5.7 Системи керування процесами точкового і шовного зварювання на однокристальних мікроЕом

Значного розширення функціональних можливостей регуляторів циклу зварювання досягають при використанні у схемах керування од­нокристальних мікроЕОМ. Однокристальні мікроЕОМ (ОМЕ), напри­клад типу К1816ВЕ48, є функціонально завершеними пристроями, що утримують на одному кристалі центральний процесор, ОЗП даних та ЗП програм, багатоканальний інтерфейс уведення — виведення, 8-роз-рядний таймер-лічильник, векторну систему переривання, тактовий генератор і пристрій синхронізації. Набір таких пристроїв забезпечує універсальність, автономність і гнучкість їхнього використання в регу­ляторах, які задають складні зварювальні циклограми і виконують різ­ні технологічні функції.

Базова система команд ОМЕ має 96 команд. Більшість команд вико­нується за один машинний цикл, час якого дорівнює 2,5 мкс. В ОМЕ передбачена можливість розширення пам'яті програм до 4 Кбайт, пам'я­ті даних до 388 байт і збільшення каналів введення-виведення за раху­нок підімкнення інтерфейсів серії КР580. МікроЕОМ виконана в од­ному пластмасовому корпусі, що має 40 виводів. Основна перевага регуляторів, виконаних на ОМЕ, полягає в тому, що всі функції зада­вання і відпрацьовування циклів зварювання виконуються за рахунок програм, що зберігаються в ПЗП. У результаті цього забезпечуються широкі функціональні можливості системи керування і, якщо потрібно змінити або ввести нові функції, електронна схема лишається тією са­мою, а змінюється тільки програма, яка записується в ПЗП із ультра­фіолетовим стиранням.

Комп'ютерні регулятори часу. Регулятор часу типу РВК-100-1, роз­роблений в ІЕЗ ім. Є. О. Патона АН України, призначений, щоб ке­рувати зварювальним циклом однофазних машин для точкового, рель­єфного або шовного контактного зварювання з пневматичним приводом зусилля стиснення електродів і тиристорним контактором. Схему регу­лятора розроблено на базі ОМЕ, за яку використовують К1816ВЕ48 чи К1816ВЕ35.

Регулятор типу РВК-100 виконує, крім функцій логічного керуван­ня операціями зварювального типу, функції автоматичного регулюван­ня із зворотним зв'язком за напругою, зварювальним струмом, по­тужністю, опором зварюваних деталей та ін., а також вимірювання, індикацію і контроль за уставками параметрів режиму зварювання, коефіцієнта потужності машини, тестовий контроль і діагностику зва­рювальної машини та регулятора.

Регулятор можна використовувати для керування стаціонарними контактними машинами, кліщами, а також у складі промислових робо­тів і автоматичних ліній, забезпечуючи високу якість зварних з'єднань.

Регулятор дає змогу дискретно задавати тривалість послідовних опе­рацій: попереднє стиснення, стиснення, підігрівання, зварювання, від­палювання, проковування, пауза в межах 0—99 періодів мережі через один період. Операції підігрівання, зварювання і відпалювання можна задавати в режимі «імпульс — пауза» у межах 0—99 періодів при за­гальній кількості імпульсів 99. При цьому можна задавати модуляцію зварювального струму в межах 0—99 % струму уставки як при наро­станні, так і при спаданні струму в кожному імпульсі (під час підігрі­вання, зварювання і відпалювання). Регулятор забезпечує також ліч­бу кількості зварених точок і крокове коректування режиму зварюван­ня (час і струм) для компенсації спрацьовування електродів після зварювання заданої кількості точок.

В оперативній пам'яті регулятора може бути записано 16 режимів зварювання. Після вимикання живлення регулятора обраний режим зберігається в оперативній пам'яті за рахунок живлення від акумуля­тора.

Мікропроцесорні контролери (МК) використовують, щоб керувати зварювальними циклами з оптимізацією коефіцієнта потужності машин в умовах коливань мережної напруги, спрацьовування електродів та Інших збурень, а також для інформаційно-діагностичного обслугову­вання процесу зварювання.

Контролери виготовляють на базі однокристальних мікроЕОМ типу К1816ВЕО35, К1827ВЕ2 та подібних до них і використовують у одно­фазних машинах промислової частоти (ККС-01, РКМ-1501), низько­частотних машинах (РКМ-1510), а також для конденсаторних машин і машин з перетворювачами підвищеної частоти.

Основні функції МК, крім задавання циклограми, такі:

• стабілізація ефективного значення зварювального струму з ав­томатичним налагодженням на коефіцієнт потужності навантаження;

• задавання зварювального струму у відсотках від повно фазного при коливанні напруги мережі ±20 % від номінального;

• автоматичний контроль коефіцієнта потужності машини;

• компенсація спрацьовування електродів за заданою програмою шляхом збільшення уставок струму через певну кількість зварювань;

• видавання на пульт оператора інформаційно-діагностичної ін­формації.

У результаті застосування в системах керування машинами точко­вого і шовного зварювання комп'ютерних регуляторів часу та мікро­процесорних контролерів різко розширюються технологічні можливос­ті устаткування за рахунок використання максимальних циклограм із великою кількістю часових і струмових інтервалів. Внаслідок скоро­чення допоміжного часу на задавання та коректування режимів, кон­троль і діагностику обладнання підвищується його продуктивність і поліпшуються умови праці. Мікропроцесорні контролери типу РКМ призначені для автоматичного керування циклом зварювання і діагнос­тики устаткування. Схему контролера розроблено на основі однокри-стальної мікроЕОМ типу К1827ВЕ2.

Основні функції регулятора, крім задавання циклограми, такі:

• стабілізація зварювального струму з автоматичним налагоджен­ням на коефіцієнт потужності навантаження і задавання зварювального струму у відсотках повнофазного в розширеному діапазоні змінювання напруги мережі (до 20 % від нормального);

• підвищення точності дозування енергії під час зварювання зада­ванням часу зварювання у півперіодах напруги мережі;

• розширення можливостей задавання циклограм до 15 зварюваль­них позицій при тривалості позиції до 999 півперіодів;

• зберігання 8 зварювальних програм після вимкнення живлення;

• автоматичний контроль коефіцієнта потужності машини.

Контролер РКМ-1501 використовують в однофазних машинах кон­тактного зварювання, і він є базовим. РКМ-1510 призначено для низько­частотних машин із випрямленням струму у вторинному контурі. Роз­роблено аналогічні контролери для конденсаторних машин і машин, які мають перетворювач підвищеної частоти. Всі контролери забезпечують контроль спрацьовування електродів, цифрове задавання зварюваль­ного струму, стабільну роботу під час коливань напруги мережі, зміни опору контура зварювальної машини, а також деякі інші функції, на­приклад здійснення взаємного блокування при підімкненні до одного мережного вводу.

Контролери мають аналогові і дискретні входи і виходи.

Контролер типу ККС-01 призначений для керування контактними машинами змінного струму з коефіцієнтом потужності 0,2—0,7, оснаще­ний тиристорним контактором і електропневмоклапанами постійного струму. Схему контролера виконано на базі однокристальної мікроЕОМ типу К1816ВЕ48.

Основні функції контролера такі:

— розширення технологічних можливостей за рахунок реалізації максимальної циклограми зварювання;

• підвищення якості зварювання внаслідок точного відтворення заданого режиму, контролю і діагностики зварювального устаткування, компенсації спрацьовування електродів;

• підвищення продуктивності скороченням допоміжного часу на встановлення і коректування режимів зварювання;

• зберігання в енергонезалежній пам'яті 16 режимів із 6-позиційною циклограмою;

• стабілізація ефективного значення зварювального струму неза­лежно від причин його зміни в діапазоні 3—50 кА;

• задавання ефективного значення зварювального струму в абсо­лютних одиницях;

• автоматичне налагодження на коефіцієнт потужності зварюваль­ної машини;

• вимірювання та індикація середнього значення за час протікан­ня струму у діапазоні 3—50 кА;

• точне відпрацювання максимальної циклограми, яка складається з 19 часових інтервалів, разом із 4 струмовими, із діапазоном задавання тривалості від 0 до 255 періодів напруги мережі;

• компенсація спрацьовування електродів збільшенням уставки струму за заданою програмою;

• контроль зварювального процесу і виведення на пульт діагнос­тичних повідомлень;

• дистанційне керування від системи верхнього рівня, разом із задаванням номера режиму, ввімкненням зварювання, блокуванням нагрівання і видаванням сигналів «відмова» та «зварювання».

Контролер має гальванічно розв'язані входи і виходи дискретних сигналів.