- •2 Дугове зварювання .......................................................................... 109
- •3 Електрошлакове зварювання ........................................... 231
- •4 Електронно-променеве зварювання ................................................... 296
- •6 Гнучка автоматизація і промислові роботи .................................. 507
- •1 Елементи теорії автоматичного регулювання
- •1.1 Загальні поняття і визначення
- •1.1.1 Основні властивості регульованого
- •1.2 Передавальні функції і частотні характерстіки
- •1.2.1 Передавальні функції
- •1.2.2 Амплітудно – фазові характеристики
- •1.3 Динамічні ланки систем автоматичного регулювання
- •1.3.1 Підсилювальна ланка
- •1.3.2 Стійка аперіодична ланка першого порядку
- •1.3.3 Нестійка аперіодична ланка першого порядку
- •1.3.4 Стійка коливальна ланка
- •1.3.5 Диференціююча ланка першого порядку
- •1.3.6 Інтегруюча ланка
- •1.3.7 Ланка запізнення
- •1.4 Стійкість автоматичних систем керування Поняття про стійкість систем автоматичного регулювання
- •1.4.1 Критерій стійкості Гурвіца
- •1.4.2 Критерій Найквіста-Михайлова
- •1.4.3 Елементи аналізу якості процесу регулювання
- •1.5 Загальні питання автоматизації зварювальних процесів і установок
- •1.5.1 Автоматизація зварювальних процесів і комплексна автоматизація зварювального виробництва
- •1.5.2 Об'єкти автоматичного керування при зварюванні
- •1.5.3 Системи керування варювальними процесами і установками
- •1.5.4 Технічні засоби систем автоматичного керування
- •2 Дугове зварювання
- •2.1. Характеристика об'єкта керування
- •2.2 Програмне керування зварювальними циклами
- •2.3 Автоматичні регулятори напруги і струму дуги
- •2.4. Системи автоматичного регулювання вильоту електрода
- •2.5 Основи методики вибору автоматичних регуляторів дуги за заданими показниками якості зварного шва
- •2.6 Керування плавленням і перенесенням електродного металу
- •2.7 Керування параметрами поперечного перерізу швів
- •2.8 Системи магнітного керування формуванням і кристалізацією зварних швів
- •2.9 Автоматизація керування положенням зварювального пальника при зварюванні і наплавленні
- •2.10 Універсальні та спеціалізовані зварювальні автомати
- •2.11 Автоматизовані складально-зварювальні установки і верстати
- •— Кондуктор «супутник»;
- •— Обертач
- •3 Електрошлакове зварювання
- •3.1 Електрошлаковий процес як об'єкт керування. Класифікація систем автоматичного регулювання
- •3.2. Системи регулювання струму і напруги
- •3.3 Регулювання рівнів металевої та шлакової ванн
- •3.4 Дозування компонента шлаку при електрошлаковому зварюванні протяжних швів
- •3.5 Основні тенденції розвитку сак ешз
- •3.6 Автоматизовані системи керування технологічним процесом електрошлакового зварювання
- •4 Електронно-променеве зварювання
- •4.1 Характеристика об'єкта керування
- •4.2 Вимоги до властивостей локальних регуляторів параметрів режиму
- •4.3 Локальні регулятори параметрів режиму
- •4.4 Програмне керування параметрами режиму епз
- •4.5 Автоматичне керування якістю зварного шва
- •4.6 Системи наведення і автоматичного напрямлення електронного променя по стику зварюваних кромок
- •4.7 Застосування еом для керування процесом епз
- •5 Керування процесами контактного зварювання і зварювання тиском
- •5.1 Контактне точкове (шовне) зварювання як об'єкт автоматичного керування
- •5.2 Типові структури та основні пристрої систем автоматичного керування процесом 1 машинами точкового і шовного зварювання
- •5.3 Типові регулятори циклів зварювання
- •5.4 Автоматичне регулювання параметрів точкового та шовного зварювання
- •5.5 Контроль і керування процесами зварювання за математичними моделями
- •5.6 Інформаційно-вимірювальні та діагностичні системи
- •5.7 Системи керування процесами точкового і шовного зварювання на однокристальних мікроЕом
- •5.8 Особливості автоматичного керування контактним мікрозварюванням
- •5.9 Керування контактним стиковим зварюванням
