Блок управления точечной сваркой на микроконтроллере

Мостовой сварочный инвертор с микроконтроллерным управлением

Блок управления точечной сваркой на микроконтроллере
Схема блока управления полномостовымсварочным инвертором
Блок управленияпостроен на основе распространенного ШИМ-контроллера TL494 сзадействованием одного канала регулирования. Этот канал стабилизируетток в дуге. Задание тока формирует микроконтроллер с помощью модуляCCP1 в режиме ШИМ на частоте примерно 75 кГц. Заполнение ШИМ будетопределять напряжение на конденсаторе C1. Величина этого напряженияопределяет величину сварочного тока.

Настройка инвертора

    Силовая часть пока обесточена.Предварительно проверенный блок питания подключаем к блоку управления ивключаем его в сеть. На индикаторе загорятся все восьмёрки с точкой вмладшем разряде. Включаем осциллограф в провода Out1 и Out2.Контролируем наличие двухполярных импульсов частотой 40-50 кГц сполочкой мёртвого времени не менее 1,5 мкс между ними.

Величинумёртвого времени можно подкорректировать, изменив напряжение на входеDT(4) у TL494. После этого нужно осциллографом проверить напряжение назатворах ключей. Там должны быть прямоугольные импульсы с фронтами неболее 500 нс, частотой 40-50 кГц и амплитудой 15-18 В.    Если всё так, собираем полностью схемуинвертора и включаем его в сеть.

На индикацию сначала будут выведенывосьмёрки, затем должно включиться реле и индикатор покажет 120 А. Есливосьмёрки продолжают гореть, значит напряжение в сварочных проводах непревышает 100 В. Ищем причину и устраняем её.    Если всё так, то кликая кнопками пробуемизменять задание тока. Если удерживать одну из кнопок, то изменениезадания тока будет происходить автоматически.

Изменение задания токадолжно пропорционально изменять напряжение на конденсаторе C1.

    Кликаем обе кнопки одновременно. Переходимв режим отображения температуры. Если показания температуры не верны,то подбирая сопротивление резистора R2, добиваемся точных показаний.    Если всё так, устанавливаем задание 20 А ивключаем в сварочные провода нагрузочный реостат сопротивлением 0,5 Ом.

Реостат должен выдерживать протекание тока не менее 60 А. К выводамшунта подключаем вольтметр магнитоэлектрической системы со шкалой на 75мВ, например прибор Ц 4380. На нагруженном инверторе пытаемся изменятьзадание тока и по показаниям вольтметра контролируем ток. Ток долженменяться пропорционально заданию. Выставляем задание тока 50 А.

Еслипоказания вольтметра не соответствуют 50 А, то на выключенном инверторевпаиваем сопротивление R3 другого номинала. Подбирая сопротивление R3добиваемся соответствие задания тока измеренному.     Если всё так, можно попытаться варить,после 1 минуты сварки током 120 А выключаем инвертор из сети и ищемсамый горячий радиатор. В этот радиатор необходимо вмонтировать датчиктемпературы.

Инструкция по эксплуатации

    При включении инвертора в сеть контроллеравтоматически выставляет величину задания сварочного тока 120 А. Еслипри включении, напряжение в сварочных проводах не превысит 100 В, тоиндикатор будет отображать восьмёрки, это свидетельствует онеисправности. При нормальном запуске восьмёрки должны сменитьсяотображением задания тока 120 А. Кликая кнопками можно изменитьвеличину задания в пределах от 20 до 160 А.

Еслинужно контролировать температуру инвертора во время работы, необходимокликнуть обе кнопки одновременно, при этом индикатор будет показыватьтекущую температуру радиатора.

