Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ВАНН
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ВАНН

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ВАНН

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Применение: при микродуговом оксидировании вентильных металлов и их сплавов, а также при нанесении покрытий путем осаждения металлов и их сплавов. Технический результат: расширение функциональных возможностей устройства, а также повышение надежности, безопасности и удобства работы устройства. Сущность изобретения: в устройство для питания гальванических ванн, содержащее дисплей, силовой блок, входные клеммы силового питающего напряжения, блок сетевой синхронизации, таймер, блок усилителей-формирователей, первый выход которого подсоединен к второму входу силового блока, блок аналого-цифрового преобразования (АЦП), блок датчиков, микроконтроллер, соединенный с блоком АЦП и таймером, дополнительно введены пульт управления, блок ввода-вывода, блок пуска и мультиплексор, а микроконтроллер включает в себя процессор, постоянное запоминающее устройство и энергонезависимое оперативное запоминающее устройство, объединенные общей шиной с таймером, дисплеем, пультом управления, блоком ввода-вывода, блоком АЦП и блоком усилителей-формирователей, при этом первые входы силового блока соединены с входными клеммами силового питающего напряжения через блок пуска, управляющий вход блока пуска соединен со вторым выходом блока усилителей-формирователей, выходы блока синхронизации и таймера подсоединены к первому и второму входам прерывания процессора соответственно, а выходы блока датчиков соединены с аналоговым входом блока АЦП через мультиплексор, управляющий вход которого подсоединен к микроконтроллеру через общую шину. К соответствующим входам мультиплексора может быть подсоединен также блок эталонных напряжений. 1 з. п.ф-лы, 5 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2135647
Класс(ы) патента: C25D21/12
Номер заявки: 98105885/02
Дата подачи заявки: 17.03.1998
Дата публикации: 27.08.1999
Заявитель(и): Бессолицин Алексей Леопольдович; Демин Олег Александрович; Другов Павел Николаевич; Яковлев Сергей Иванович; Кравецкий Геннадий Александрович
Автор(ы): Бессолицин А.Л.; Демин О.А.; Другов П.Н.; Яковлев С.И.; Кравецкий Г.А.
Патентообладатель(и): Бессолицин Алексей Леопольдович; Демин Олег Александрович; Другов Павел Николаевич; Яковлев Сергей Иванович; Кравецкий Геннадий Александрович
Описание изобретения: Изобретение относится к оборудованию для гальванотехники и может быть использовано, например, при микродуговом оксидировании вентильных металлов и их сплавов или при нанесении покрытий путем осаждения металлов и их сплавов.
Известно устройство для питания гальванических ванн импульсным реверсированным током согласно авторскому свидетельству СССР N 1458445, кл. C 25 D 21/12, 15.02.89. Бюл. N 6. Устройство содержит силовой трансформатор с переменным коэффициентом трансформации, два выпрямительных блока на тиристорах, формирующие импульсы прямого и обратного тока, блоки принудительной коммутации, генератор опорных импульсов, блок задания временных циклов и блок задания плотности тока, который позволяет по заданному закону в процессе нанесения покрытия изменять длительность импульсов тока.
Недостатком устройства является то, что оно обладает ограниченными функциональными возможностями.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для питания гальванических ванн согласно авторскому свидетельству СССР N 1693132, кл. C 25 D 21/12, 23.11.91, Бюл. N 43. Устройство содержит силовой блок, включающий в себя трансформатор и блок тиристоров, а также блок сетевой синхронизации, блок усилителей-формирователей, таймер, микроконтроллер, блок датчиков, блок аналого-цифрового преобразования и дисплей. Блок датчиков включает в себя датчик тока (амперметр), датчик напряжения (делитель) и датчик температуры. Блок аналого-цифрового преобразования включает в себя три измерительных канала (по числу датчиков). Выход амперметра является входом первого измерительного канала, который включает в себя последовательно соединенные решающий усилитель, первый аналого-цифровой преобразователь и перепрограммируемое запоминающее устройство, выход которого связан с микроконтроллером и через программируемый делитель и счетчик подключен к дисплею. Выход датчика температуры является входом второго измерительного канала, который включает в себя последовательно соединенные вторичный преобразователь и преобразователь код-код, выход которого связан с микроконтроллером. Выход датчика напряжения (делителя) является входом третьего измерительного канала, который включает в себя последовательно соединенные прецизионный выпрямитель, сглаживающий фильтр и второй аналого-цифровой преобразователь, выход которого связан с микроконтроллером. При этом блок сетевой синхронизации включен между входом напряжения питания силового блока и первым информационным входом таймера, второй информационный вход которого связан с микроконтроллером, а выход таймера через блок усилителей- формирователей (блок потенциальной развязки) подключен к управляющему входу силового блока.