- •5.10 Автоматизація процесів термообробки з'єднань при стиковому контактному зварюванні
- •5.11 Автоматизація дифузійно–вакуумного зварювання
- •5.12 Автоматизація процесів високочастотного зварювання
- •5.13 Автоматизація зварювання тертям
- •6 Гнучка автоматизація і промислові роботи
- •6.1 Суть, методи і засоби гнучкої автоматизації зварювального виробництва
- •6.2 Маніпулятори зварювального інструменту і виробу з програмним керуванням
- •6.3 Числове програмне керування (чпк) складально-зварювальним устаткуванням і зварювальними роботами
- •Перелік використаних джерел
- •Додатки
1.5.4 Технічні засоби систем автоматичного керування
Структура сучасних САК містить: вимірювальні перетворювачі параметрів процесу; задатчики і органи оперативного керування: пристрої відображення інформації; пристрої переробки інформації і формування керуючих дій; підсилювачі і виконавчі пристрої.
Найважливішими елементами автоматичних систем є вимірювальні перетворювачі регульованих і контрольованих параметрів. Вимірювальний перетворювач (ВП) — це засіб вимірювання, який забезпечує перетворення якоїсь вимірювальної фізичної величини у вихідний сигнал (як правило, електричний), зручний для дальшої обробки, передавання і зберігання. Розрізняють первинні вимірювальні перетворювачі (датчики) і вторинні вимірювальні перетворю-вачі. Вимірювана величина надходить на вхід первинного перетворювача. Для дальшого перетворення його вихідного сигналу у вид, зручний для відображення, передавання, регулювання чи введення до ЕОМ, використовуються вторинні вимірювальні перетворювачі.
Зварювальні установки характеризуються значною кількістю контрольованих параметрів. Найважливішими з них є електричний струм, напруга, швидкість переміщення зварювального інструменту, виробу і електродного дроту, тиск і витрата захисних і плазмоутворюючих газів, зусилля стиснення зварювальних електродів (при зварюванні тиском). Для того щоб регулювати і централізовано контролювати ці величини, цілком достатня точність вимірювання близько 1 %.
За характером вимірювання в часі контрольовані сигнали бувають сталими і змінними, випадковими і невипадковими (детермінованими, і квазідетермінованими).
Випадковим називається сигнал, значення якого в кожний момент часу є випадковою величиною. Типовим прикладом такого сигналу є зварювальний струм при контактному зварюванні оплавленням, (рисунок 1.46, а). Сигнали з відомою закономірністю зміни в часі, але невідомими значеннями параметрів, називаються квазідетермінованими. Прикладами таких сигналів є струм і напруга при дуговому зварюванні з короткими замиканнями (рисунок 1.46, б). Тут амплітуда і тривалість струму імпульсів короткого замикання тривалість горіння дуги є випадковими величинами.
а
— зварювальний струм під час контактного
зварювання оплавленням; б
- напруга
і струм дуги під час зварювання у
середовищі вуглекислого газу; в
- модульований
струм під час контактного точкового
зварювання
Рисунок 1.46 – Закони зміни електричних величин під час зварювання
Детермінованим, наприклад, є модульований струм при контактному точковому зварюванні у випадку його автоматичної стабілізації (рисунок 1.46, в). Вичерпну
інформацію про будь-який сигнал дає фіксація всіх його миттєвих значень, однак на практиці зручніше характеризувати сигнал обмеженою кількістю узагальнених параметрів. Для детермінованих сигналів це амплітудні значення, швидкість змінюваності і тривалості інтервалів періодичної змінюваності; квазідетерміновані і випадкові сигнали описуються статистичними параметрами: щільністю ймовірності, функціями розподілу, математичним сподіванням (середнім значенням), дисперсією, автокореляційною функцією та ін. Найчастіше використовуються середні і середньоквадратичні (діючі, ефективні) значення сигналів:
(1.99)
(1.100)
де х (t) — значення вимірюваного сигналу в момент часу t; Т — інтервал усереднення (вимірювання). Окрім утиснення інформації, усереднення дає змогу зменшити вплив випадкових перешкод на результати вимірювань.
