CN114879607A - 一种智能焊接电源控制*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种智能焊接电源控制***，包括焊接电源、用于控制所述焊接电源的中心控制单元以及用于安全保护的防护单元，所述中心控制单元包括单片机控制，本发明中的PI控制模块可针对不同的焊丝电极对控制参数进行自整定调节，提高了焊接的稳定性和快速性。

Description

一种智能焊接电源控制***
技术领域
本发明涉及焊接电源领域，具体涉及一种智能焊接电源控制***。
背景技术
智能化控制是焊接技术的主流发展趋势，焊接是复杂、多变量、非线性的过程，现有的焊接电源控制***多采用PID控制模块和算法进行焊丝的智能控制，但传统的PID控制参数是固定不变，无法适应复杂多变的焊接情况，无法提供自适应的智能调节，虽然其内存小，速度快等有点显著，但随着单片机技术的发展，现有的单片机是可以继续大量复杂快速的运算的，因此设计一种更加高效优质的智能焊接电源控制***具有重要的现实意义。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种智能焊接电源控制***，包括：
焊接电源、用于控制所述焊接电源的中心控制单元以及用于安全保护的防护单元，所述中心控制单元包括单片机控制，所述单片机包括PI控制模块、主电路驱动控制模块、电参数控制模块、信号检测电路、故障报警与处理电路、通信电路以及人机界面模块，所述P I控制模块采用模糊自适应整定的算法控制，所述单片机连接有逆变器、送丝机和保护气体装置，所述逆变器、送丝机与所述保护气体分别通过各自的控制通道与所述单片机连接通信，所述算法控制在反馈量中加入电流变化率，用于控制电流的上升速度，所述主电路驱动控制模块中预先存储焊接参数，所述焊接参数存储于一ROM存储器中。
优选的，所述焊接参数为所述人机界面模块可引用。
优选的，所述故障报警与处理电路的报警状态包括粘丝、熄弧、过流、过压、过热以及触嘴。
优选的，所述主电路驱动控制模块与所述电参数控制模块之间采用光电隔离。
优选的，所述防护单元设于所述送丝机上，所述防护单元用于减少外部环境的干扰源。
优选的，所述PI控制模块包括模式识别、比较器、自整定算法以及PI控制器。
优选的，所述模式识别提取阶跃响应***的误差，提取误差的过程参数作为状态变量，将所述状态变量与理想状态的变量值经过所述比较器进行比较，按照大小关系送入基于二分法的自整定算法环节，计算出PI控制器各参数所对应的一次调节量，多次自调节至阶跃响应***的误差与理想参数吻合，完成自整定过程。
有益效果：
1，本发明中的PI控制模块可针对不同的焊丝电极对控制参数进行自整定调节，提高了焊接的稳定性和快速性。
2，本发明设有防护单元对外部干扰源的抗干扰。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明PI控制模块原理示意图。
图中数字表示：
1、模式识别 2、比较器 3、自整定算法 4、PI控制器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明包括焊接电源、用于控制所述焊接电源的中心控制单元以及用于安全保护的防护单元，所述中心控制单元包括单片机控制，所述单片机包括PI控制模块、主电路驱动控制模块、电参数控制模块、信号检测电路、故障报警与处理电路、通信电路以及人机界面模块，所述PI控制模块采用模糊自适应整定的算法控制，所述单片机连接有逆变器、送丝机和保护气体装置，所述逆变器、送丝机与所述保护气体分别通过各自的控制通道与所述单片机连接通信，所述算法控制在反馈量中加入电流变化率，用于控制电流的上升速度，所述主电路驱动控制模块中预先存储焊接参数，所述焊接参数存储于一ROM存储器中。所述焊接参数为所述人机界面模块可引用。所述故障报警与处理电路的报警状态包括粘丝、熄弧、过流、过压、过热以及触嘴。所述主电路驱动控制模块与所述电参数控制模块之间采用光电隔离。所述防护单元设于所述送丝机上，所述防护单元用于减少外部环境的干扰源。所述PI控制模块包括模式识别1、比较器2、自整定算法3以及PI控制器4。
所述模式识别1提取阶跃响应***的误差，提取误差的过程参数作为状态变量，将所述状态变量与理想状态的变量值经过所述比较器2进行比较，按照大小关系送入基于二分法的自整定算法3环节，计算出PI控制器4各参数所对应的一次调节量，多次自调节至阶跃响应***的误差与理想参数吻合，完成自整定过程。
焊接控制过程为由人机界面模块直接输入焊接规范参数，或借助于多圈电位从基准电源产生电压信号，并经过A/D转换输入焊接过程的规范参数，然后通过键盘或控制开关发出焊接指令。这时，单片机接上逆变器、送丝机、保护气体等设备的有关控制通道，并发出提前送气指令，逆变器的输入端为焊接回路的电压或电流反馈信号，经过信号检测电路的信号处理输入到单片机的ADC端口，再经过PI控制模块，输出PWM信号，PWM信号经过主电路驱动控制模块放大后控制焊接，从而控制焊接回路。然后是引弧指令，引弧成功后，单片机自动把电流从小递增到预定值。若是熔化极气体保护焊，主电路驱动控制模块和电参数控制模块以及信号检测电路通过对电弧电压、焊接电流信号的采集比较，使焊丝速度和电弧电压调节到预定焊接规范。待工件预热(工件厚度和电弧电压较大时才需预热)到一定时间后，单片机发出启动行走机构指令，并输出一定数值的焊接速度信号，开始正常焊接。在焊接过程中，单片机实时数字显示焊接电流及电弧电压值(包括空载电压)，自动进行焊接过程中的规范变换。收弧时，单片机发出收弧指令，进行收弧处理(包括电流衰减、滞后送气等)。收弧完毕，单片机进入焊接结束状态，并关闭所有通道。若在焊接过程中或焊接结束后检测到故障信号，则以中断方式供单片机进行处理，中断一切工作，发出报警信息，并显示故障原因，以便操作者查找并排除故障，待故障排除后方可以再次进行焊接。
对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。