Если температура радиатора во время работыпревысит 75 градусов, то независимо от режима индикации, которая была вэтот момент, индикатор начнёт отображать температуру радиатора,включится прерывистый звуковой сигнал. Работа инвертора при этом неблокируется, но величина задания тока будет автоматически сброшена до20 А.    Как только температура понизится ниже 65градусов прерывистый звуковой сигнал выключится, индикация будет той,которая была до превышения температуры. Задание тока будет 20 А.     Если произойдёт обрыв датчика температуры,индикатор выдаст код ошибки Ert1, включится прерывистый звуковойсигнал. Работа инвертора при этом не блокируется, но величина заданиятока будет автоматически сброшена до 20 А.    Если произойдёт замыкание датчикатемпературы, индикатор выдаст код ошибки Ert0, включится прерывистыйзвуковой сигнал. Работа инвертора при этом не блокируется, но величиназадания тока будет автоматически сброшена до 20 А.

Читайте также  Как правильно выбрать сварочный аппарат для дома

Прошивка для микроконтроллераPIC16F876:

В HEX формате :     most.rar      
В SFR формате :      most.sfr          

Автор конструкции:  Руслан Липин

Связаться с автором можно по email

Источник: http://elektro-shemi.ru/mostovoj_svarochnyj_invertor_s_mikrokontrollernym_upravleniem.html

Сварочный инвертор с управлением на Atmega8. Часть 1

Эта статья написана по материалам  форума «ЭЛЕКТРИК»

Выражаю глубокую признательность Юрию — автору этой конструкции, программисту,  а также многим участникам этого форума за техподдержку…

2

В авторском варианте, в законченном виде, аппарат малогабаритен и  имеет такой внешний вид

    Технические характеристики:

  •     Управление сварочным током от 30 до 220 Ампер;
  •      Архитектура — однотактный «косой мост»;
  •      Индикация сварочного тока;
  •      Напряжение питание ~220в 50Гц до 24А:
  •      Индикация температуры (перегрева);
  •      Режим антистик(антиприлип);
  •      Режим хотстарт(автостарт);
  •      Режим сна;    

Работа различных событий работы автоматики  отображается на трехзначном табло. Аппарат предназначен для продолжительной работы, и без проблем работает на электрод «четверку», с большим запасом по току. В комплекте к этой конструкции имеются 3 прошивки:

  1. на диапазон сварочного тока 160 и 220 Ампер для однофазного варианта
  2.  на ток 280 Ампер  для трехфазного варианта.

Итак схема сварочного инвертора представленна ниже

 Стоит обратить внимание на то, что аппарат разрабатывался автором, как бюджетный, и допускает использование довольно широкой, по своим характеристикам, элементной базы, однако, на кажущуюся простоту схемотехники, настроить его сможет только специалист, в крайнем случае, опытный радиолюбитель…

Вся схема аппарата размещена на трех стеклотекстолитовых платах

Слева направо: блок импульсного инвертора,  блок питания и емкостной ресивер с реле, контроллер

В этой статье более подробно рассматривается самая прогрессивная часть — плата контроллера на Atmega8

   Печатная плата  контроллера  двусторонняя,   соединения(металлизация)  сторон осуществляется  методом пропайки соединителей BLC с двух сторон или просто —  пропайкой медных штырей диаметром 07-0.8мм.

Применение вилок BLD-BLC обусловлено тем, что они обхватывают штырь с 4-х сторон. После отладки, вместо клемм, рекомендуется припаять соединительные провода. Прошивку MCU можно осуществить любым AVR-программатором. При правильном монтаже и прошивке, контроллер заработает сразу от любого источника 11-16 Вольт. Все режимы контроллера можно проверить — замыкая разъем OUT и нагревая, например зажигалкой, терморезистор, без подключения силовых плат. На плате контроллера имеется 4-е SMD микросхемы:

  • микропроцессор Atmega8
  • ШИМ- контроллер UC3845
  • Магазин транзисторов ULN2803
  • DC-DC преобразователь MC34063

 Трехзначный 7-сегментный индикатор с общим анодом, в авторском варианте — размер символа 19мм, легко заменяется на тот, что «есть под рукой». В документации к каждой микросхеме, подробно изложены их режимы и типовые схемы включения. Скачать соответствующий даташит из интернет сегодня не проблема.