З урахуванням розглянутих закономірностей змінюваності контрольованих параметрів і їхніх описів повинні розроблятися вимірювальні перетворювачі і датчики. Нижче розглядаються ті з них, які найбільш перспективні для використання в сучасних САК зварювальними установками.
Датчики струму. У зварювальній техніці діапазон вимірювання струмів становить від одиниць міліампер (електронно-променеве зварювання) до сотень кілоампер (контактне зварювання). Найпростішими і найпоширенішими датчиками струму є резисторні вимірювальні перетворювачі і, зокрема, шунти. Останні випускаються на діапазон струмів 0,5 А — 10 кА і нормовані за вихідною напругою 30; 50; 75; 100 і 150 мВ. Найбільш поширені шунти на 75 мВ. Через значний вплив власної індуктивності, скін-ефекту і наведення на вимірювальний контур шунти використовуються здебільшого для вимірювання постійного струму.
Для вимірювання змінного струму найзручнішими є трансформатори струму (ТС). На діапазон струмів від 0,5 А — 10 кА випускаються вимірювальні ТС 50 Гц, у виняткових випадках 350—2400 Гц. Вихідний струм уніфікований і становить 5 А при номінальному навантаженні 5—50 В • А. Щоб дістати вихідний сигнал у вигляді напруги, трансформатор ТС слід навантажити активним опором.
Таблиця 1.1
Тип датчика |
Діапазон вимірюваного струму |
RBХ, кОм |
UBИХ, В |
Розміри, мм |
Маса, г |
ДИД-50 ДИД-100 ДИД-200 ДИД-750 |
0—50 0—100 0—200 0—750 |
20 20 20 5 |
1 1 2 7,5 |
75×50×30 75×50×30 Ø 60×35 Ø 80×40 |
70 70 130 130 |
Примітка. Діапазон робочих температур—10...+80°С. Похибка 1 %.Споживана потужність 2 Вт. Діапазон відтворюваних частот 0—50 кГц.
Клас точності ТС не зміниться, якщо навантаження не буде перевищувати допустимі рівні 5 — 50 В•А. При такому навантаженні максимальний рівень здобутої вихідної напруги може становити 1 —10 В.
Вимірювання струмів понад 1 кА (контактне зварювання) провадиться за допомогою пояса Роговського, вихідна напруга якого пропорційна швидкості змінюваності контрольованого струму. Оскільки тривалість протікання струму при контактному зварюванні невелика, інтегрувати вихідний сигнал пояса Роговського неважко [6]. На цій основі створені високоточні кілоамперметри для основних типів машин контактного зварювання (змінного і постійного струму, конденсаторних і низькочастотних).
Перспективними є гальванометричні перетворювачі, які використовують ефект Холла. Сучасні датчики Холла мають робочий діапазон температур —60...+60°С, що дає змогу широко використовувати їх у вимірювальній техніці. На рисунку 1.47 зображена схема використання датчиків Холла. Магнітне поле струму, який протікає через провідник 1, діє на датчик Холла 4, вміщений у зазор магнітопровода 2, який охоплює провідник 1. На виводах 3 виникає ЕРС, пропорційна напруженості магнітного поля. Підсилювач перетворює цю ншругу в струм через обмотку 5, магнітне поле якої компенсує магнітне поле вимірюваного струму. Завдяки глибокому негативному зворотному зв'язку через транзистори VT1, VT2, струм I2 у вимірювальному контурі пропорційний вимірюваному струму I1. Діапазон вимірів струмів — від одиниці ампер до десятків кілоампер. Смуга пропускання — до 100 кГц. Перетворювачі забезпечують міцність ізоляції силового і вимірювального кіл у кілька кіловольт, мають малі габаритні розміри. В таблиці 1.1 наведені характеристики сучасних гальванометричних перетворювачів струму, електроніка яких разом із датчиком Холла виконана у вигляді гібридної інтегральної мікросхеми.
