В отсутствии сигнала (тока в шине 66) начальный ток транзистора 70 усилителя постоянного тока за дается резисторами 79, 80, подключенными к источнику — 45 в, а нуль напряжения на входе усилителя (относительно источника — 34 в) задается делителем напряжения, образованным резисторами 81 и 82, подключенными между источниками напряжений +250 в и — 34 в, причем средняя точка делителя подключена к базе транзистора 70 усилителя постоянного тока. Начальный режим транзистора 71, обеспечивающий равенство эмиттерных токов разрядных транзисторов 68, 69 и, следовательно, равенство разрядных токов двух сеток лампы 67 мультивибратора, задается начальным током транзистора 70, при котором падение напряжения на резисторах 88, 84, являющихся его коллекторной нагрузкой, равно нулю.

В этом режиме лампа 67 выдает прямоуго Ib

:ные импульсы равной длительности, а скважность напряжения на коллекторе транзистора

72 ключа равна двум.

Изменение коэффициента усиления транзистора 70 усилителя постоянного тока осугцествляется изменением величины переменного резистора 84 в его коллекторной цепи.

При поступлении с выходной шины 66 блока задания 3 на вход (эмиттер) транзистора

70 сигнала на изменение программы, например в положительной полярности, ток транзи стора 70 усилителя постоянного тока уменьшается, напряжение на его коллекторе .и, следовательно, на базе транзистора 71 возрастает, что приводит к увеличению эмиттерного тока разрядного транзистора 68 .и равному уменьшению эмиттерного тока разрядного транзистора 69, так как сумма их токов постоянна и оппеделяется резистором 77.

Так как разрядный ток левой половины лампы 67 мультивибр атора увеличивается, а правой половины уменьшается, то соответственцо увеличивается длительность отрицательного и уменьшается длительность поло296381

Фиг, 2 жительного импульса на левом аноде лампы б7, соединенном с базой транзистора 72 ключа.

Таким образом, на коллекторе транзистора 72 (выходе преобразователя) скважность выходного напряжения уменьшается, т. е. увеличивается среднее значение тока задания.

Управление одновременно по двум сеткам лампы 67 мультивибратора обеспечивает линейную зависимость между средним значением 10 тока з адания и выходным сигналом блока задания программы.

Предлагаемое программное устройство совместно с блоком преобразования и регулятором скорости прессования было испытано з 15 промышленных условиях,и дало положительные результаты.

Предмет изобретения

Программное устройство для регуляторов скорости с импульсными датчиками скорости, содержащее .блок задания, блок накопителя с переменным шагом, командный блок и преобразователь, отличаюшееся тем, что, с целью изменения шага программы при использова,нии датчиков, выдающих различное число им пульсов .на единицу длины пути, вход накопителя с переменным нагом соединен с выходом импульсного датчика скорости, а выход его через командный блок соединен со входом блока задания программы, выход которого связан со входом преобразователя.

Составитель Н. Соловьев

Редактор T. Ларина =-. Техред T. Миронова

Корректоры Н. Аук и Т. Гревцова

Заказ 235/17 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»