3.4. Розробка автоматизованої установки
3.4.1. Обґрунтування конструкції та опис установки та її вузлів
У цьому розділі необхідно визначити та обґрунтувати склад установки та усіх виконавчих пристроїв, необхідних для здійснення зварювання.
3.4.2. Функціональна схема установки та циклограма її роботи
Функціональна схема - схема, яка пояснює окремі процеси, що відбуваються в окремих функціональних частинах установки або у установці в цілому. Функціональні схеми використовують для визначення принципів роботи і складу установки під час її проектування, а також їх наводять у технічній документації з метою пояснення роботи установки для налагодження, контролю і ремонту. Одночасно з розробкою функціональної схеми, доцільно визначити вимоги до кожного її елемента.
Функціональна схема і циклограма - потрібні документи для подальшої розробки принципової електричної схеми. З метою вдосконалення схеми доцільно скласти таблицю, в якій визначити рівні та потужності необхідних вхідних та вихідних величин. Якщо рівень або тип вихідного сигналу одного з елементів функціональної схеми не співпадає з рівнем і типом відповідного вхідного сигналу іншого елемента, слід увести у схему пристрої для їх узгодження.
Приклад функціональної схеми наведено на рис 1. Кожний елемент цієї функціональної схеми - достатньо самостійна система автоматичного керування окремим параметром технологічного процесу.
Циклограма роботи показує послідовність умикання і вимикання всіх елементів функціональної схеми. На циклограмі мають бути позначені всі часові інтервали. Приклад циклограми роботи установки наведено на рис. 2.
3.4.3. Керувальний пристрій
Керувальний пристрій - це пристрій, що виробляє керувальну дію, яка подається на виконавчий пристрій. Керувальний пристрій може бути побудований на різній елементній базі - пневматичних, гідравлічних, електричних елементах. Найчастіше застосовують електричні системи керування. У свою чергу, ці системи можуть бути неперервними (аналоговими) та дискретними - релейними або цифровими.
Система керування може мати ієрархічну будову. Це означає, що деякі елементи системи керування - це самостійні системи керування (локальні регулятори). Наприклад, система керування зварювальної установки може містити приводи електричних двигунів - самостійні і часто складні системи керування.
У сучасних системах керування найчастіше використовують пристрої керування на основі стандартних промислових контролерів. За потреби реалізації простих алгоритмів керування розробляють спеціалізовані пристрої на основі однокристальних мікроЕОМ.
У цьому розділі слід навести (по-можливості) схему ієрархічної будови САК установкою, описати взаємодію локальних регуляторів.
3.4.4. Датчики
Датчик - це елемент, який вимірює поточне значення регульованої величини. Він повинен мати на виході величину тієї фізичної природи, яку прийнято в даній системі для вироблення регулювальної дії. Найчастіше вихідні величини датчика - це різні електричні параметри: струм, напруга, фаза та ін. Якщо чутливим елементом датчика сприймається неелектрична величина, то її необхідно перетворити в адекватний електричний сигнал.
У цьому розділі пояснювальної записки належить визначитись із типами всіх датчиків, що застосовуються в установці, і характеристиками вимірюваних величин. Для енергетичних параметрів процесу зварювання слід визначити вимірювану величину - миттєві, середні, середні випрямлені або діючі (ефективні) значення. Для кінематичних параметрів процесу зварювання потрібно визначитись із вимірюваними параметрами (швидкість, відстань, шлях, кут обертання, тощо). Датчики просторового положення можуть визначати абсолютне або відносне положення, тобто приріст координати відносно початкового стану.
Для всіх датчиків треба визначити діапазон вимірювання, необхідну (і достатню) точність вимірювання, час вимірювання. Вибираючи датчики, слід ураховувати габаритні розміри, масу й умови його експлуатації у складі зварювальної установки (температурний режим, дію теплового, ультрафіолетового, електромагнітного випромінювання, тощо).