Частота работы ШИМ-контроллера 3845 должна быть 50 кГц, при заполнении 0,45:

  •  9мкС    — длительность  импульса;
  • 11мкС    — длительность паузы.

При включении питания, происходит временное включение вентилятора обдува и его выключение, если температура датчика ниже 40 град. При этом на табло отображается слева вверху маленький ноль. Через несколько секунд, после подачи питания, маленький ноль погаснет и на индикаторе высветится значение положения задатчика тока. Если включен переключатель S1 (Hot start): сначала отображается на табло HST-при этом происходит подьем тока на уровне 30% от установленного значения в течении 0.5 сек; затем срабатывает «антистик» и отображается ANS, если не произошел поджиг  или, если нет размыкания(«отлипа» электрода), то на табло отображается «OFF», и происходит полное блокирование импульсов ШИМ-контроллера,  до устранения К.З. или отрыва брошенного/залипшего электрода от свариваемой детали. Если включен переключатель S2 (Off idling): на индикаторе постоянно будет гореть дополнительная точка, этот режим — выключение ХХ, т.е на сварочных концах присутствует безопасное слаботочное напряжение около 13 Вольт,  и ШИМ-контроллер выключен. По первому касанию электрода мгновенный запуск импульсов  ШИМ-контроллера и подьем до уровня 80 Вольт выходного напряжения. Режим этот необходим при работе в сырую погоду, во влажных или сырых помещениях,  колодцах, на высоте и т.д. При простое аппарата в режиме ХХ, с включенным ШИМ-контроллером, срабатывает ограничение заполнения импульсов, чтобы не греть ферритовый сердечник трансформатора, и если аппарат бездействует больше 3-х минут, включается режим «СОН». При этом на табло отображается слева вверху маленький ноль. Запуск мгновенный по касанию электрода.Режим работы вентилятора: При нагревании до 40 градусов срабатывает, и работает до понижения температуры в 35 градусов. При достижении температуры 60 град начинает моргать индикатор и происходит ограничение импульсов ШИМ-контроллера, при дальнейшем повышении температуры, свыше 70 градусов, вместо показаний тока на дисплее появляются показания температуры в градусах Цельсия, и происходит останов работы ШИМ-контроллера. При охлаждении до 50 градусов ШИМ-контроллер заново включается.Терморезисторы для датчика температуры можно применить из поломанных ATX блоков питания. Все описанные функции осуществляются программой процессора — сварка таким аппаратом одно удовольствие. Печатные платы с металлизацией можно заказать у автора. Фотошаблоны, прошивки можно скачать тут Все возникшие вопросы по сборке и настройке этого инвертора, можно задать на авторском форуме или на нашем форуме Продолжение

Читайте также  Как сварить стеллаж из уголка

Источник: http://texvedkom.org/svarochnyj-invertor-s-upravleniem-na-atmega8/

Регулятор контактной сварки с микропроцессорным управлением РКМ-501П — Всё для чайников

Подробности Категория: Контактная сварка

  • Регуляторы контактной сварки микропроцессорные серии РКМ-501П, именуемые в дальнейшем «регуляторы», предназначены для управления циклом сварки, контроля и стабилизации значения сварочного тока, машин контактной сварки переменного тока. Регуляторы серии РКМ-501П заменяют приборы следующих серий:

РВИ-501 – для точечных и шовных машин с постоянным усилием;

РКС-14, РКС-501 – для точечных машин;

РКС-14Ш – для шовных машин.

  • Регуляторы предназначены для работы в закрытых помещениях на высоте до 1000 м над уровнем моря.
  • Окружающая среда – не взрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию.