К недостаткам вышеописанного устройства относятся следующие.
Во-первых, отсутствие предварительной обработки сигнала синхронизации в микроконтроллере не позволяет избежать помех, обусловленных влиянием силовой сети, что приводит к ошибкам в значениях углов отпирания тиристоров силового блока, а следовательно к снижению точности поддержания заданных значений параметров технологического процесса.
Во-вторых, устройство не позволяет оперативно изменять параметры технологического процесса и их значения, поскольку такие изменения сопряжены с перепрограммированием запоминающего устройства. В результате ограничивается диапазон реализуемых устройством выходных сигналов и, следовательно, ограничиваются его функциональные возможности.
В-третьих, устройство не обеспечивает загрузку технологической программы и осуществление обмена данными с внешней ЭВМ, что не позволяет оперативно отслеживать изменения и корректировать значения параметров технологического процесса, а следовательно снижает точность поддержания заданных значений параметров технологического процесса.
В-четвертых, аппаратная реализация процесса обработки сигналов датчиков в автономных измерительных каналах приводит к ограничению возможности изменения алгоритма фильтрации, сглаживания, накопления, преобразования и т.д. этих сигналов, что снижает точность поддержания значений параметров технологического процесса, а следовательно сужает функциональные возможности устройства.
В-пятых, пуск и останов устройства производится ручным нажатием кнопки, что не позволяет осуществлять оперативное отключение устройства от питающей сети в случае аварийных режимов, в результате чего снижается безопасность, надежность и удобство работы устройства.
Изобретение направлено на решение задачи расширения функциональных возможностей устройства за счет расширения диапазона технологических параметров и повышения точности поддержания этих параметров, а также на решение задачи повышения надежности, безопасности и удобства работы устройства.
Сущность предлагаемого заключается в том, что устройство для питания гальванических ванн, содержащее дисплей, силовой блок, входные клеммы силового питающего напряжения, блок сетевой синхронизации, входы которого соединены с первыми входами силового блока, таймер, блок усилителей-формирователей, первый выход которого подсоединен к второму управляющему входу силового блока, блок аналого-цифрового преобразования, блок датчиков, входы которого соединены с выходами силового блока, и микроконтроллер, соединенный с блоком аналого-цифрового преобразования (АЦП) и таймером, согласно изобретению, дополнительно содержит пульт управления, блок ввода-вывода, блок пуска и мультиплексор, а микроконтроллер включает в себя процессор, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и энергонезависимое оперативное запоминающее устройство (ЭНОЗУ), объединенные общей шиной с таймером, дисплеем, пультом управления, блоком ввода-вывода, блоком аналого-цифрового преобразования и блоком усилителей-формирователей, при этом первые входы силового блока соединены с клеммами силового питающего напряжения через блок пуска, управляющий вход блока пуска соединен со вторым выходом блока усилителей - формирователей, выходы блока синхронизации и таймера подсоединены к первому и второму входам прерывания процессора соответственно, а выходы блока датчиков соединены с аналоговым входом блока аналого-цифрового преобразования через мультиплексор, управляющий вход которого подсоединен к микроконтроллеру через общую шину.
Устройство может содержать блок эталонных напряжений, выходы которого подсоединены к соответствующим входам мультиплексора.
Выполнение устройства на основе блоков, подключенных через общую шину к микроконтроллеру, содержащему процессор, ПЗУ и ЭНОЗУ, позволяет осуществлять управление работой устройства в соответствии с широким спектром технологических программ, что расширяет функциональные возможности устройства.
Введение пульта управления оператора позволяет оперативно изменять параметры технологических режимов, что расширяет функциональные возможности устройства.
Введение блока ввода-вывода позволяет вести обмен данными с внешней ЭВМ, что дает возможность отслеживать изменения значений технологических параметров и оперативно их корректировать, а также загружать с внешней ЭВМ технологическую программу работы устройства, что в итоге расширяет функциональные возможности устройства.
