Специализированная информационно-измерительная система для мониторинга процесса дуговой сварки
Рассмотрены структура и функциональные возможности мобильной информационно-измерительной системы, предназначенной для регистрации электрических и временных параметров процесса дуговой сварки с последующей статистической обработкой и графической интерпретацией полученных результатов....
Збережено в:
| Дата: | 2007 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2007
|
| Назва видання: | Автоматическая сварка |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101794 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Специализированная информационно-измерительная система для мониторинга процесса дуговой сварки / А.Е. Пирумов, И.О. Скачков, С.А. Супрун, С.Ю. Максимов // Автоматическая сварка. — 2007. — № 8 (652). — С. 41-43. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-101794 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1017942025-02-09T14:19:53Z Специализированная информационно-измерительная система для мониторинга процесса дуговой сварки Special-ised information-measurement system to monitor the arc welding process Пирумов, А.Е. Скачков, И.О. Супрун, С.А. Максимов, С.Ю. Краткие сообщения Рассмотрены структура и функциональные возможности мобильной информационно-измерительной системы, предназначенной для регистрации электрических и временных параметров процесса дуговой сварки с последующей статистической обработкой и графической интерпретацией полученных результатов. The paper deals with the structure and functional capabilities of a mobile information-measuring system designed for recording electrical and time parameters of the arc welding process with subsequent statistical processing and graphic interpretation of the obtained results. 2007 Article Специализированная информационно-измерительная система для мониторинга процесса дуговой сварки / А.Е. Пирумов, И.О. Скачков, С.А. Супрун, С.Ю. Максимов // Автоматическая сварка. — 2007. — № 8 (652). — С. 41-43. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101794 621.791.03-52 ru Автоматическая сварка application/pdf Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Краткие сообщения Краткие сообщения |
| spellingShingle |
Краткие сообщения Краткие сообщения Пирумов, А.Е. Скачков, И.О. Супрун, С.А. Максимов, С.Ю. Специализированная информационно-измерительная система для мониторинга процесса дуговой сварки Автоматическая сварка |
| description |
Рассмотрены структура и функциональные возможности мобильной информационно-измерительной системы, предназначенной для регистрации электрических и временных параметров процесса дуговой сварки с последующей статистической обработкой и графической интерпретацией полученных результатов. |
| format |
Article |
| author |
Пирумов, А.Е. Скачков, И.О. Супрун, С.А. Максимов, С.Ю. |
| author_facet |
Пирумов, А.Е. Скачков, И.О. Супрун, С.А. Максимов, С.Ю. |
| author_sort |
Пирумов, А.Е. |
| title |
Специализированная информационно-измерительная система для мониторинга процесса дуговой сварки |
| title_short |
Специализированная информационно-измерительная система для мониторинга процесса дуговой сварки |
| title_full |
Специализированная информационно-измерительная система для мониторинга процесса дуговой сварки |
| title_fullStr |
Специализированная информационно-измерительная система для мониторинга процесса дуговой сварки |
| title_full_unstemmed |
Специализированная информационно-измерительная система для мониторинга процесса дуговой сварки |
| title_sort |
специализированная информационно-измерительная система для мониторинга процесса дуговой сварки |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| publishDate |
2007 |
| topic_facet |
Краткие сообщения |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101794 |
| citation_txt |
Специализированная информационно-измерительная система для мониторинга процесса дуговой сварки / А.Е. Пирумов, И.О. Скачков, С.А. Супрун, С.Ю. Максимов // Автоматическая сварка. — 2007. — № 8 (652). — С. 41-43. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| series |
Автоматическая сварка |
| work_keys_str_mv |
AT pirumovae specializirovannaâinformacionnoizmeritelʹnaâsistemadlâmonitoringaprocessadugovojsvarki AT skačkovio specializirovannaâinformacionnoizmeritelʹnaâsistemadlâmonitoringaprocessadugovojsvarki AT suprunsa specializirovannaâinformacionnoizmeritelʹnaâsistemadlâmonitoringaprocessadugovojsvarki AT maksimovsû specializirovannaâinformacionnoizmeritelʹnaâsistemadlâmonitoringaprocessadugovojsvarki AT pirumovae specialisedinformationmeasurementsystemtomonitorthearcweldingprocess AT skačkovio specialisedinformationmeasurementsystemtomonitorthearcweldingprocess AT suprunsa specialisedinformationmeasurementsystemtomonitorthearcweldingprocess AT maksimovsû specialisedinformationmeasurementsystemtomonitorthearcweldingprocess |
| first_indexed |
2025-11-26T18:44:42Z |
| last_indexed |
2025-11-26T18:44:42Z |
| _version_ |
1849879623316275200 |
| fulltext |
УДК 621.791.03-52
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННАЯ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬ-
НАЯ СИСТЕМА ДЛЯ МОНИТОРИНГА
ПРОЦЕССА ДУГОВОЙ СВАРКИ
А. Е. ПИРУМОВ, инж., И. О. СКАЧКОВ, канд. техн. наук (НТУУ «Киевский политехнический институт»),
С. А. СУПРУН, канд. техн. наук С. Ю. МАКСИМОВ, д-р техн. наук
(Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины)
Рассмотрены структура и функциональные возможности мобильной информационно-измерительной системы, пред-
назначенной для регистрации электрических и временных параметров процесса дуговой сварки с последующей
статистической обработкой и графической интерпретацией полученных результатов.