Скачать документацию

Технические характеристики

  • Регуляторы изготавливаются для питания от сети на напряжения 220 и 380 Вольт 50Гц.
  • Регуляторы обеспечивают управление силовой коммутирующей аппаратурой – тиристорным контактором, одним электропневматическим клапаном и приводом вращения роликов.

Для упрощения адаптации персонала при переходе на новое оборудование, регулятор обеспечивает полную функциональность регулятора РВИ-501  с сохранением названий и пределов изменения параметров.

Это позволяет наиболее быстро обучить технический персонал, знакомый с принципами  работы с регуляторами ранних версий, к работе с новым оборудованием.

  • Регулятор обеспечивает следующие режимы работы:
  • шовный режим (сварка с прерывистым пропусканием сварочного тока);
  • шовный режим (сварка с непрерывным пропусканием сварочного тока);
  • точечный режим;
  • плавное нарастание переднего фронта первого импульса (модуляцию);
  • управление одним силовым тиристором или тиристорным контактором;
  • управление 1 электропневматическим клапаном;
  • Дискретный отсчет позиций сварочного цикла в периодах сетевого напряжения;
  • Измерение и индикацию текущего значения напряжения питающей сети (используется при калибровке регулятора);
  • Параметрическую стабилизацию среднего значения напряжения на сварочном контуре по напряжению сети;
    • Регуляторы (в точечном режиме) обеспечивают работу машин одиночными циклами и в автоматическом режиме (пока замкнута цепь запуска), при этом выдержка времени «Предварительное сжатие» из последующих циклов исключается. При работе в шовных режимах цепь запуска должна быть замкнута дважды: один раз для запуска, второй для остановки.
    • Основные параметры и масса регулятора приведены в табл. 1.

Устройство и принцип работы регулятора

  • Регулятор состоит из следующих электронных блоков:
  • Блок микропроцессора;
  • Блок питания.
  • Блок индикации.

Блоки выполнены на печатных платах, установленных внутри корпуса.

Блок микропроцессора выполнен на микроконтроллере фирмы ATMEL AT mega64-16AU. Линии ввода-вывода контроллера через гальваническую развязку и усилительные транзисторы связаны с органами управления, датчиками сварочной машины, исполнительными устройствами и входом управления тиристорного контактора.

Оператор общается с регулятором посредством цифровых индикаторов, светодиодов, отображающих состояние прибора,  и клавиатуры, расположенных на лицевой панели регулятора.

Работой регулятора управляет программа, хранящаяся в энергонезависимой памяти контроллера.

  • Работа с регулятором.
Читайте также  Как сварить ворота на забор

      Программное обеспечение регулятора поддерживает две функции: диалог с оператором (пользователем) и управление сварочной машиной.

      Диалог с пользователем осуществляется посредством цифровых индикаторов, светодиодов, отображающих состояние прибора,  и клавиатуры, представляющих внешний пульт регулятора (в дальнейшем просто пульт). В состав пульта входит:

  • 16 семисегментных цифровых индикаторов, индикаторы сгруппированы по 2 таким образом, что на лицевой панели отображаются 8 двухзначных параметров;
  • клавиатура (6 клавиш);
  • лампы индикации (8 светодиодов).
  • Внешний вид пульта изображен на рисунке 1.

Список параметров, задаваемых пользователем, представлен в таблице 3. Параметры перечислены в порядке, в котором они задаются.

Условные обозначения:

XXX – параметр числовое значение (параметр может принимать значения от 00 до 99, если не указаны дополнительные ограничения),

TXT – выбираемый параметр (параметр может принимать значение из списка заранее заложенного в памяти регулятора), выбор осуществляется с помощью клавиш «ЗНАК МИНУС» и «ЗНАК ПЛЮС».

  • Описание пульта управления регулятора.
    • Назначение клавиш пульта.

