[00995978]Kn90钢轨焊机控制系统的改造

Kn90钢轨焊机是前苏联生产的一种钢轨专用焊接设备。该焊机具有功耗小，焊接质量优良等优点，在国内有一定的拥有量。但其控制系统落后，且不具备焊接过程数据检测与记录功能。根据用户的要求，课题组对Kn90钢轨焊机的控制系统进行了改造。实现计算机监控，现已完成第一期改造，用户反映良好。根据钢轨焊接工艺的要求，控制系统应完成：(1)焊接中顶进速度控制：模拟焊接时顶进速度为恒速0.2mm/s；实际焊接时引入焊接电流负反馈。以避免电流过大焊接变压器过载或长时间焊接电流不足影响焊接质量。顶进是由一台伺服电机驱动伺服阀控制液压缸推进动立柱移动实现的。(2)焊接过程中焊接电压、电流、顶进量、顶进速度进行实时监测记录，并给出它们随时间变化的曲线。(3)能够按照控制时序要求输出夹紧、高低压切换、顶锻、推瘤等开关量。(4)硬件电路改造：由晶闸管完成一次回路调压，取代原自耦变压器调压电路。采用PWM功率放大器驱动伺服电机，取代交磁放大器。由软件控制取代原硬件控制器和转鼓控制器。基于上述控制要求，课题组采用计算机+A/D+D/A+I/O接口组成控制系统的核心。焊接电流和顶进速度是决定焊接质量的关键参数，二者又是密切相关的。当焊接电压一定时，顶进速度大时焊口接触电阻小，焊接电流就大；反之依然。特别是不稳定烧化阶段，焊口热积累低，未形成稳定的熔融层时，焊接电流波动剧烈。因此顶进速度的控制是焊机控制的重要环节。顶进速度应随电流的变化而变化，为此课题组将控制器设计为一个增量式二维模糊控制器。钢轨焊机工作所需开关量也由计算机控制，包括焊接变压器冷却水系统，液压站，钢轨的夹紧、放松、推瘤的控制；由开关给出的开机、关机、焊接启动、焊接终止、模拟焊接等指令。Kn90焊机改造后，提高了焊接质量，降低了工人劳动强度和设备维修量。每个焊点的焊接过程的都被实时记录，为质量监督和日后事故分析提供了有力的手段。