Claims (8)

1.一种智能焊接电源控制***，其特征在于：包括焊接电源、用于控制所述焊接电源的中心控制单元以及用于安全保护的防护单元，所述中心控制单元包括单片机控制，所述单片机包括PI控制模块、主电路驱动控制模块、电参数控制模块、信号检测电路、故障报警与处理电路、通信电路以及人机界面模块，所述PI控制模块采用模糊自适应整定的算法控制，所述单片机连接有逆变器、送丝机和保护气体装置，所述逆变器、送丝机与所述保护气体分别通过各自的控制通道与所述单片机连接通信，所述算法控制在反馈量中加入电流变化率，用于控制电流的上升速度，所述主电路驱动控制模块中预先存储焊接参数，所述焊接参数存储于一ROM存储器中。
2.根据权利要求1所述的一种智能焊接电源控制***，其特征在于：所述焊接参数为所述人机界面模块可引用。
3.根据权利要求2所述的一种智能焊接电源控制***，其特征在于：所述故障报警与处理电路的报警状态包括粘丝、熄弧、过流、过压、过热以及触嘴。
4.根据权利要求3所述的一种智能焊接电源控制***，其特征在于：所述主电路驱动控制模块与所述电参数控制模块之间采用光电隔离。
5.根据权利要求3所述的一种智能焊接电源控制***，其特征在于：所述主电路驱动控制模块与所述电参数控制模块之间采用电磁隔离。
6.根据权利要求3所述的一种智能焊接电源控制***，其特征在于：所述防护单元设于所述送丝机上，所述防护单元用于减少外部环境的干扰源。
7.根据权利要求3所述的一种智能焊接电源控制***，其特征在于：所述PI控制模块包括模式识别、比较器、自整定算法以及PI控制器。
8.根据权利要求7所述的一种智能焊接电源控制***，其特征在于：所述模式识别提取阶跃响应***的误差，提取误差的过程参数作为状态变量，将所述状态变量与理想状态的变量值经过所述比较器进行比较，按照大小关系送入基于二分法的自整定算法环节，计算出PI控制器各参数所对应的一次调节量，多次自调节至阶跃响应***的误差与理想参数吻合，完成自整定过程。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1613592A (zh) * 2004-11-25 2005-05-11 上海交通大学 短路过渡co2焊的通信结构的数字控制方法
CN201290072Y (zh) * 2008-10-28 2009-08-12 上海沪工电焊机制造有限公司 电焊机软开关逆变焊接电源的单片机控制***
CN105598558A (zh) * 2016-03-10 2016-05-25 大连理工大学 一种弧焊电源电流双闭环控制方法
CN106077894A (zh) * 2016-06-30 2016-11-09 山东奥太电气有限公司 一种带阻波器的无控制线载波逆变式焊机控制***
FR3088120A1 (fr) * 2018-11-06 2020-05-08 Valeo Systemes Thermiques Procede de detection de surchauffe pour dispositif de chauffage et unite de commande correspondante
CN112548298A (zh) * 2020-11-30 2021-03-26 华南理工大学 基于模式识别的微电阻点焊电源pid参数自整定方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1613592A (zh) * 2004-11-25 2005-05-11 上海交通大学 短路过渡co2焊的通信结构的数字控制方法
CN201290072Y (zh) * 2008-10-28 2009-08-12 上海沪工电焊机制造有限公司 电焊机软开关逆变焊接电源的单片机控制***
CN105598558A (zh) * 2016-03-10 2016-05-25 大连理工大学 一种弧焊电源电流双闭环控制方法
CN106077894A (zh) * 2016-06-30 2016-11-09 山东奥太电气有限公司 一种带阻波器的无控制线载波逆变式焊机控制***
FR3088120A1 (fr) * 2018-11-06 2020-05-08 Valeo Systemes Thermiques Procede de detection de surchauffe pour dispositif de chauffage et unite de commande correspondante
CN112548298A (zh) * 2020-11-30 2021-03-26 华南理工大学 基于模式识别的微电阻点焊电源pid参数自整定方法

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