Введение мультиплексора и подключение его к общей шине позволяет ограничиться одним аналого-цифровым преобразователем и позволяет повысить точность измерения. Наличие мультиплексора позволяет также измерять с помощью того же самого блока АЦП эталонные напряжения и использовать измеренные значения для коррекции ошибок аналого-цифрового преобразования. Кроме того, при замене аппаратной обработки сигналов, поступающих с блока датчиков, на программную обработку расширяются возможности осуществления цифровой фильтрации (сглаживания, накопления и т.д.) этих сигналов, что также расширяет функциональные возможности устройства.
Подключение блока усилителей-формирователей к общей шине микроконтроллера обеспечивает защиту от помех по силовой сети, так как позволяет осуществлять предварительную обработку сигнала синхронизации в микроконтроллере, что исключает ошибки в управлении углом отпирания тиристоров силового блока и, в итоге, позволяет обеспечить высокую стабильность заданных значений технологических параметров, а также защиту от аварийных режимов.
Введение блока пуска и подключение его через блок усилителей-формирователей и общую шину к микроконтроллеру обеспечивает возможность автоматического пуска и останова устройства в соответствии с заданным временным циклом работы, а также в случае аварийных режимов, за счет чего повышается безопасность, надежность и удобство работы устройства.
Введение блока эталонных напряжений и подключение его через мультиплексор к входу блока аналого-цифрового преобразования позволяет корректировать ошибки аналого-цифрового преобразования, что повышает точность измерения контролируемых параметров.
На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для питания гальванических ванн, на фиг. 2-5 приведены алгоритмы управляющей программы устройства.
Устройство для питания гальванических ванн содержит силовой блок 1, первые входы которого подключены к входным клеммам силового питающего напряжения через блок 2 пуска. Выходы силового блока 1 подключены к гальванической ванне 3, соединенной с одним из входов блока 4 датчиков, другие входы которого связаны с выходами силового блока 1. Выходы блока 4 датчиков через мультиплексор 5 подключены к аналоговому входу блока 6 аналого-цифрового преобразования (АЦП). Через общую шину 7 микроконтроллер 8 связан с управляющим входом мультиплексора 5, а также с блоком 6 АЦП, дисплеем 9, пультом 10 управления, блоком 11 ввода-вывода, таймером 12 и блоком 13 усилителей-формирователей. К первым входам силового блока 1 подключены входы блока 14 сетевой синхронизации. Первый выход блока 13 усилителей-формирователей соединен с вторым управляющим входом силового блока 1, а второй выход блока 13 соединен с управляющим входом блока 2 пуска. Микроконтроллер 8 включает в себя объединенные через общую шину 7 процессор 15, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 16 и энергонезависимое оперативное запоминающее устройство (ЭНОЗУ) 17. Выходы блока 18 эталонных напряжений подключены к соответствующим информационным входам мультиплексора 5. Выход блока 14 и выход таймера 12 подключены к первому и второму выходам прерывания процессора 15.
Силовой блок 1 представляет собой, например, трехфазный трансформатор 19, нагрузкой которого является тиристорный преобразователь 20, выполненный на основе двух мостовых схем Ларионова, включенных встречно. Выводы первичных обмоток трансформатора 19 являются первыми входами силового блока 1, а выходами последнего являются выходы тиристорного преобразователя 20.
Блок 2 пуска может содержать, например, реле 21, первые контакты 22 которого соединены со входными клеммами трехфазного силового питающего напряжения, а вторые контакты 23 являются выходами блока 2 пуска. Третий контакт 24 реле 21 через симистор 25 соединен с первым выводом обмотки реле 21, соединенным через кнопку "Пуск" с четвертым контактом 26 реле 21. При этом контакт 26 реле 21 непосредственно, а второй вывод обмотки реле 21 через последовательно соединенные кнопки "Стоп" и "Блокировка" подключены к клеммам питающего напряжения Uп реле 21.
