Sterowniki procesu zgrzewania

W związku ze stale rosnącymi wymaganiami jakościowymi w przemyśle konieczne jest ciągłe doskonalenie technologii wytwarzania produktów, w tym technologii łączenia elementów metalowych. Jedną z częściej stosowanych metod łączenia jest zgrzewanie oporowe. Coraz wyższe wymagania w dziedzinie technologii zgrzewania wynikają z potrzeby łączenia nowych materiałów konstrukcyjnych oraz konieczności zagwarantowania stabilnych i powtarzalnych parametrów decydujących o jakości połączeń zgrzewanych.

W celu zaspokojenia rosnących wymagań klientów Przedsiębiorstwo Aparatury Spajalniczej ASPA opracowało i wdrożyło do produkcji szereg układów sterowania i sterowników prądu zgrzewania przeznaczonych do kontroli procesu zgrzewania w jednofazowych zgrzewarkach oporowych. W produkcji sterowników ASPA stosuje technikę mikroprocesorową z wykorzystaniem nowoczesnych podzespołów elektronicznych oraz technologię montażu powierzchniowego. Zastosowanie techniki mikroprocesorowej umożliwia wytwarzanie wielu odmian sterowników dostosowanych do specyfiki aplikacji w konkretnej zgrzewarce przy wykorzystaniu tych samych modułów elektronicznych. Jednocześnie nowa technologia umożliwiła wprowadzenie dodatkowych funkcji, takich jak automatyczna korekta parametrów zgrzewania po wykonaniu zadanej liczby zgrzein (funkcja „stepper”), automatyczna kompensacja zmian napięcia zasilania zgrzewarki, powodująca korektę wysterowania tyrystorów zależnie od fluktuacji napięcia zasilającego zgrzewarkę, pomiar i stabilizacja prądu zgrzewania, zabezpieczenie przed zmianą parametrów przez osoby do tego nieupoważnione czy też rejestracja parametrów zgrzewania. To wszystko, w powiązaniu z kilkuetapowym procesem testowania układów sterowania w procesie produkcji, wpłynęło na znaczną poprawę ich niezawodności w porównaniu z wcześniejszymi konstrukcjami nie wykorzystującymi techniki mikroprocesorowej.

Układy sterowania ZSM i ASM

Produkowane w firmie ASPA układy sterowania można podzielić na dwie grupy: układy serii ZSM i układy serii ASM. Seria układów ASM jest uproszczoną wersją układów sterowania, w której szczególny nacisk położono na prostotę obsługi, dlatego ograniczono liczbę dostępnych funkcji do podstawowego zestawu najczęściej wykorzystywanych w procesie zgrzewania. Na bazie tych układów sterowania wykonywane są również specjalne, jednostkowe odmiany układów sterowania dedykowane do specjalnych zgrzewarek i stanowisk zgrzewalniczych produkowanych przez ASPA.

Charakterystyka układów sterowania serii ZSM:

  •  sterowanie jednofazowymi oporowymi zgrzewarkami punktowymi, garbowymi i liniowymi
  •  praca w trybie zgrzewania pojedynczego, seryjnego i impulsowego
  •  sterowanie zaworami elektropneumatycznymi
  •  sterowanie pneumatycznym zaworem proporcjonalnym
  •  możliwość zaprogramowania wielu programów parametrów technologicznych, każdy program może zawierać do 12 interwałów czasowych, w tym do trzech interwałów prądowych
  •  możliwość nastawy narastania i opadania prądu w czasie zgrzewania
  •  możliwość zaprogramowania zmiany siły docisku elektrod podczas cyklu zgrzewania
  •  komunikacja między sterownikiem a użytkownikiem za pośrednictwem wyświetlacza alfanumerycznego LCD i klawiatury numerycznej (informacje w języku polskim lub – na życzenie – w innym)
  •  możliwość zapamiętanie parametrów zgrzewania (prąd i czas) i możliwość ich zapisania do komputera PC (komunikacja przez RS-232 lub Ethernet po zastosowaniu dodatkowego modułu)
  •  zabezpieczenie przed ingerencją w program osób niepowołanych – konieczność podania kodu (PIN) przed przystąpieniem do programowania parametrów technologicznych
  •  autodiagnostyka sterownika i zgrzewarki po włączeniu zasilania oraz stała kontrola stanu zgrzewarki (wykrywanie zwarcia lub brak zapłonu tyrystorów, brak powietrza, brak wody)
  •  kompensacja zmian wartości napięcia zasilającego
  •  niektóre z układów mają możliwość pomiaru i stabilizacji prądu wtórnego zgrzewarki
  •  automatyczne dopasowanie do cosϕzgrzewarki
  •  programowa kompensacja zużycia elektrod (funkcja „stepper”)
  •  wejścia i wyjścia logiczne umożliwiające pracę w automatycznej linii zgrzewalniczej
  •  podłączenia elektryczne poprzez złącze wielobiegunowe
  •  możliwość konfiguracji sterownika przez użytkownika.

