Синтез дискретно-непрерывных систем автоматического управления процессом электросварки в среде защитных газов

• Автор: Омельяненко, Константин Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 149 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Технологический процесс дуговой сварки в защитных газах как объект автоматизации

1.1 Критерии качества управления процессом электросварки

1.2 Представление процесса сварки как объекта автоматизации

1.3 Функциональная схема системы управления процессом дуговой сварки в защитных газах
1.4 Выводы
2 Идентификация процесса сварки и анализ существующих алгоритмов и систем управления формированием сварочного шва
2.1 Математическая модель связи геометрических характеристик сварочного шва с параметрами режима сварки

2.2 Математические модели исполнительных механизмов процесса сварки

2.2.1 Описание исполнительной части сварочной установки

2.2.2 Механизм вертикального перемещения горелки
2.2.3 Электродвигатель механизма вертикального перемещения горелки
2.3 Математическое описание процесса сварки как объекта автоматизации
2.4 Сравнительный анализ управлений формообразованием сварочного шва
2.5 Компьютерная модель системы автоматического регулирования напряжения дуги сварочной установки
2.5 Выводы

3 Разработка и исследование дискретно-непрерывных законов и структур систем управления сваркой
3.1 Анализ многокритериальных систем автоматического управления процессом сварки
3.2 Постановка задачи и ее решение
3.3 Компьютерная модель дискретно-непрерывной системы автоматического регулирования длины дуги
3.4 Компьютерная модель многосвязной системы автоматического управления технологическим процессом дуговой сварки и ее исследование методом компьютерного моделирования
3.5 Выводы
4 Аппаратурный синтез системы управления процессом дуговой сварки и ее исследование на действующем оборудовании
4.1 Назначение и функциональные возможности системы управления
4.2 Техническая реализация системы управления
4.3 Результаты испытаний устройства управления на производстве
4.4 Выводы
Заключение
Список использованных источников
Приложение 1 (Программа дискретно-непрерывного управления процессом
электросварки для микроконтроллера)
Приложение 2 (Электрическая схема устройства управления
электросваркой)
Приложение 3 (Акт испытаний устройства для автоматического
регулирования длины дуги при электросварке)
Приложение 4 (Акт приемки в эксплуатацию системы стабилизации длины дуги при электросварке изделий в среде защитных газов)

Введение
Технологический процесс электрической дуговой сварки в среде защитных газов широко распространен в промышленности при изготовлении металлургического, кузнечно-прессового, химического и энергетического оборудования, трубопроводов, строительных и других конструкций. Качество сварки определяется качеством сварного шва, которое регламентируется для каждого вида свариваемых изделий производственными инструкциями и техническими условиями и которое оказывается наилучшим, при прочих равных условиях, если сварка ведется в среде защитных газов. В производственных условиях на процесс сварки действуют технологические, конструктивные, термодеформационные и другие возмущения, вызывающие отклонения параметров шва от их номинальных значений, появление трещин, подрезов, несплавлений, непроваров и прожогов изделий. Возникает актуальная проблема повышения качества сварных соединений и его стабилизации в пределах партии однотипных изделий. С целью получения сварных соединений с требуемыми свойствами в сварочном производстве широко применяются системы стабилизации параметров режима сварки с изменением их по заданному закону, автоматические системы регулирования проплавлением с использованием обратной связи по некоторому обобщенному технологическому параметру, а также другие системы и устройства для автоматического, в том числе программного управления процессом электросварки.
Изучением технологии и разработкой автоматических систем управления в области дуговой сварки занимались многие специалисты (Б.Е. Патон, В.К. Лебедев, В.П. Никитин, В.И. Дятлов, К.Х. Хренов, И.Я. Рабинович, Г.М. Каспражак, Л.Е. Алекин, В.М. Щитова, И.Л. Бринберг, Ш.А. Вайнер, Н.С. Львов, Л.К. Дедков, В.В. Смирнов, P.M. Широковский,
В.Ф. Трефилов, Э.А. Еладков, Я.Б. Ландо, М.Л. Лифшиц, Д.Д. Никифоров и др.), в работах которых получен целый ряд научных и практических

Рисунок 2.11 - Функциональная схема сварочной установки УСК-22М
Сварочная аппаратура включает в себя:
- блок зажигания дуги, предназначенный для начала процесса сварки и его последующего поддержания (в случаи импульсно-дуговой сварки) без потери качества заточки электрода;
- газовую аппаратуру, предназначенную для редуцирования давления защитного газа, его подогрева, осушения, своевременного включения электромагнитного клапана и подачи защитного газа в зону сварки;
- заднюю бабку, предназначенную для поддержания свариваемого изделия и для создания осевого усилия при сварке изделия;
- манипулятор изделия, предназначенный для закрепления свариваемого изделия и его вращения;