К л ю ч е в ы е с л о в а : информационно-измерительная сис-
тема, дуговая сварка, электрические и временные парамет-
ры, регистрация, статистическая обработка, графическая
интерпретация
Развитие информационных технологий существен-
но расширяет область применения компьютерной
техники в сварке. Совершенствование оборудова-
ния, применяемого для управления сварочными
процессами и измерения энергетических парамет-
ров сварочной дуги, сопровождается поиском
инструментов, способных обеспечить получение
прогнозируемой оценки качества изготовленной
продукции.
Одним из таких инструментов является инфор-
мационно-измерительная система (ИИС), разрабо-
танная совместно кафедрой электросварочных ус-
тановок НТУУ Украины «Киевский политехни-
ческий институт» и Институтом электросварки
им. Е. О. Патона НАН Украины. Она предназна-
чена для регистрации электрических и временных
параметров процесса дуговой сварки с последу-
ющей статистической обработкой и графической
интерпретацией полученных результатов.
ИИС (рис. 1) состоит из персональ-
ного компьютера, оснащенного специа-
лизированным программным обеспече-
нием «IMS2006», функционирующим в
среде операционной системы Windows
Me/2000/XP, внешнего аналого-цифро-
вого преобразователя (АЦП) и набора
датчиков. АЦП Е-140 (Л-Кард, Россия)
обеспечивает непрерывный сбор анало-
говых данных на частотах дискрети-
зации от 0,122 до 100,0 кГц [1]. В базо-
вом варианте ИИС комплектуется дат-
чиками тока и напряжения,
обеспечивающими гальваническую раз-
вязку цепи и измерение тока до 300 А
и напряжения до 500 В. При необходи-
мости пользователь может использовать датчики
с нормализированным уровнем выходного сигна-
ла до 10 В любого функционального назначения.
Структурная схема ИИС приведена на рис. 2.
Основные технические данные разработанной
ИИС следующие: количество аналоговых входов
— 16 или 32 (в зависимости от способа подклю-
чения к источнику сигнала); количество аналого-
вых выходов — 2; 16 входных и 16 выходных
цифровых TTЛ-совместимых линий. Диапазон
© А. Е. Пирумов, И. О. Скачков, С. А. Супрун, С. Ю. Максимов, 2007
Рис. 1. Общий вид ИИС
Рис. 2. Функциональная схема ИИС
8/2007 41
входных напряжений каналов аналогового ввода
— не более 10 В [1].
С помощью программного обеспечения ИИС
оцифрованный сигнал по предварительно задан-
ным параметрам записывается в файл в формате
знакового целого двухбайтного числа на жесткий
диск персонального компьютера. Обработка дан-
ных основана на статистическом анализе элект-
рических сигналов, получаемых с датчиков (нап-
ример, тока сварки и напряжения дуги, скорости
подачи проволоки и перемещения сварочной го-
ловки, расхода защитного газа и др.).
При записи сигналов пользователь имеет воз-
можность выбрать номер канала получения дан-
ных, установить частоту работы АЦП, задать
коэффициент усиления, указать имя файла для за-
писи, а также создать паспорт испытания. После
записи сигналов на жестком диске создается дво-
ичный файл с данными. По желанию пользователя
система позволяет при записи сигналов включать
опцию управления выходными цифровыми лини-
ями, что дает возможность программировать цикл
технологического процесса.
В основном окне программы обработки дан-
ных (рис. 3) отображаются осциллограммы запи-
санных сигналов, с которыми пользователь может
выполнять следующие операции: масштабиро-
вание, определение мгновенных значений, сохра-
нение изображения. В основном окне программы
также находятся кнопки для перехода к подпрог-
раммам обработки данных. С их помощью поль-
зователь может перейти к расчету основных ста-
тистических характеристик и построению различ-
ных гистограмм. Базовой версией программы об-
работки предусмотрены следующие режимы рас-
чета параметров сигналов.
1. Расчет статистических характеристик и пос-
троение гистограмм (рис. 4) для всех значений
осциллограммы или выбранного участка, находя-
щегося между двумя курсорами (положение кур-
соров задаются пользователем вручную). В прог-
рамме предусмотрена возможность рассчитывать
для выбранного канала записанных данных сле-
дующие характеристики: среднее и среднеквадра-
тическое значения, стандартное отклонение, дис-
персию, моду и медиану сигнала, коэффициент
вариации, определять значения минимума, мак-
симума и размаха сигнала, объем массива данных,
выбранного для расчетов [2]. Пользователь имеет
возможность выбрать и произвести расчет данных
соответствующих параметров, а также сохранить
изображение гистограммы амплитудных значений
сигнала.
