Вестник МГТУ, 2024, Т. 27, № 4.

Вестник МГТУ. 2024. Т. 27, № 4. С. 568-576. DOI: https://doi.org/10.21443/1560-9278-2024-27-4-568-576 Введение Электрическая дуга, возникающая при сварке с использованием плавящегося электрода и независимой подачи проволоки, автоматически реагирует на внешние условия для поддержания постоянной энергетической стабильности ( М а р т ы н о в , 2 0 1 5 ) . Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) подразделяются на централизованные, децентрализованные и комбинированные. При использовании централизованной структуры управления цифровое устройство отвечает за анализ сигналов и формирование управляющих команд, устанавливая связь с объектами управления через разнообразные каналы связи. В ходе разработки математической модели импульсного трансформатора, позволяющей применять метод сварки STT1 ( З а в ь я л о в и д р ., 2 0 1 8 ) при настройке силовых импульсов тока с заданными параметрами, использовались программный комплекс Matlab Simulink и плагины от компании Schneider Electric. Материалы и методы Основными характеристиками стыкового шва являются следующие элементы геометрической формы: ширина шва е, выпуклость шва q, глубина провара h, толщина шва t, зазор b и толщина свариваемого металла S. При управлении сложныммногомернымобъектом, такимкакшов, дляопределения текущей координаты стыка по длине используется функция аппроксимации, которая учитывает указанные характеристики. Чтобы сохранить все координаты, стык автоматически разделяется на фрагменты с заданными длиной и формой, которые приближают криволинейный стык к заданному уровню точности. Каждый участок имеет в памяти компьютера лишь координаты конечной точки, необходимые для его дальнейшего использования. При правильном подборе параметров сварочного режима появляется возможность улучшения качества сварочного шва, смещения температур фазовых переходов в связке "феррит- мартенсит - перлит - цементит", использования более щадящих режимов последующей термообработки, управления нормированным тепловложением в сварочную ванну при применении аналитической модели объемного тепловыделения двойного эллипсоида Голдака. Результаты и обсуждение Для автоматизации решений по управлению многомерными объектами применяется структурная схема процесса саморегулирования (рис. 1), где использованы следующие обозначения: ОУ - объект (объекты) управления; ЦУУ - цифровое управляющее устройство; АЦП - аналого-цифровой преобразователь; ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь; ИУ - исполнительное устройство; q1 - теплота (энергия), затрачиваемая на нагрев капли до температуры плавления электродного металла; q 2- теплота, переносимая электродом (тепломассоперенос); q k - прочие вводные параметры (толщина, сечение, марка материалов). ЦАП1 ИУ1 ЦУУ ЦАП2 ИУ2 ОУ ; • ЦАПА' ИУ* АЦП1 АЦП2 ----------------------1АЦПА | - -------------------- Рис. 1. Структурная схема процесса саморегулирования Fig. 1. Block diagram of the self-regulation process В ходе сварочных работ система применяет линейную интерполяцию для вычисления промежуточных координат, основываясь на координатных узлах. Координаты определяются с учетом распределения сварочного пути по диаметру (периметру) соединяемых элементов. При выполнении сварки по криволинейной проекции система автоматического управления самостоятельно поддерживает постоянную скорость сварки по контуру, что позволяет ей регулировать скорость перемещения по осям X и Y. 1 Метод сварки STT (Surface Tension Transfer) - тепломассоперенос за счетмеханизма сил поверхностного натяжения. 569