Список сокращений

Кафедра «Порошковая металлургия,

Сварка и технология материалов»

Конспект лекций по курсу

Системы автоматического управления
процессами сварки

Для специальности «Оборудование и технология сварочного производства»

Минск 2013

УДК 621.791.

Курс лекций "Основы автоматизации сварочного производства" для студентов специальности: 1-36 01 06 «Оборудование и технология сварочного производства».

Составители:

к.т.н. В.В. Саранцев

Список сокращений

Σ – суммирующий элемент;

АИН – автономный инвертор напряжения;

АИР – автономный резонансный инвертор;

АИТ – автономный инвертор тока;

АПП – автоматизация производственных процессов;

АРДД – автоматическое регулирование длины дуги;

АРДС – автоматическое регулирование дуги за счет системы саморегулирования;

АРНД – автоматическое регулирование напряжения дуги;

АСУ – автоматическая система управления;

АЦП – аналогово-цифровой преобразователь;

БЗ – блок задания;

БЗВ – блок задания времени;

БЗТ – блок задания тока;

БР – балластный реостат;

БФУ – блок фазового управления;

ГИ – генератор импульсов;

ГОС – главная обратная связь;

ГПС – гибкие производственные системы;

Д – датчик;

ЗУ – задающее устройство;

ИΠ – источник питания;

ИЗ – интегри­рующее звено;

ИУ – исполнительное устройство;

ИЭ – измерительный преобразователь;

ИЭ – импульсный элемент;

КОС – корректирующая обратная связь;

КУ – корректирующее устройство;

М – исполнительный двигатель;

О – объект;

ОВ – обмотка возбуждения двигателя;

ОР – объект регулирования;

ОС – обратная связь;

ПЗС – приборы с зарядовой связью;

ПС – привод сжатия;

Р – регулятор;

РЦС – регу­лятор цикла сварки;

СГ – сварочная горелка;

СПУ – система программного управления;

СУ – системы управления;

СЭ – сравнивающее устройство;

ТГ – тахогенератор;

ТИ – телеизмерение;

ТК – тиристорный контактор;

ТП – технологический процесс;

ТС – телесигнализация;

ТУ – телеуправление;

У – усилитель;

УМ – усилитель мощности;

УН – усилитель напряжения;

УП – усилитель-преобразователь;

УЭ – управляющий элемент;

Ф – фазовращатель;

ФС – формирователь сигнала управления;

ЦАП – цифрово-аналоговый преобразователь;

ШУ – шкафы управления;

ЭПК – электропневмоклапан;

ЭСО – электросварочное оборудование.

ИТ – Импульсный трансформатор

Оглавление
Введение
РАЗДЕЛ 1 Системы управления сварочными источниками
1 Основы электротехники и электроники
1.1 Электрический ток. Законы и общие понятия
1.1.1 Сила тока
1.1.2 ЭДС и напряжение
1.1.5 Защита проводов их от перегрузок
1.2 Электромагнетизм
1.2.1 Магнитное поле
1.2.2 Магнитная индукция. Характеристики магнитного поля
1.2.3 Перемагничивание и коэрцитивная сила
1.2.4 Закон электромагнитной индукции
1.2.5 Индуктивность катушки
1.3 Основные понятия переменного тока
2 Конструктивные элементы, используемые при производстве сварочного оборудования
2.1 Сварочные трансформаторы
2.1.1 Трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием
2.1.2 Трансформаторы с увеличенным магнитным рассеянием
2.1.3 Конструкции трансформаторов для сварочных выпрямителей
2.1.4 Регулирование силы сварочного тока
2.2 Дроссели. Использование дросселей в сварочном производстве. Регулирование сварочного тока с помощью дросселей
2.3 Вентили (диоды). Использование диодов в сварочном производстве
2.4 Тиристоры. Использование тиристоров в сварочном производстве
2.5 Транзисторы. Использование транзисторов в сварочном производстве
2.6 Циклоконверторный трансформатор
2.7 Трансформаторы с фазовым управлением. Принципиальная схема и регулирование режима в тиристорном трансформаторе
2.8 Принцип действия и режимы инверторного источника
2.8.1 Транзисторный инверторный источник
2.8.2 Тиристорный инверторный источник
3 Датчики. Использование датчиков в сварочном производстве
3.1 Датчики. Принцип работы датчиков
3.1.1 Датчики температуры
3.1.2 Датчики давления
3.1.3 Датчики расхода и скорости
3.1.4 Датчик направления
3.1.5 Газовые датчики
3.1.6 Датчики магнитного поля
3.1.7 Оптические датчики
3.1.8 Датчики положения
3.1.9 Датчики ИК-излучения
3.1.10 Датчик уровня
3.2 Применение датчиков в сварочном производстве
3.2.1 Автоматическое регулирование длины дуги
3.2.2 Способы контроля величины проплавления с обратной стороны свариваемого изделия
3.2.3 Следящие системы с копирными датчиками прямого и непрямого действия
3.2.4 Системы непрямого действия с бесконтактными датчиками
3.2.4.1 Следящие системы с электромагнитными датчиками
3.2.4.2 Использование сварочной дуги в качестве бесконтактного датчика
3.2.4.3 Системы с дуговыми сенсорами
4 Общая характеристика систем регулирования и управления объектами сварки
4.1 Объект управления и регулирования
4.2 Основные типы систем автоматического регулирования и управления
4.2.1 Системы автоматики
4.2.2 Системы автоматического регулирования
4.2.3 Непрерывное, релейное и импульсное регулирование
4.2.4 Системы связного и несвязного регулирования
4.2.5 Системы управления с математической моделью
4.2.6 Микропроцессорные системы автоматического управления
5 Управление процессами и оборудованием при дуговой сварке
5.1 Структура сварочного контура и возмущающие воздействия
5.2 Электрические характеристики сварочного контура
5.3 Динамические свойства источника
5.4 Начальное зажигание дуги
5.5 Принципиальная устойчивость системы «источник—дуга»
5.6 Устойчивость при сварке с короткими замыканиями
5.7 Стабильность параметров режима сварки
5.8 Автоматическое регулирование параметров режима сварки
5.9 Управление переносом электродного металла
5.10 Управление формированием сварного шва
5.11 Системы управления сварочными источниками
5.12 Процесс STT (Surface Tension Technology) сварки
5.13 Процесс СМТ (Cold Metal Transfer) сварки
5.14 Технология высокопроизводительной сварки (HIGH-SPEED)
5.15 Трансформатор с импульсным стабилизатором
5.16 Технологическая характеристика и особенности управления сварочными источниками питания неплавящимися электродами
6 Системы управления контактной сваркой
6.1 Машины для контактной сварки
6.2 Особенности протекания процессов при точечной и шовной сварке
6.3 Типы и основные компоненты систем программного управления
6.4 Разновидности систем программного управления
6.5 Системы автоматического регулирования электрических параметров режима сварки
6.6 Разновидности способов и особенности протекания процессов стыковой сварки
6.7 Автоматическое управление предварительным подогревом при стыковой сварке
6.8 Системы программного управления процессом оплавления при стыковой сварке
РАЗДЕЛ 2 Основы механизации и автоматизации сварочного производства
1 Основные пути автоматизации производственных процессов их назначение и преимущества
1.1 Понятия и определения, используемые в производственных процессах
1.2 Типы и виды производства
2 Мероприятия направленные на повышение производительности труда и эффективности производства
3 Проектирование сварных конструкций
3.1 Особенности проектирования технологических процессов в условиях автоматизированного производства
3.2 Рациональное проектирование и технологичность сварных конструкций
4 Классификация сварных конструкций 4.1 Балки и колонны
4.2 Балочные конструкции
4.3 Решетчатые конструкции
4.4 Оболочковые конструкции
4.5 Корпусные транспортные конструкции
4.6 Детали машин и приборов
5 Механизмы и приспособления, используемые при сварке
5.1 Основные технологические требования, предъявляемые к сборочно-сварочной оснастке
5.2 Деформации в сварных металлоконструкциях и способы их устранения
5.3. Транспортирующие механизмы
5.4 Заготовительные операции
6 Силовые механизмы сборочно-сварочных приспособлений
6.1 Механические зажимы
6.2 Электромеханические зажимные устройства
6.3 Пневматические устройства
6.4 Накладные кондукторы
6.5 Магнитные зажимы
6.5 Кантователи, вращатели, манипуляторы и позиционеры
6.6 Сварочные роботы
6.7 Сварочные автоматы
7 Применение средств автоматизации при изготовлении сварных конструкций
7.1 Изготовление сварных балок
7.2 Выполнение стыков балок и стержней
7.3 Изготовление рамных конструкций
7.4 Изготовление решетчатых конструкций
7.5 Изготовление конструкций оболочкового типа
7.6 Сосуды, работающие под давлением
7.6.1 Сварка тонкостенных сосудов
7.6.2 Сварка сосудов со средней толщиной стенки
7.6.3 Сварка толстостенных сосудов
7.6.4 Сварка многослойных сосудов
7.7 Изготовление сварных труб
7.7.1 Изготовление прямошовных сварных труб
7.7.2 Изготовление сварных труб со спиральным швом
7.8 Сварка стыков труб
7.8.1 Сварка поворотных стыков труб
7.8.2 Сварка неповоротных стыков труб
Заключение