Клавиатура пульта содержит 6 клавиш:

  • 2 клавиши редактирования («ЗНАК ПЛЮС» и «ЗНАК МИНУС»), используются для изменения значений параметров (цифровых строк ввода или выбираемых);
  • 1 клавиша навигации («СТРЕЛКА ВПРАВО»). Клавиша «СТРЕЛКА ВПРАВО» используются для выбора редактируемого параметра;
  • клавиша МНОЖИТЕЛЬ («x2») предназначена для выбора множителя длительности сварочных позиций. Рядом с клавишей расположена сигнальная лампа, каждое нажатие на клавишу, изменяет состояние лампы. Зажженная лампа сигнализирует о том, что длительность всех сварочных позиций умножается на 2[1].
  • клавиша ЦИКЛ («Авт») предназначена для переключения между автоматическим и одиночным циклами сварки. Рядом с клавишей расположена сигнальная лампа, каждое нажатие на клавишу, изменяет состояние лампы. Когда лампа горит, регулятор работает в автоматическом режиме, когда погашена, регулятор отрабатывает одиночный цикл сварки.
  • клавиша ЦИКЛ С ТОКОМ («Ток») предназначена для переключения режима сварки с пропусканием сварочного тока и без пропускания сварочного тока. Рядом с клавишей расположена сигнальная лампа, каждое нажатие на клавишу, изменяет состояние лампы. Когда лампа горит, регулятор проводит сварочный цикл с пропусканием тока, когда лампа погашена, ток во время проведения цикла не пропускается.
    • Назначение ламп и индикаторов пульта регулятора.

На лицевой панели регулятора установлены сигнальные лампы (светодиоды). Лампы предназначены для отображения текущего состояния выходных и входных линий, индикации текущего состояния сварочного цикла и некоторых настроек регулятора.

Назначение и работа ламп установленных рядом с клавишами «x2», «Ток», «Авт» описана в п.4.2.3.1.

Лампы, отображающие состояние выходных линий регулятора:

  • «Привод» – лампа отображает состояние привода вращения роликов сварочной машины. В шовном режиме работы лампа зажигается на время включения привода роликов[2].
  • «Клапан» – лампа отображает состояние клапана сжатия. Лампа зажигается на время включения клапана.

Лампы, отображающие состояние входных линий регулятора:

  • «Запрет» – лампа отображает состояние входного сигнала «Сварка запрещена». Если этот вход регулятора подключен к 24В, лампа зажигается и сварка запрещается. Если вход отключен, лампа остается погашенной и сварка разрешается. Так же лампа сигнализирует о том, что напряжение сети меньше минимально допустимого, такая ситуация обозначается мигающей лампой «ЗАПРЕТ». При мигающей лампе «ЗАПРЕТ», сварка не возможна и требуется проверка напряжения сети и уставки «Минимально допустимое напряжение сети» (см п.8.3). Если сигнал +24В подается на линию «ЗАПРЕТ» в процессе сварки, лампа «ЗАПРЕТ» зажигается, и цикл сварки прерывается.
  • «Ток» — лампа отображает стадию проведения цикла сварки. Зажженная лампа сигнализирует о том, что началась выдача импульсов тока.
[1] Следует иметь ввиду, что длительность предварительного сжатия, независимо от того включено умножение длительности позиций на 2 или нет, умножается на 4. Например, если на лицевой панели параметр «Пред. Сж.» имеет значение 15, длительность предварительного сжатия будет 60 периодов.

[2] Лампа включается непосредственно на время вращения роликов, которое совпадает со временем срабатывания выхода «Муфта», который управляет муфтой привода. Диаграммы работы внешних устройств см. Приложение 1.

Скачать документацию

Источник: https://forkettle.ru/biblioteka/pasporta-i-tekhnicheskaya-dokumentatsiya/761-svarochnoe-oborudovanie/kontaktnaya-svarka/8438-regulyator-kontaktnoj-svarki-s-mikroprotsessornym-upravleniem-rkm-501p

Понравилась статья? Поделить с друзьями: