УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СВАРОЧНЫМ ТОКОМ

Полезная модель относится к автоматике и предназначена для управления сварочным током. Устройство может быть применено для управления контактной резистивной сваркой с автоматической диагностикой качества сварных соединений при проведении сварочных работ на автоматических сварочных линиях, стационарных сварочных машинах, многоточечных сварочных машинах, подвесных сварочных машинах, машинах стыковой сварки.
Известно устройство для регулирования сварочного тока (патент №2038932 RU, 07.09.1991 г.), содержащее измеритель тока, датчик коротких замыканий, анализатор, блок сравнения, блоки управления фазами, дозатор и арифметический блок. Указанное устройство построено в виде логической схемы и работает только в качестве контроллера, учитывая часть параметров режима сварки. Оно не обеспечивает визуальный контроль за текущими параметрами сварки и возможность оперативного отслеживания и подстройки параметров.
Технической задачей полезной модели является повышение качества сварки за счет автоматического управления контактной сваркой с автоматической диагностикой качества сварных соединений.
Техническим результатом использования полезной модели является возможность оперативного отслеживания большого количества текущих параметров сварки, возможность подстройки и управления параметрами, безопасность и ремонтопригодность оборудования.
Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство для управления сварочным током содержит контроллер, выполненный в виде стандартного свободнопрограммируемого контроллера, который связан с панелью оператора, причем и контроллер, и панель оператора снабжены
программным обеспечением, размещенным в энергонезависимых модулях памяти, а также контроллер связан с переключателями режимов, с блоком контроля сварочного тока, выполненным в виде преобразователя ток/частота, с внешним блоком поджига и синхронизации, который имеет оптогальваническую развязку и светодиодную диагностику неисправностей, с которым также связан и блок контроля сварочного тока, а также устройство снабжено встроенным блоком питания. Блок поджига и синхронизации выполнен в литом герметичном корпусе.
В основу работы устройства положен принцип управления шириной сварочных импульсов путем отсечки начала импульса тиристорным контактором или игнитроном.
В отличие от существующих систем сварочный процесс контролируется не специальным микропроцессором или логической схемой, а стандартным свободнопрограммируемым контроллером. Управление длительностью отсечки реализовано на программном регулировании длительностью скана контроллера. Функциональные возможности достигаются программно-аппаратными методами, что позволяет реализовать практически любой алгоритм управления сварочным током и технологической оснасткой. Возможность свободного перепрограммирования позволяет повышать функциональность устройства без изменения аппаратной части, простой заменой программы управления. Светодиодные индикаторы состояния каналов ввода/вывода, доступные с передней панели устройства, позволяют дополнительно получить полную информацию о текущем состоянии сварочного процесса, необходимую при отладке режимов или поиске неисправностей.
На фиг.1 представлена блок-схема устройства для управления сварочным током.
Устройство включает контроллер 1, который связан с панелью оператора 2, с переключателями режимов 3, с блоком контроля сварочного тока 4, с
внешним блоком поджига и синхронизации 5, с которым также связан и блок контроля сварочного тока 4. Устройство снабжено встроенным блоком питания 6, которое связано с контроллером 1, панелью оператора 2, блоком контроля сварочного тока 4. Блок поджига и синхронизации 5 размещен внешне, например, вблизи силовой части и связан с контроллером 1 и с блоком контроля сварочного тока 4.;
Устройство работает следующим образом.
Перед началом работы наладчик, исходя из технологической карты, проводит параметрирование процесса сварки. Параметры задаются с панели оператора 2, откуда они записываются в память контролера 1.