Блок 4 датчиков может, например, включать в себя датчик 27 тока, датчик 28 напряжения и датчик 29 температуры. Датчик 27 тока может представлять собой включенный последовательно в выходную цепь силового блока 1 шунт 30 и усилительный каскад 31, входы которого соединены с соответствующими выводами шунта 30. Выходом датчика 27 тока является выход усилительного каскада 31. Датчик 28 напряжения представляет собой делитель напряжения, включенный на выходе силового блока 1 параллельно гальванической ванне 3. Датчик 29 температуры связан с гальванической ванной 3 и представляет собой, например, компенсационно-мостовой преобразователь.
Мультиплексор 5 может быть выполнен, например, на микросхеме К590КН3.
Блок 6 АЦП может, например, включать в себя не показанные на фигурах последовательно соединенные преобразователь аналогового сигнала в частоту следования импульсов и измеритель частоты следования импульсов, при этом преобразователь выполнен на микросхеме К1108ПП1. измеритель - на микросхеме К580ВВ53.
Дисплей 9 может представлять собой светодиодный индикатор АЛС 318.
Пульт 10 управления может представлять собой клавиатуру.
Блок 11 ввода-вывода может быть выполнен на основе схемы последовательного интерфейса К580ВВ51.
Таймер 12 может, например, представлять собой перепрограммируемый таймер на основе микросхемы К580ВВ53.
Блок 13 усилителей-формирователей может, например, включать в себя не показанные на фигурах регистры данных для записи кодов сигнала управления тиристорами силового блока 1 и регистр данных для записи кода сигнала управления симистором 25 блока 2 пуска, при этом выходы регистров, соединены с соответствующими силовыми ключами (на фигурах не показаны), имеющими трансформаторный выход для гальванической развязки. В качестве регистров могут быть использованы микросхемы К555ИР35, а в качестве силовых ключей - транзисторы КТ829. Выходы силовых ключей, связанных с регистрами данных для записи кодов сигнала управления тиристорами силового блока 1, являются первым выходом блока 13, а выход силового ключа, связанного с регистром данных для записи кодов сигнала управления симистором 25 блока 2 пуска, является вторым выходом блока 13.
Блок 14 сетевой синхронизации может быть выполнен на основе триггеров Шмидта, входы которых через гальваническую развязку подключены к первым входам силового блока 1.
Процессор 15 может, например, представлять собой микропроцессор Z80. ПЗУ 16 может быть выполнено на основе микросхемы К573РФ4. ЭНОЗУ 17 может быть выполнено на основе микросхемы К537РУ10.
Блок 18 эталонных напряжений может, например, представлять собой источник напряжения Uo, в качестве которого используется шина "ЗЕМЛЯ" устройства, и источник эталонного напряжения Uэт, в качестве которого используется стабилитрон.
Устройство работает следующим образом.
Перед началом работы, в зависимости от решаемой технологической задачи (микродуговое оксидирование, оксидирование металлов, осаждение металлов и сплавов и т.д.), составляется технологическая программа. Задаются параметры технологического процесса, такие как вид стабилизируемого параметра - ток, напряжение, температура и т. п. , задается диапазон рабочих значений этих параметров. Определяется вид технологического процесса - катодный, анодный или анодно-катодный, задаются длительности импульсов и пауз анодного, катодного или анодно-катодного процессов, длительность всего технологического цикла и требуемое количество операций в цикле, максимально допустимые значения технологических параметров.
В соответствии с технологической программой, составляется управляющая программа работы устройства (блок-схема алгоритма приведена на фиг. 2- 5), которая задает форму выходного сигнала силового блока 1 и временные диаграммы следования импульсов управления тиристорами силового блока 1 (значения углов зажигания тиристоров и очередность включения тиристоров); алгоритм цифровой фильтрации выходного сигнала блока 14 сетевой синхронизации; алгоритм коррекции сигналов управления тиристорами силового блока 1 в зависимости от результатов анализа измеренных значений сигналов с блока 4 датчиков, время реакции на возмущающее воздействие и точность поддержания стабилизируемого параметра; алгоритм цифровой фильтрации измеренных в АЦП 6 значений. Управляющая программа работы устройства записывается в ЭНОЗУ 16 с внешней ЭВМ через блок 11 ввода-вывода.
Установка рабочих значений параметров технологического процесса может осуществляться с пульта 10 оператора или с внешней ЭВМ через блок ввода-вывода 11 как перед запуском технологического процесса, так и во время его протекания. При этом устанавливаются: вид стабилизируемого параметра, численные значения стабилизируемого параметра для анодного, катодного или анодно-катодного процессов, длительности этих процессов и длительность всего рабочего цикла, а также максимально допустимые значения величин и требуемое количество операций в цикле.
Работу устройства рассмотрим на примере управляющей программы, составленной для технологического процесса микродугового оксидирования. Управляющая программа состоит из основной программы, алгоритм которой приведен на фигурах 2, 3, и двух подпрограмм, приведенных на фиг. 4 и фиг. 5. Подпрограмма обработки прерывания от блока 14 сетевой синхронизации приведена на фиг.4, а подпрограмма обработки прерывания от таймера 12 приведена на фиг. 5.
При включении электропитания микроконтроллер 8 в соответствии с программой загрузки, хранящейся в ПЗУ 16, производит тестирование и инициализацию блоков 5-18, после чего управляющая программа загружается в ЭНОЗУ 17. Процесс загрузки управляющей программы может производиться двояко.
Во-первых, если ранее управляющая программа не загружалась, то при первой подаче электропитания микроконтроллер 8 загружает управляющую программу с внешней ЭВМ в ЭНОЗУ 17 через блок 11 ввода-вывода. После того, как управляющая программа загружена в ЭНОЗУ 17, при каждой последующей подаче электропитания будет запускаться сначала программа загрузки, хранящаяся в ПЗУ 16, а после ее выполнения - хранящаяся в ЭНОЗУ 17 управляющая программа.
Во-вторых, если управляющая программа ранее уже загружалась в ЭНОЗУ 17 и требуется загрузить новую управляющую программу, то перед подачей электропитания необходимо одновременно нажать кнопки "1" и "7" на пульте 10 управления и удерживать их до момента появления на дисплее 9 индикации состояния загрузки через блок 11 ввода-вывода. При этом согласно программе загрузки анализируется состояние кнопок "1", "7" и производится принудительная загрузка новой управляющей программы в ЭНОЗУ 17.
В соответствии с управляющей программой, хранящейся в ЭНОЗУ 17, микроконтроллер 8 производит дополнительное тестирование и инициализацию блоков 5-18, а также программирование больших интегральных схем блоков 6, 9, 11, 12, 13, после чего, согласно основной программе, алгоритм которой приведен на фигурах 2, 3, запускается один из режимов работы устройства - "РАБОТА", "РЕДАКТОР" или "АВТОМАТ". В режиме "РЕДАКТОР" устройство позволяет устанавливать технологические параметры и переходить в один из режимов "РАБОТА" или "АВТОМАТ". В режиме "РАБОТА" производится однократное выполнение технологического процесса с ранее установленными параметрами, после чего по команде микроконтроллера 8 устройство переходит в режим "РЕДАКТОР".
В режиме "АВТОМАТ" происходит циклическое выполнение режима "РАБОТА" без выхода в режим "РЕДАКТОР". Выход из режима "АВТОМАТ" возможен только при нажатии соответствующей кнопки на пульте 10 управления. При включении-выключении электропитания режим "АВТОМАТ" не сбрасывается. Режим "АВТОМАТ" используется для автоматического запуска технологического процесса при подаче силового напряжения на блок 1, т.е. при нажатии кнопки "ПУСК" в блоке 2. Отключение силового напряжения производится автоматически, и после паузы устройство готово к новому циклу работы, при этом не требуется нажимать кнопки пульта 10 управления.
После подачи трехфазного силового питающего напряжения на входные клеммы устройства по нажатию кнопки "ПУСК" блока 2 срабатывает реле 21 и трехфазное силовое питающее напряжение поступает на силовой блок 1 и на блок 14 сетевой синхронизации. Блок 14 при этом вырабатывает импульсы синхронизации, которые поступают на первый вход прерывания процессора 15. По сигналу прерывания запускается подпрограмма, приведенная на фиг.4, при этом процессор 15 считывает из таймера 12, работающего в счетном режиме, число, которое после предварительной обработки соответствует длительности текущего интервала между импульсами синхронизации. После считывания этого числа процессор 15 подготавливает таймер 12 для нового измерения. Если считанное из таймера 12 число соответствует заданному значению, хранящемуся в ЭНОЗУ 17, и при этом установлен режим "АВТОМАТ" нажатием соответствующей кнопки пульта 10 управления, то по команде микроконтроллера 8 код сигнала управления симистором 25 поступает из ЭНОЗУ 17 на соответствующий вход блока 13 усилителей-формирователей. Блок 13 вырабатывает сигнал управления симистором 25. Этот сигнал поступает на управляющий вход блока 2 пуска, симистор 25 отпирается и шунтирует кнопку "ПУСК".
