В функции параметра

При выполнении некоторых технологических операций включение или отключение отдельных агрегатов или всей технологической установки производят в зависимости от величины того или иного параметра режима, окружающей среды или внутреннего состояния самого объекта. Так, например, при токах, превышающих максимально допустимую величину, срабатывают предохранительные устройства автоматики, отключая от питающей сети электрооборудование технологических установок.

Если параметр, от величины которого зависит коммутация электрических цепей, по своей природе имеет не электрический характер, функциональную схему управления циклом можно в общем случае представить так, как это показано на рис. 12. Величина некоторого параметра Хвх измеряется датчиком Д и преобразуется в электрический сигнал. Таким сигналом обычно служит электрическое напряжение. Сигнал с датчика поступает сначала на усилитель напряжения УН, затем – на усилитель мощности УМ и с него на исполнительное устройство ИУ, в качестве которого может служить или тиристор, или электромагнитное реле. Исполнительные устройства осуществляют включение или отключение объектов управления ОУ1 и ОУ2. Объектов может быть и меньше двух и больше, что не меняет сути способа управления.

Конструктивно все функциональные элементы могут быть объединены в одном устройстве. Например, если параметр по своему характеру электрическая величина, таким устройством может быть электромагнитное реле. Если же параметр неэлектрической природы, то каждый из функциональных элементов может быть отдельным устройством. Некоторые из возможных вариантов схем приведены на рис. 13. Так, если необходимые переключения требуется осуществить в функции электрического напряжения, может быть использована схема (рис. 13,а): реле К сработает только при таком напряжении U, когда напряжение на реле будет равно напряжению срабатывания; нужное соответствие между напряжениями достигается настройкой резистора R. Такая схема используется при автоматическом

управлении сваркой неплавящимся электродом для управления включением и отключением осциллятора: реле срабатывает при

холостом ходе сварочного трансформатора и отключается, когда зажигается дуга, т.к. напряжение дуги меньше напряжения холостого хода примерно в пять раз.

Если переключения требуется осуществлять в функции тока, может быть использована схема (рис. 13,б), когда катушка реле КS непосредственно включена в цепь тока (такая схема, например, применяется в некоторых полуавтоматах для сварки плавящимся электродом, когда привод подачи проволоки включается при возникновении тока в сварочной цепи), или схема (рис. 13,в), когда для включения реле К приходится использовать усилительную технику (на рисунке – это усилитель У).

Рис. 12. Блок – схема системы управления в функции параметра

а) б) в) г)

д) е)

Рис. 13. Примеры схем управления в функции параметра

(пояснение в тексте)

Если переключения требуется осуществлять в функции тока, может быть использована схема (рис. 13,б), когда катушка реле КS непосредственно включена в цепь тока (такая схема, например, применяется в некоторых полуавтоматах для сварки плавящимся

электродом, когда привод подачи проволоки включается при возникновении тока в сварочной цепи), или схема (рис. 13,в), когда для включения реле К приходится использовать усилительную технику (на рисунке – это усилитель У).

Для управления в функции скорости вращения какого-либо вала в качестве датчика и одновременно усилителя может быть использован тахогенератор ТГ (рис. 13,г), напряжение которого прямо пропорционально скорости вращения его якоря. Вал тахогенератора механически связывают с рабочим валом, скорость которого измеряется. Напряжение срабатывания реле К подбирают таким образом, чтобы реле сработало при заданном значении скорости вращения рабочего вала (согласующий потенциометр на схеме не указан). Схема может быть использована, например, при сварке сопротивлением, когда вращающуюся деталь приводят в соприкосновение с деталью неподвижной при определенной скорости вращения первой детали.

При переключениях в функции температуры может быть применена или схема (рис. 13,д) (температура измеряется термопарой ТП), или схема (рис. 13,г) (температура измеряется по инфракрасному излучению с помощью фоторезистора, имеющего максимум чувствительности в области инфракрасного излучения). Последние две схемы используют иногда для управления циклом контактной точечной сварки. Термопару встраивают в электрод и, когда температура в точке спая достигает заданного значения, ток сварки отключается. Фоторезисторы устанавливают обычно на сварочный электрод так, чтобы резистор воспринимал инфракрасное излучение приэлектродной области и, когда фототок в цепи резистора достигнет заданного значения, сварочный ток отключится.

Заданные значения измеряемых параметров обычно определяются заранее на основе результатов лабораторных или производственных экспериментов.

В заключение раздела рассмотрим работу фрагмента схемы управления циклом аргонодуговой сварки (рис. 14). Фрагмент иллюстрирует способы автоматического управления в функции времени и параметра.

Работа схемы начинается с нажатия на кнопку S2, при замыкании контактов которой подается напряжение на катушку контактора К1. Контактор включается и через свои замыкающие контакты подает напряжение на сварочный трансформатор ТС, электромагнитный клапан подачи газа Y и две катушки реле времени (реле КТ1 и КТ2).

При подключении сварочного трансформатора ТС к сети возникает вторичное напряжение (напряжение холостого хода), при

котором срабатывает реле дуги К2 и подготавливает цепь питания для осциллятора ОСЦ.

При срабатывании клапана Y в систему начинает поступать защитный газ. Через заданный промежуток времени, в течении которого осуществляется продувка перед сваркой системы подачи газа, замыкается контакт в цепи осциллятора. Осциллятор подключается к сети и возбуждает дугу. При возникновении дуги вторичное напряжение трансформатора ТС существенно уменьшается и реле К2 отключается, отключая от сети осциллятор.

Рис. 14. Упрощенная схема управления аргонодуговой сваркой

Процесс сварки продолжается до нажатия на кнопку S1. При этом отключается контактор К1, который своими контактами отключает от сети сварочный трансформатор (дуга гаснет) и катушки реле КТ1 и КТ2. Газ продолжает поступать в зону сварки до тех пор, пока через установленный промежуток времени контакт КТ2 не отключит питание клапана Y, при этом вся схема приходит в исходное состояние.

Сущность автоматического управления в функции времени, пути и параметра не изменяется при автоматизации любого другого механизированного способа сварки и других технологических операций по изготовлению сварной конструкции, изменяется лишь количество объектов управления, последовательность их работы и применяемая элементная база средств автоматики, используемых для создания схем автоматического управления циклом работы технологического оборудования.