Через машинный интерфейс в контроллер 1 приходи! сигнал старта сварки (от кнопок или педалей оператора или с системы управления линией). На основании введенных параметров сварки, положения переключателей режимов 3 и интерфейсных сигналов, контроллер 1 формирует последовательность сварочных импульсов и сигналы управления оснасткой (сжатие клещей, готовность и др.) С другой стороны с блока поджига и синхронизации 5 на контроллер 1 приходят импульсы синхронизации. После выдержки на сжатие клещей контроллер 1 выдает на блок поджига и синхронизации 5 последовательность сварочных импульсов, синхронизированную по времени с периодами фазного напряжения. Блок поджига и синхронизации 5 преобразует эти импульсы в сигнал поджига тиристорных контакторов (на фиг. не показаны), которые, в свою очередь, коммутируют сварочный трансформатор, подающий ток на сварочные клещи. Значение протекающего тока снимается с первичного конура сварочного трансформатора измерительным трансформатором тока (на фиг. не показан), подключенного к блоку контроля сварочного тока 4. В блоке контроля сварочного тока 4 сигнал о значении тока преобразуется из аналогового вида в последовательность цифровых импульсов, попадающих в контроллер 1. По окончании сварки контроллер 1 анализирует
вычисленное значение сварочного тока, и по результатам анализа отображает его на панели оператора 2. В случае отклонения его от заданных значений формирует сигналы предупреждений, брака сварки, либо вообще останавливает дальнейший сварочный процесс. При незначительных отклонениях контроллер 1 может сам корректировать некоторые параметры сварки для достижения соответствия заданных и полученных значений тока либо компенсации износа электродов.
Питание всего устройства осуществляется через встроенный блок питания 6, имеющий защиту от короткого замыкания в нагрузке.
В качестве стандартного свободнопрограммируемого контроллера 1 может быть использован контроллер, например типа MicroLogixlOOO фирмы Rockwell Automation (Cat No 1761-L16BBB).
В качестве интерфейса пользователя может быть применена графическая панель оператора 2, типа PanelView 300 Micro фирмы Rockwell Automation (2711-M3A18L1), которая обеспечивает следующие функции:
- отображение текущих режимов и параметров сварки;
- индикация диагностической и аварийной информации;
- просмотр и изменение параметров сварки;
Применение панели оператора позволяет реализовать простой, интуитивно-понятный русскоязычный интерфейс, упростить конструкцию, уменьшить количество проводных соединений. Аналогично контроллеру, новые интерфейсные и диагностические функции могут быть добавлены без замены или модернизации панели - простым перепрограммированием.
Блок контроля сварочного тока 4 схемотехнически обеспечивает стабильность частоты импульсов при изменении температуры, колебаний питающих напряжений и др. факторов.
Управление силовым тиристорным контактором (или игнитроном) реализовано через внешний блок поджига и синхронизации 5, который имеет
оптогальваническую развязку, адаптирован для управления любыми типами тиристорных контакторов или игнитронов, имеет светодиодную диагностику неисправностей (пробой тиристоров, обрыв цепи, отсутствие синхронизации), защиту от неправильного подключения и выполнен в литом герметичном корпусе, допускающем размещение блока поджига и синхронизации 5 вблизи силовой части под воздействием агрессивных сред.
Программа управления контроллером 1 реализована в релейной логике и написана с помощью стандартного транслятора фирмы Rockwell Software RSLogix500, аппликация на панель оператора 2 - с помощью стандартного пакета PanelBuilder32. Вся программная часть устройства хранится в энергонезависимых модулях памяти в панели 2 и в контроллере 1 и не имеет доступа со стороны обслуживающего персонала. В алгоритм работы контроллера заложена функция автоматического перезапуска программы в случае перехода в состояние ошибки, что значительно увеличивает живучесть системы и ее необслуживаемость.
Устройство для управления сварочным током является универсальным регулятором сварки и может быть установлен взамен любого другого регулятоpa контактной сварки без дополнительного монтажа кабелей и др. средств, без изменений конструкции или программы, что позволяет применять его на всем спектре сварочного оборудования. В частности, единственное отличие при подключении к сварочному оборудованию взамен регуляторов РМС-22/23/24 будет заключаться в различной схеме подключения сигналов на разъеме X1.