После чего начинают формироваться сигналы управления тиристорами, соответствующие заданным значениям угла зажигания тиристоров. Заданные значения угла зажигания тиристоров формируются в соответствии с подпрограммой, фиг.4. Микроконтроллер 8 по сигналу прерывания от блока 14 синхронизации считывает из таймера 12 число, соответствующее длительности текущего интервала между импульсами синхронизации, и анализирует считанное число. Если считанное из таймера 12 число соответствует заданному значению, хранящемуся в ЭНОЗУ 17, то микроконтроллер 8 заносит в таймер 12 число, соответствующее заданному углу зажигания тиристоров силового блока 1. Когда таймер 12 отсчитает это число, он посылает сигнал прерывания процессору 15. Согласно подпрограмме прерывания от таймера, приведенной на фиг. 5, микроконтроллер 8 вычисляет время прихода следующего прерывания от таймера 12 и заносит вычисленное значение в таймер 12. Микроконтроллер 8 также считывает с выхода блока 6 АЦП измеренные значения контролируемого параметра и сохраняет их для последующей обработки измеренного значения. Если длительность интервала между синхроимпульсами находится в заданном диапазоне величин, то коды сигналов управления тиристорами блока 1, хранящиеся в ЭНОЗУ 17, поступают через общую шину 7 на соответствующий вход блока 13 усилителей-формирователей и блок 13 вырабатывает сигналы управления тиристорами блока 1. Эти сигналы поступают на управляющий вход блока 1 и включают соответствующие тиристоры. Если измеренный интервал между импульсами синхронизации не соответствует заданному значению, то таймер 12 продолжает отсчитывать число, соответствующее углу зажигания, от предыдущего синхронизирующего импульса и по получении прерывания от таймера 12 процессор 15 включает тиристоры блока 1 вышеописанным образом. В результате формируется выходной сигнал силового блока 1 в соответствии с технологической программой, в которой задается закон изменения тока, напряжения, мощности, длительности импульсов и пауз, полярность и т.д. , а также их сочетания.
Для стабилизации параметров выходного сигнала силового блока 1 проводятся измерения текущих значений контролируемого параметра, например, выходного тока. Результаты измерений сравниваются с заданным значением. В случае необходимости коррекции изменяется угол зажигания тиристоров силового блока 1.
Измеренные текущие значения параметров поступают на дисплей 9 для визуального контроля. Измерение текущих значений контролируемых величин проводится следующим образом. Аналоговые сигналы измеряемых величин с выходов датчиков 27, 28, 29 поступают на мультиплексор 5. Мультиплексор 5 по команде процессора 15 поочередно опрашивает выходы датчиков 27, 28, 29. Переключение мультиплексора 5 производится согласно подпрограмме обработки прерывания от таймера 12 (фиг. 5) перед каждым включением тиристоров силового блока 1. В паузах между импульсами тока на нагрузке силового блока 1 измеряются значения напряжений Uo и Uэт, поступающих с выхода блока 18 эталонных напряжений на вход блока 6 АЦП через мультиплексор 5, для коррекции ошибок блока 6 АЦП путем последующей цифровой фильтрации, которая производится микроконтроллером 8 по управляющей программе. Микроконтроллер 8 считывает через общую шину 7 с выхода блока 6 АЦП оцифрованные значения и производит их цифровую фильтрацию по алгоритму, хранящемуся в ЭНОЗУ 16.
Процесс аналого-цифрового преобразования в блоке 6 производится в два этапа: сначала входной аналоговый сигнал преобразуется в частоту следования импульсов и через оптронную развязку подается на счетчик импульсов. Перед каждым включением тиристоров силового блока 1 значения счетчика считываются, после чего последний сбрасывается в исходное состояние и готов к следующему измерению. Одновременно по команде процессора 15 мультиплексор 5 опрашивает следующий датчик блока 4.
По окончании технологического цикла работы процессор 15 выдает код из ЭНОЗУ 17 в блок 13 усилителей формирователей, в результате чего производится запрет работы тиристоров силового блока 1, а также производится запирание симистора 25. С кнопки "ПУСК" снимается блокировка симистором 25 и реле 21 размыкает силовые контакты. Напряжение отключается от силового блока 1.
В случае превышения одним из контролируемых параметров максимально допустимого значения устройство переходит в режим аварийного завершения технологического процесса, при этом отключение питания силового блока 1 производится вышеописанным образом, а достигнутое числовое значение контролируемого параметра индицируется на дисплее 9.
Кнопки "СТОП" и "БЛОКИРОВКА" блока 2 пуска позволяют дистанционно отключать силовое питание, при этом кнопка "БЛОКИРОВКА" необходима для защиты персонала от несчастных случаев, например, от попадания в огражденную зону вокруг ванны 3 и т.п.
Пульт 10 управления периодически опрашивается микроконтроллером 8 в соответствии с управляющей программой, что позволяет менять как режимы работы, так и численные значения технологических параметров с пульта 10 управления, значения которых сохраняются в ЭНОЗУ 17. Хранение этих значений в ЭНОЗУ 17 исключает необходимость их повторного ввода при каждом включении электропитания. Возможность оперативной смены через пульт 10 управления значений технологических параметров позволяет существенно сократить временные затраты на отработку технологического цикла и увеличить качество и разнообразие получаемых покрытий.
Ниже приведен пример реализации с помощью предлагаемого устройства технологического процесса микродугового оксидирования, включающего три операции.
Первая операция представляет собой анодный процесс без пауз, длительностью одна минута при стабилизации по току 10 ампер. Вторая операция представляет собой анодно-катодный процесс общей длительностью семь минут с параметрами - 20 мс анодный режим при стабилизации по току 10 ампер, 20 мс пауза между анодным и катодным процессом, 20 мс катодный процесс при стабилизации по току 5 ампер, 10 мс пауза между катодным и анодным процессом. Третья операция представляет собой анодный процесс общей длительностью одна минута с параметрами - 20 мс анодный режим при стабилизации по напряжению 300 вольт и 10 мс пауза.
Устройство за первую минуту обеспечивает достижение режима микродугового оксидирования, последующие семь минут формирует покрытие с заданными свойствами путем микродугового оксидирования, а на последней минуте обеспечивает режим с помощью которого уменьшается пористость покрытия. Все режимы выполняются последовательно, и каждый следующий начинает работу от достигнутых - величин предыдущей операции, что обеспечивает непрерывность технологического процесса и позволяет получать высококачественные покрытия.
Таким образом, предлагаемое устройство обладает широкими функциональными возможностями, позволяет расширить набор технологических параметров и диапазоны их изменения, повысить точность поддержания этих параметров и, следовательно, получать высококачественные покрытия различных видов и свойств. Кроме того, устройство обладает повышенной надежностью, безопасностью и удобством работы.
Формула изобретения: 1. Устройство для питания гальванических ванн, содержащее дисплей, силовой блок, входные клеммы силового питающего напряжения, блок сетевой синхронизации, входы которого соединены с первыми входами силового блока, таймер, блок усилителей-формирователей, первый выход которого подсоединен ко второму управляющему входу силового блока, блок аналого-цифрового преобразования, блок датчиков, входы которого соединены с выходами силового блока, и микроконтроллер, соединенный с блоком аналого-цифрового преобразования и таймером, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит пульт управления, блок ввода-вывода, блок пуска и мультиплексор, а микроконтроллер включает в себя процессор, постоянное запоминающее устройство и энергонезависимое оперативное запоминающее устройство, объединенные общей шиной с таймером, дисплеем, пультом управления, блоком ввода-вывода, блоком аналого-цифрового преобразования и блоком усилителей-формирователей, при этом первые входы силового блока соединены с входными клеммами силового питающего напряжения через блок пуска, управляющий вход блока пуска соединен со вторым выходом блока усилителей-формирователей, выходы блока синхронизации и таймера подсоединены к первому и второму входам прерывания процессора соответственно, а выходы блока датчиков соединены с аналоговым входом блока аналого-цифрового преобразования через мультиплексор, управляющий вход которого подсоединен к микроконтроллеру через общую шину.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит блок эталонных напряжений, подсоединенный к соответствующим входам мультиплексора.