Charakterystyka układów sterowania serii ASM:

  •  sterowanie jednofazowymi oporowymi zgrzewarkami punktowymi, garbowymi, doczołowymi
  •  możliwość pracy w trybie zgrzewania pojedynczego i seryjnego
  • możliwość wykonywania zgrzewania impulsowego oraz możliwość realizacji automatycznego wyżarzania przy zgrzewaniu doczołowym
  • automatyczna kompensacja zmian napięcia zasilającego zgrzewarkę
  • możliwość zaprogramowania do ośmiu stałych cykli technologicznych, z których każdy może zawierać do dziewięciu przedziałów czasowych
  • komunikacja między sterownikiem a użytkownikiem za pośrednictwem wyświetlacza cyfrowego „LED” i przycisków
  • zabezpieczenie przed zmianą parametrów zgrzewania przez osoby niepowołane za pomocą przełącznika z kluczem
  • automatyczne dopasowanie do cosϕ
  • prowadzenie diagnostyki zgrzewarki (wykrywanie zwarcia lub brak zapłonu tyrystorów, brak powietrza, brak wody, przekroczenie dopuszczalnego napięcia zasilania)
  • wejścia i wyjścia logiczne umożliwiające pracę w automatycznej linii zgrzewalniczej
  • podłączenia elektryczne poprzez złącze wielobiegunowe.

W rodzinie układów sterowania ASM występują układy, które poza wyżej wymienionymi cechami posiadają dodatkowe funkcje umożliwiające wykorzystanie go w systemach sterowania zgrzewarek wielopunktowych. Pozwalają m.in. na zaprogramowanie sekwencji kolejno następujących po sobie zgrzewań, z których każde może być wykonane z innym wcześniej ustalonym programem. Ponadto posiadają zdolność przyporządkowania do każdego z programów możliwości sterowania innym zaworem oraz innym blokiem tyrystorowym, co pozwala kolejno sterować kilkoma układami dociskowymi zgrzewarki i niezależne kilkoma transformatorami zgrzewalniczymi.

Tabela porównawcza sterowników

Na bazie układów sterowania ASM i ZSM, ASPA produkuje sterowniki prądu zgrzewania (seria SASM i SZSM) w formie zintegrowanej szafki zawierającej układ sterowania z serii ASM lub ZSM, bloki tyrystorowe z radiatorem powietrznym lub wodnym, moduł zapłonowy dla tyrystorów oraz niezbędny osprzęt elektryczny. Sterownik taki stanowi kompletny system sterowania zgrzewarki, do którego należy tylko dołączyć zawory sterujące siłownikiem zgrzewarki, transformator zgrzewalniczy, przyciski sterujące i doprowadzić zasilanie. Sterowniki takie mogą być wykorzystywane do łatwego wykonywania modernizacji starych zgrzewarek oraz budowania nowych zgrzewarek.

Szczególna odmianą takiego sterownika jest SASM-742/C4 (tzw. kaskada) zawierający w jednej szafce m.in. układ sterowania ASM-742, cztery bloki tyrystorowe oraz cztery obwody sterowania układami dociskowymi. Umożliwia on kontrolę pracy zgrzewarek wielopunktowych lub innych specjalizowanych, w których konieczne jest sterowanie kilkoma transformatorami zgrzewalniczymi.

Poza wyżej wymienionymi układami ASPA oferuje również zestawy montażowe (kit) ZASM i ZZSM, składające się z układu sterowania ASM lub ZSM oraz dodatkowych komponentów m.in. takich jak transformator zasilający, moduł zapłonowy, kompletu złączy połączeniowych itd. Zestaw taki umożliwia wykonanie przez odbiorcę własnej aplikacji systemu sterowania do zastosowania w nowej maszynie lub modernizacji używanej zgrzewarki.

polski