Автоматизированная система управления (АСУ) установками для электронно-лучевой сварки включает:
управляющий вычислительный комплекс 3 (УВК) с видеотерминалом 10 и цифро-печатающим устройством 11;
энергетический комплекс, состоящий из аппаратуры с электронно-лучевой сварочной пушкой;
электропривод 1 “Размер 2М-5″, укомплектованный асинхронными двигателями;
модули связи 4 сервопривода с управляющей ЭВМ, представляющие собой функционально законченные,логические устройства нижнею уровня управления приводами перемещения манипуляторов 8 пушки и 9 изделия;
блок 2 электроавтоматики, состоящий из панелей гальванической развязки и кроссовой, приборов 7 цифрового измерения скорости вращения электродвигателей;
пульт 5 ручного управления сервоприводом.
АСУ установки реализует последовательно следующие задачи технологического процесса электронно-лучевой сварки: подготовку, сварку, завершение. На стадии подготовки осуществляется: проверка работоспособности УВК, энергетического комплекса и электропривода; ввод с пульта видеотерминала заданных параметров режима сварки; контроль глубины вакуума в сварочной камере и пушке; совмещение электронного пучка со стыком свариваемого изделия с запоминанием реальной траектории стыка.
На стадии сварки управление процессом осуществляется выдачей уставок на локальные регуляторы по заданию оператора (в полуавтоматическом режиме работы) или по жесткой программе (в режиме “автомат”). Основными параметрами процесса являются: сила тока электронного пучка, фокусирующей линзы; амплитуда технологической развертки; скорость сварки. В процессе сварки обеспечиваются: контроль и регистрация отклонений параметров процесса выше допустимых значений; контроль и учет высоковольтных пробоев в пушке с определением координат на стыке свариваемого изделия; аварийное завершение процесса.
На стадии завершения выдается рапорт с отражением нарушений или отклонений, имевших место в процессе сварки.
Установка с АСУ позволяет реализовать заданное количество сварных соединений за одно вакуумирование. Постоянная потребность в наращивании функциональных возможностей вычислительной системы создала предпосылки для нового подхода к проектированию системы в виде ряда функций, получившей название функциональной архитектуры. Отдельные элементы, реализующие законченные функции, получили название модулей функциональной архитектуры. Появилась новая структура построения сложных автоматизированных систем управления, в основу которых закладываются иерархические звенья, обеспечивающие децентрализованное выполнение функций.
На основе такого подхода разрабатывают перспективные рассредоточенные микропроцессорные системы управления, в состав которых входят микропроцессоры МП и узлы ввода-вывода аналоговой и дискретной информации, перепрограммируемая и оперативная память. Такие микропроцессорные системы связи с объектом получили название активных и предназначены для работы в составе АСУ. Наличие микропроцессора позво ляет установить такие модули в локальных узлах объекта управления и осуществлять управление исполнительными органами Э[…ЭП объекта, реализовывать необходимые законы регулирования, оптимизировать процесс, а также иметь возможность работы как в автономном режиме, так и под управлением ЭВМ более высокого уровня, используя дистанционные каналы связи.
Децентрализованные системы управления, используя принцип параллельной обработки информации, обеспечивают высокое быстродействие системы управления технологическим процессом и дают возможность наиболее рационально и эффективно распределить ресурсы системы, а также упрощают разработку программного обеспечения.
Наиболее оптимальным вариантом использования в качестве управляющих микроЭВМ (верхний уровень управления) в разработках АСУ являются специализированные (профессиональные) ЭВМ, имеющие наиболее простую структуру, необходимый и достаточный объем памяти, ограниченную разрядность слов, обладающие повышенной надежность о и создаваемые для автоматизации конкретных объектов управления и технологических процессов. Специализированные ЭВМ должны обладать малыми габаритными размерами, высокой надежностью, низкой стоимостью, простотой обслуживания и управления.
Наличие в составе специализированной микроЭВМ встроенного видеотерминала и пульта управления, ориентированных функционально для управления сварочным ность в наращивании функциональных возможностей вычислительной системы создала предпосылки для нового подхода к проектированию системы в виде ряда функций, получившей название функциональной архитектуры. Отдельные элементы, реализующие законченные функции, получили название модулей функциональной архитектуры. Появилась новая структура построения сложных автоматизированных систем управления, в основу которых закладываются иерархические звенья, обеспечивающие децентрализованное выполнение функций.
На основе такого подхода разрабатывают перспективные рассредоточенные микропроцессорные системы управления, в состав которых входят микропроцессоры МП и узлы ввода-вывода аналоговой и дискретной информации, перепрограммируемая и оперативная память. Такие микропроцессорные системы связи с объектом получили название активных и предназначены для работы в составе АСУ. Наличие микропроцессора позво ляет установить такие модули в локальных узлах объекта управления и осуществлять управление исполнительными органами Э[…ЭП объекта, реализовывать необходимые законы регулирования, оптимизировать процесс, а также иметь возможность работы как в автономном режиме, так и под управлением ЭВМ более высокого уровня, используя дистанционные каналы связи.
Децентрализованные системы управления, используя принцип параллельной обработки информации, обеспечивают высокое быстродействие системы управления технологиче-процес -сом, дают возможность приблизить работу оператора к реальной работе технолога-сварщика. Специализированные ЭВМ могут успешно использоваться для модернизации системы управления на действующих в производстве промышленных установках электроннолучевой сварки.
Дальнейшее совершенствование электронно-лучевой сварочной аппаратуры, как объекта управления активного типа, в части децентрализации его системы, а также совершенствование микропроцессорных средств связи позволит перейти на двухуровневую систему микропроцессорного управления нового поколения
Успешное развитие имеющей большие возможности электронно-лучевой сварки тесно связано с дальнейшим совершенствованием и производством оборудования, с помощью которого она осуществляется.
— Определившиеся в настоящее время основные направления дальнейшего развития техники и технологии электронно-лучевой сварки естественно являются главными направлениями совершенствования и разработки сварочных установок. Кроме того, при проектировании установок требуют решения проблемы, связанные с работой точных механизмов (вращатели, тележки, манипуляторы, электромеханические приводы, вакуумные вводы, механизмы перемещения электронно-лучевых пушек, устройства подачи присадочных материалов, механизмы сборки изделий в камере и др.) в условиях вакуума, а также повышенной температуры, напыления, разбрызгивания и рентгеновского излучения из зоны сварки.
— Данные о методике проектирования такого оборудования отсутствуют, а заимствование опыта смежных областей (таких, как вакуумная техника, вакуумная металлургия и др.) позволяет сформулировать лишь некоторые общие рекомендации по их конструированию. Опыт проектирования и внедрения установок для электронно-лучевой сварки показывает необходимость проведения в этой области специальных теоретических и экспериментальных исследований в направлении решения задач механизации и автоматизации технологического процесса ЭЛС и вспомогательных операций диагностики оборудования с максимальным применением микропроцессорных систем управления и ЭВМ.
— Разработка унифицированных механизмов, узлов, блоков и модулей с целью всемерного применения модульного принципа конструирования позволит агрегатировать типораз-мерный ряд установок для ЭЛС, отличающихся значениями параметров и назначением. В первую очередь следует унифицировать: от-качные системы, вакуумную арматуру (затворы, клапаны, натекатели, вакуумные вводы и др.), электромеханические, гидравлические и пневматические приводы, приспособленные для работы в высоком вакууме и др.
— К числу перспективных работ, обеспечивающих формирование электронных пучков, следует отнести дальнейшее совершенствование электронно-оптических систем сварочных пушек и создание модификаций источников питания на базе универсальных источников для использования в различных отраслях промышленности.
