1. Автоматизация сварочных процессов как часть комплексной автоматизации сварочного производства.
Целью автоматизации сварочных процессов является получение сварных соединений с требуемыми свойствами при наивысших технико-экономических показателях без непосредственного участия человека.
Комплекс автоматизации можно рассматривать как совокупность решения двух задач:
1) Управление сварочными процессами в зависимости от различных технологических возмущений.
2) Механизация и автоматизация подготовительных сварочных и транспортных операций.
Пути решения первой задачи:
1) Изучение свойств технологичности объекта для способа сварки с целью построения расчетных моделей.
2) Определение физических и геометрических параметров объекта наиболее полно характеризующих качество сварного соединения.
3) Разработка способов измерения параметров в процессе сварки.
4) Разработка замкнутых систем автоматического регулирования параметров объекта.
Обобщенная
схема системы автоматического
регулирования
Задан. знач.
ЭВМ
Исполнит.
устройство
Цифро-аналог.
преобразователь
Объект
регулир.
Аналогово-цифр.
преобразователь
Датчик,
измер. парам. проц. сварки
2. Общая характеристика систем регулирования и управления объектами сварки. Объект регулирования и управления. Основные понятия и определения.
Физические
величины, определяющие ход технологического
процесса, называются параметрами
ТП (
).
Все параметры ТП можно разделить на 3 группы:
1)
Энергетические параметры. Они характеризуют
выпад энергии в процесс образования
сварного соединения (
).
2)
Кинематические параметры. Они характеризуют
пространственное перемещение или
положение источника нагрева относительно
изделия (
).
3)
Технологические параметры. Они
характеризуют условия формирования и
кристаллизации сварных швов (
зазор,
защита).
Воздействие,
подаваемое на вход системы (
,
…), называется входным,
задающим
или управляющим
воздействием.
Воздействие,
выдаваемое на выходе системы (
,
…), называется выходным
воздействием или регулируемой
величиной.
Возмущающими воздействиями называются стремящиеся нарушить требуемую функционную связь между задающим воздействием и регулируемой величиной. Они делятся на 3 группы:
1) Энергетические (колебание напряжения питания сети, колебание усилия сжатия на электродах, изменение сопротивления сварной цепи, изменение условий подвода и отвода тепла, нестабильность длительности временных интервалов);
2) Климатические (отклонение электрода от оси стыка, магнитное дутье, колебание длины дуги, нестабильность скорости подачи электрода и сварки);
3) Технологические (изменение зазора в стыке, превышения кромок, шунтирование тока, нестабильность контактных сопротивлений).
Автоматическим управлением называется процесс, при котором операции выполняются посредством системы, функционирующей без вмешательства человека в соответствии с заранее заданным алгоритмом.
Система автоматического регулирования – автоматическая система, в которой управляемое воздействие вырабатывается в результате сравнения истинного значения управляемой величиной с заданным ее значением.
3. Классификация систем автоматического регулирования и управления. Основные типы систем автоматического регулирования и управления. Системы автоматики. Системы автоматической защиты. Системы автоматической блокировки.
Системы делятся на автоматического контроля, автоматического управления, автоматического регулирования.
1) Система автоматического контроля.
О – объект регулирования;
К – устройство для контроля;
– выходное
воздействие.
2) Система автоматического управления.
Предназначена для автоматического запуска/торможения электродвигателей, управления приводами в сварочном оборудовании с помощью управляющих устройств.
У – устройство регулирования;
РВ – регулирующее воздействие.
3) Система автоматического регулирования.
У – задающее воздействие.
Простейшие автоматические системы — системы автоматической защиты предназначены для защиты оборудования от аварий (например, плавкий предохранитель в цепи рабочего тока объекта).
Системы автоматической блокировки имеют два назначения: защита оборудования от неправильных действий обслуживающего персонала; обеспечение заданной последовательности действия оборудования или включение резервного оборудования при выходе из строя основного.
В сварочном производстве различают три фазы контроля: исходных материалов перед сваркой, параметров в процессе сварки и качества сварных соединений.
4. Классификация систем автоматического регулирования и управления. Основные типы систем автоматического регулирования и управления. Системы автоматического контроля. Системы автоматического управления.
Системы делятся на автоматического контроля, автоматического управления, автоматического регулирования.
1) Система автоматического контроля.
О – объект регулирования;
К – устройство для контроля;
– выходное воздействие.
Системы автоматического контроля делятся на 3 группы:
1) Автоматического измерения;
2) Автоматической сигнализации (при выходе за заданные пределы);
3) Автоматической регистрации (регистрация параметров сварочного процесса).
2) Система автоматического управления.
Предназначена для автоматического запуска/торможения электродвигателей, управления приводами в сварочном оборудовании с помощью управляющих устройств.
У – устройство регулирования;
РВ – регулирующее воздействие.
Устройства автоматического управления делятся на 2 типа:
1) Дистанционного управления;
2) Программного управления.
3) Система автоматического регулирования.
У – задающее воздействие.