2. Расчет статистических характеристик и пос-
троение гистограмм продолжительности коротких
замыканий сварочной дуги (рис. 5). Для обработки
программа отбирает значения, находящиеся выше
(для сигнала сварочного тока) или ниже (для сиг-
нала напряжения на дуге) уровня коротких замы-
каний, который устанавливает пользователь.
Пользователь имеет возможность получить ха-
рактеристики описательной статистики, а также
информацию по средней, минимальной и макси-
мальной продолжительности коротких замыканий
с отображением их гистограммы.
3. Расчет статистических значений и построе-
ние гистограмм времени зажиганий сва-
рочной дуги (рис. 6). Подпрограмма ра-
ботает по алгоритму, аналогичному опи-
санному в п. 2, с той лишь разницей,
что для обработки отбираются значения,
соответствующие уровню возбуждения
сварочной дуги.
Кроме того, для указанной версии
программы предусмотрена возможность
расчета минимального значения напря-
жения холостого хода, необходимого
Рис. 3. Основное окно программы обработки данных
Рис. 4. Окно построения гистограммы (а) и окно статистической обработки
сигнала (б)
Рис. 5. Окно статистической обработки значений коротких
замыканий сварочной дуги
42 8/2007
для надежного возбуждения сварочной дуги. Та-
кая характеристика полезна при исследовании но-
вых электродных материалов для сварки. Расчет
производится по зависимости, предложенной в ра-
боте [3]
Uх.х(min) = x
_
+ 3σ2
√⎯⎯2
,
где x
_
— среднее значение напряжения зажигания
дуги; σ2 — дисперсия значений напряжения за-
жигания дуги.
4. Для наглядности исследователь имеет воз-
можность получить вольт-амперную характерис-
тику для указанного участка осциллограммы, рас-
считать частоты с помощью преобразований
Фурье, а также скорость нарастания тока для выб-
ранного участка.
Описанная ИИС прошла успешное апробиро-
вание при исследовании процесса автоматической
подводной мокрой сварки [4].
Разработанная ИИС полезна исследователям,
работающим в области создания сварочных ма-
териалов и исследования технологических процес-
сов. Система мобильна, что расширяет область ее
применения, проста в использовании. Обработка ин-
формации может происходить как сразу после эк-
сперимента, так и в любое другое время. Получае-
мая информация легко преобразуется в графики и
таблицы, что является полезным при написании от-
четов и заключений об исследуемом сварочном ма-
териале или процессе сварки.
1. Кодоркин А. В. Е-140. Руководство пользователя. — М.:
L-Card, 2003.
2. Козлов Б. А., Ушаков И. А. Справочник по расчету надеж-
ности аппаратуры радиоэлектроники и автоматики. — М.:
Сов. радио, 1975. — 472 с.
3. Методика определения стабильности дуги переменного
тока / И. К. Походня, В. Н. Горпенюк, А. Е. Марченко и
др. // Автомат. сварка. — 1979. — № 12. — С. 16–18.
4. К вопросу применения нейронных сетей для контроля ка-
чества сварных соединений при подводной сварке / И. О.
Скачков, А. Е. Пирумов, С. Ю. Максимов, Е. А. Прилипко
// Там же. — 2006. — № 6. — С. 27–31.
The paper deals with the structure and functional capabilities of a mobile information-measuring system designed for
recording electrical and time parameters of the arc welding process with subsequent statistical processing and graphic
interpretation of the obtained results.
Поступила в редакцию 19.12.2006
ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ
Институт электросварки им.
Е. О. Патона НАН Украины
А. В. Лавренюк (ИЭС) защи-
тил 6 июня 2007 г. кандидат-
скую диссертацию на тему
«Трехфазно-двухфазный ис-
точник питания постоянного
тока для сварки в среде CO2».
Диссертационная работа
посвящена дальнейшему раз-
витию теории, проектирова-
ния и расчета источников питания (ИП) для свар-
ки в CO2 традиционного типа.
В результате проведенного анализа характе-
ристик двухфазных схем выпрямления определе-
но, что применение схем с параллельным соеди-
нением выпрямителей при построении сварочных
ИП нерационально, так как ведет к значительному
сужению пределов регулирования сварочного
напряжения, которое составляет до 25 %.
Установлено, что оптимальным вариантом
двухфазной схемы выпрямления при построении
сварочных ИП является двухфазная схема с пос-
ледовательно включенными выпрямителями, ко-
торые построены по двухполупериодной схеме со
средней точкой.
Разработан ИП для сварки в CO2, построенный
на базе двух последовательно соединенных вып-
рямителей, одного — управляемого, другого —
неуправляемого, питание которых осуществляется
от трехфазно-двухфазного трансформатора.
Силовая схема нового сварочного ИП позво-
ляет обеспечить плавное тиристорное регулиро-
вание сварочного напряжения с исключением про-
валов сварочного тока и напряжения до нуля во
всем диапазоне регулирования, а также повышен-
ное начальное значение напряжения ИП за счет
интегрированного в схему диодно-конденсаторно-
го умножителя напряжения (ДКУ), что обеспечи-
вает высокие сварочные свойства такого ИП. При
Рис. 6. Окно статистической обработки значений зажигания
8/2007 43
|