Датчики напруги. Як датчики напруги звичайно використовуються резисторні подільники напруги. Для високоточних вимірювань застосовуються промислові подільники, що мають гарантовану похибку. Вони випускаються на діапазон напруг 1—103 В із коефіцієнтом поділки 1 : 10 — 1 : 10 000.
Д
Рисунок
1.47
–
Вимірювальний перетворювач
струму з датчиком Холла
Рисунок
1.48
–
Високовольтний подільник
напруги
Для
вимірювання напруги в колах змінного
струму застосовують
вимірювальні трансформатори напруги
(ТН). Вони випускаються на діапазон
напруг 100 В — 15 кВ. Вторинна напруга
уніфікована значеннями
100; 100/
;
100/3; 150 В. Перевагою ТН перед резисторними
подільниками напруги є гальванічна
розв'язка вхідних і вихідних
кіл.
Датчики швидкості. Діапазон швидкостей зварювання становить 12—120 м/год для дугового і 3600 м/год для високочастотного зварювання, а швидкість подавання електродного дроту — 80...960 м/год. Як правило, про швидкість зварювання (подавання електродного дроту) судять із швидкості обертання вала двигуна. В найпростішому випадку датчиком швидкості є тахометричний міст або просто напруга на якорі електродвигуна відповідного привода. Для точніших вимірювань використовуються тахогенератори, механічно з'єднані з валом двигуна. Промисловістю випускається широка номенклатура тахогенераторів постійного і змінного струму для типових швидкостей двигунів 1000—10000 об/хв. Вони генерують напругу, пропорційну кутовій швидкості обертання. Недоліком розглянутих способів вимірювання швидкості є потреба урахування помилки вимірювання через просковзування електродного дроту в подавальних роликах. Для високоточного вимірювання швидкостей зварювання і подавання дроту використовуються імпульсні датчики, які перетворюють кут оберту вала в число імпульсів. Рисунок 1.49, а, пояснює принцип роботи фотоелектричного імпульсного датчика переміщення (швидкості). Він містить два джерела світла (світлодіоди 1, 2), два фотоприймача (фотодіоди 4, 5), кодуючий пристрій (модуляційний диск 3), підсилювачі — формувачі 6 струму фотодіодів. Перед кожним із фотодіодів установлено лічильні щілини, центри яких просторово зміщені один відносно одного на 1/4 кроку. При обертанні вала датчика модуляційний диск забезпечує почергове перекривання світлового потоку від випромінювачів на фотодіоди. На виході підсилювачів — формувачів фотоприймачів з'являються імпульси а і b (рисунок 1.49, б), зсунуті один відносно одного на 90°. Залежно від кількості прорізів на модуляційному диску датчик забезпечує від 250 до 2500 імпульсів за один оберт вала. Схема обробки
імпульсів (рисунок 1.49, в) вчетверо збільшує їхнє число, нормує за тривалістю і визначає напрям обертання. На виходах «вперед» і «назад» з'являються відповідні сигнали В і Н згідно із залежностями:
а — схема датчика; б — вихідні сигнали до і після обробки; в — схема обробки
Рисунок 1.49 – Імпульсний датчик кута повороту (кутової швидкості):
Тут а', b' а', b' — продиференційований передній фронт імпульсів а, b, а, b.
Кількість імпульсів В або Н визначає переміщення, а число їх за одиницю часу — швидкість переміщення.
Датчики тиску і витрат захисних і плазмоутворюючих газів. У датчиках тиску механічні переміщення центра мембрани або кінця трубки Бурдона перетворюються в поворот
повзуна потенціометра (реостатні датчики МДД), зміну ємності (ємнісні датчики ЄПД, ДСЕ), зміну опору (п'єзорезистивні ДДЕ, тензорезистивні ДПВ), зміну взаємної індуктивності (МЕД). Ці величини перетворюються вторинними перетворювачами в уніфікований сигнал постійного струму або код.
Витрати захисного плазмоутворюючого газу для зварювання і різання залежно від продуктивності устаткування перебувають в таких діапазонах: 12—60; 60—300; 180—900; 600—3000 л/год. Для порівняно низьких витрат промисловість випускає теплові масові витратоміри типу ДРГ-3, ИРГ-110. Аналогічні теплові витратоміри входять до складу регуляторів витрат газу типу (РРГ). Принцип роботи теплового перетворювача масових витрат газу пояснює рисунок 1.50. Газ 1 проходить через тонкостінну трубку 2, на яку намотано два теплоприймачі — дротяні терморезистори R1, R2 і нагрівач З із ніхрому. При відсутності витрат газу обидва терморезистори мають однакові опори. При русі потоку газу відбуваються охолодження терморезистора R1 і додаткове нагрівання R2. Різниця цих опорів, пропорційна швидкості (витратам) газу, перетворюється вторинним перетворювачем у напругу до 10 В. Похибка датчика становить 1,5 % при інерційності вимірювання 60—75 с. Для різних газів і сумішей датчики вимагають індивідуального градуювання. Спеціальні датчики, які використовують у зварювальних установках для контролю і керування зварювальними процесами, розглянуто в гл. 2—6.
Вторинні вимірювальні перетворювачі. Загальнопромислові вторинні вимірювальні перетворювачі здійснюють перетворення вхідних сигналів датчиків в уніфіковані сигнали, їхню попередню математичну обробку і гальванічну розв'язку вихідних і вхідних кіл. Найпоширеніші вимірювальні перетворювачі типу Е 824— Е 831. Вони
здійснюють перетворення змінного і постійного струму, частоти, активної і реактивної потужності трифазного струму в уніфікований сигнал постійного струму 0—5 мА при опорі навантаження від 0 до 3 кОм. Аналогічні функції виконують перетворювачі типу Е 7010—Е 7036. їхня відмінність полягає у рівні вихідного сигналу, що становить 0—10 В при опорі навантаження 2—100 кОм.
П
еретворювачі
Е 817—Е 821 здійснюють множення, піднесення
до
степеня, добування квадратного кореня
і логарифмування постійних
струмів і напруг.
Рисунок 1.50 – Тепловий датчик витрат газу
Рисунок 1.51 – Функціональна схема
інформаційно-вимірювальної системи
Завдяки метрологічній атестації ці перетворювачі використовуються здебільшого в інформаційно-вимірювальних системах. Ці системи використовуються для комплексного контролю технологічних параметрів зварювальних установок. Типова функціональна схема інформаційно-вимірювальної системи наведена на рисунку 1.51.
Контрольовані змінні перетворюються датчиками 1 і вимірювальними перетворювачами 2 в уніфіковані сигнали.
Комутатор 3 почергово підключає їх до аналого-цифрового перетворювача 4. Коди, відповідні значенню вимірювальних змінних, уводяться у мікропроцесор 5, що здійснює їхню цифрову обробку. Ця обробка включає визначення параметрів змінних, наприклад тривалості коротких замикань, амплітуди імпульсів та ін., обчислення середніх або діючих значень, потужності, енергії, ККД, порівняння з пороговими значеннями. Перетворена інформація виводиться на цифрові дисплеїв, цифродрук 7 і дефектовідзначувач 8.
Прикладом розглянутої системи є система СК-150. Ця система обслуговує від 1 до 7 аналогових датчиків, здійснює допусковий контроль, обробляє інформацію, що надходить, відповідно з вибраною математичною моделлю з метою прогнозування стану процесу, фіксує за допомогою дефектовідзначувача місця на виробі, відповідні неприпустимим відхиленням параметрів режиму, видає на цифродрук результати вимірювань і обчислень. Для поточного контролю електричних параметрів ручного дугового зварювання випускається контроль-тренажер ХК-5000. Він вимірює середнє значення тривалості коротких замикань, діючі значення напруги і струму дуги і здійснює допусковий контроль. Інформація виводиться на дисплей і цифродрук.
Складніші функції виконує аналізатор зварювальних процесів АЗП-2. Він обчислює поточні значення струму і напруги дуги, характеристик коротких замикань, середні і діючі значення вимірюваних параметрів, їхні гістограми і коефіцієнти варіацій. Інформація виводиться на цифрове табло, дисплей або цифродрукуючий пристрій. Частота вимірювання миттєвих значень 100 Гц — 20 кГц, тривалість контрольованого процесу 20—40 с, загальний час від початку вимірювання до закінчення виведення результатів 50—60 с.
Таблиця 1.2
Тип контролера |
МікроЕОМ, мікропроцесор |
Кількість дискретних входів |
Параметри дискретних входів |
«Оріон 1» |
«Електроніка 60М», 15ВМ-16-012 |
48 |
«1»: 4—5 В «0»: 0—0,8 В |
«Оріон-3» БУ-ЗБ |
«Електроніка 60М», 15ВМ-16-007 |
96 |
_ |
«Оріон-4» |
«Електроніка 1201-02» |
0—128 |
— |
МС 9505 |
«Електроніка МС2718» |
32 |
«1»: 24±4,8 В «0»: 0—2,4 В |
УТК6А |
К1816ВЕ35 |
8 |
«1»: 2,4 В «0»: 0,4 В |
«Реміконт Р-100» |
КР580ВМ80А |
16—126 |
— |
СМ1810 |
К1810ВМ86 |
44 |
«1»: 6, 12, 24, 48 В «0»: 0...20% |
Для автоматичного керування зварювальними процесами загальнопромислові вимірювальні перетворювачі мало придатні внаслідок їхньої значної інерційності. Так, час встановлення вихідного сигналу при стрибкоподібному зміненні вхідного становить 1,5 с. Уведення значної інерційності в контур керування підвищує порядок системи регулювання, що значно збільшує складності із забезпеченням її стійкості, знижує швидкодію і статичну точність. Тому на практиці для керування використовуються спеціальні швидкодіючі вторинні вимірювальні перетворювачі.
Основою сучасних САК є пристрої обробки інформації і формування керуючих дій. Для розв'язування цих завдань широкого поширення набули універсальні програмовані цифрові контролери (ПК). Умовно їх можна поділити на два класи:
Програмовані логічні контролери (ПЛК), які реалізують логічні функції, і призначені для керування послідовністю технологічного циклу. ПЛК керують пристроями дискретної дії. Вони працюють у циклічному режимі, послідовно виконуючи операції введення даних
Таблиця 1.3
Кількість дискретних виходів |
Параметри дискретних виходів |
Кількість аналогових входів |
Параметри аналогових входів |
Кількість аналогових. виходів |
Параметри аналогових виходів |
Габаритні розміри, мм |
48 |
= 30 В; 0,7 А |
8 |
0—10 В |
4 |
0—10 В |
595×266×483 |
96 |
— |
16 |
— |
16 |
— |
580×266×483 |
0—128 |
— |
22 |
— |
16 |
— |
580×266×483 |
32 |
=24 В 0,7А; РЗС-55 А |
32×1; 16×2 |
±5 В; ±10 В |
8×2 16×1 |
±5 В; 5 мА |
483×177×433 |
16 |
=30 В; 0,1 А |
16 |
0—10 В |
2 |
0—10 В |
30×262×245 |
16—126 |
5 В; 0,1 А |
16—64 |
0-10 В; 0—5 мА |
8—64 |
— |
— |
16 |
48 В; 0,2 А |
16×1; 8×2 |
±5 В |
16×1; 8×2 |
0-10 В 5 мА |
— |
про стан об'єкта керування, обробки даних і формування сигналів керування, видавання сигналів керування на виконавчі пристрої. Вихідні сигнали керування формуються на основі значень логічних функцій, обчислюваних за програмою, яка зберігається у ПЗП. Контролери мають владнані, програмно організовані таймери і лічильники. За допомогою їх реалізуються всілякі затримки, цикли керування та ін. Контролери звичайно програмуються на спеціалізованій спрощеній мові або просто у символах релейно-контактних схем, звичних для розроблювачів релейної апаратури. В таблиці 1.3 наведено параметри основних програмованих логічних контролерів. Застосування їх особливо доцільне при розробці одиничних екземплярів складних зварювальних установок, що дає змогу скоротити терміни проектування і виготовлення.
Програмовані регулюючі контролери (ПРК), які призначені для керування аналоговими параметрами технологічного процесу. ПРК водночас реалізують також і функції логічного керування дискретними механізмами. До складу ПРК, окрім процесора, входять багатоканальні АЦП і ЦАП, ПЗП, у якому записані програми, які реалізують різні алгоритми регулювання. В таблиці 1.4 наведено дані загально-промислових регулюючих контролерів і керуючих ЕОМ, які фактично виконують ті самі функції.
Контролери «Орион», МС9505, КТК6А виконані у вигляді владнуваних в технологічний об'єкт керування блоків.
Система «Реміконт Р-100» призначена для керування складними технологічними об'єктами. Для підвищення надійності вона оснащена системою самодіагностики, 100 %-м резервуванням пам'яті або всієї системи. Широка бібліотека програм стандартних алгоритмів аналогового та імпульсного регулювання дає змогу реалізувати системи автоматичного керування технологічними процесами практично будь-якої складності.
Таблиця 1.4
Тип контролера |
Мікропроцесорний набір, що використовується |
Кількість гальванічно роз'єднаних дискретних входів — виходів |
Навантажувальна здатність модулів виходу |
Габаритні розміри, мм |
ПК64 |
|
64 |
~110 В ~110 В =24 В |
280×480×250 |
ПК128 |
КР580ВМ80А |
128 |
0,5 А 2 А 0,5 А |
280×620×250 |
МКП-16 МКП-32 МКП-48 |
КР580ВМ80А |
16/16 32/32 48/48 |
=24 В; 0,5 А |
440×275×170 |
КМП |
КМ1816ВЕ48 |
64/64; 8/128 |
=24 В; 0,2 А |
350×275×240×190×80×40 |
С100 С200 |
КР580ВМ80А КМ1821ВМ85 |
32-128 256 |
=24 В; 2 А =24 В; 2 А ~110 В; 2 А |
448×365×160 440×485×300 |
МС 2721 |
КР580ВМ80А |
40* |
=5 В, 32 МА |
358×244×57 136×130×38 (пульт) |
* Без гальванічного роз'єднання
Контролери виконуються на основі мікропроцесорних комплектів БІС та мікроЕОМ і за своїми характеристиками перевищують релейні схеми керування і аналогові регулятори. Наприклад, в системах керування один програмований контролер замінює від 10 до 500 реле і від 4 до 64 одноканальних аналогових регуляторів. Основна перевага ПК — це їхня універсальність. Вона забезпечується або програмуванням контролера під певний технологічний процес, або заміною БІС ППЗП, в кожній з
яких записана програма керування конкретним технологічним процесом. Таким чином здійснюється швидка заміна алгоритмів керування без змінювання апаратної частини системи.
П
ри
автоматизації зварювальних установок
найчастіше доводиться
мати справу з керуванням пристроями
релейної дії. Звичайно це електричні
двигуни з постійною швидкістю обертання,
електроклапани
газу і води, соленоїди, нерегульовані
джерела живлення тощо. Пристрої
керування для них виконуються на релейних
елементах — електромагнітних
реле, і інтегральних логічних схемах
а — ПМП-102; б — ПМП-105
Рисунок 1.52 – Електричні схеми багатопозиційних декадних перемикачів
Математичним апаратом аналізу і синтезу релейних пристроїв править двозначна алгебра логіки (булева алгебра), яка вивчає зв'язки між змінними, що набирають тільки два значення [5]. Застосування алгебри логіки дає змогу формалізувати розробку релейних схем, що полегшує і
прискорює проектування, знижує ймовірність появи помилок. Дуже важливо, що використання добре відпрацьованого у булевій алгебрі апарату рівносильних перетворювань складених логічних функцій дає змогу мінімізувати їх за будь-яким критерієм (економічністю, швидкодією, мінімумом логічних елементів якогось типу, кількістю логічних операцій та ін.). Алгебра логіки однаково придатна як для розробки релейно-контактних схем, так і для пристроїв на безконтактних елементах, інтегральних схемах чи мікропроцесорах.
Взаємодія оператора зі зварювальною установкою здійснюється за допомогою пульта (панелі) керування. На ньому розміщені органи оперативного керування: кнопки «Пуск» і «Стоп», задатчики технологічних параметрів (струму, напруги, швидкості) та ін. В аналогових системах керування як задатчики параметрів режиму зварювання використовують одно- або багатообертові потенціометри, рідше декадні перемикачі, наприклад типу ПМП-102 і ПМП-105 (рисунок 1.52, а, б). Декадні перемикачі забезпечують більшу точність задавання і зручну індикацію уставки. Завдяки останній властивості вони застосовуються для цифрових систем, особливо якщо це кодуючі перемикачі. Перемикачі цього типу дають змогу при набиранні звичайного десяткового числа мати на виході те саме число, переведене у двійково-десятковий код 8421. У сучасних цифрових САК на базі мікропроцесорів і мікроЕОМ основним органом керування є клавішні пульти. Звичайно вони уніфіковані, особливо для складних функцій керування. Для цехових умов пульти з клавішними перемикачами витісняються безконтактними сенсорними і псевдосенсорними перемикачами. Псевдосенсорними називаються малоходові клавіші, закриті зверху суцільною гнучкою плівкою з нанесеними на ній зображеннями клавіш. Така клавіатура добре захищена від дії пилу, масел і рідин.
Для відображення інформації традиційні стрілочні вимірювальні прилади повсюдно замінюються цифровими зі світлодіодними і рідинно-кристалічними індикаторами. Найдосконаліші мікропроцесорні САК оснащуються багаторядковими літерно-цифровими (іноді графічними) рідинно-кристалічними або електронно-променевими дисплеями. Один багаторядковий дисплей замінює безліч окремих стрілочних і цифрових приладів при значно більшій інформативності та вищих ергономічних властивостях.
Контрольні питання до розділу 1.
Дайте визначення САК.
Перерахуйте основні властивості регульованих об’єктів.
Дайте визначення передавальної функції.
Чому дорівнює еквівалентна передавальна функція для послідовно з’єднаних ланок?
Як визначається передавальна функція для паралельно з’єднаних ланок?
Напишіть вираз для АФХ.
Якими параметрами характеризується типові динамічні ланки?
Які існують типові динамічні ланки?
Що називається стійкістю САК?
Які ви знаєте критерії для дослідження стійкості САК?
Якими показниками характеризується якість перехідного процесу?
Які ви знаєте параметри процесу зварювання?
Дайте класифікацію збурень при зварюванні.
Які технічні засоби використовуються для САК зварюванням?
