Automatycznie sterowany ultradźwiękowy generator mocy - str. 2 - ELEKTRONIKA - MATERIAŁY PIEZOELEKTRYCZNE - GENERATOR PIEZOELEKTRYCZNY - INSTYTUT TELE- I RADIOTECHNICZNY - SPAJANIE ULTRADŹWIĘKOWE - GENERATOR ULTRADŹWIĘKOWY - CYFROWE SPRZĘŻENIE ZWROTNE - SONOTRODA
Farnell, An Avnet Company   Przedstawicielstwo Handlowe Paweł Rutkowski   Phoenix Contact Sp. z o.o.  

Energetyka, Automatyka przemysłowa, Elektrotechnika

Dodaj firmę Ogłoszenia Poleć znajomemu Dodaj artykuł Newsletter RSS
strona główna ARTYKUŁY Elektronika Automatycznie sterowany ultradźwiękowy generator mocy
drukuj stronę
poleć znajomemu

Automatycznie sterowany ultradźwiękowy generator mocy

Budowa i funkcje generatora - schemat blokowy

Rys. 8. Schemat blokowy generatora

Rys. 8. Schemat blokowy generatora.

Układ sterowania i pomiarów

W celu uzyskania dużej rozdzielczości przestrajania oraz zminimalizowania wstępnej obróbki cyfrowej sygnałów pomiarowych opracowano układ cyfrowej syntezy sygnałów sterujących stopniem mocy oraz synchronicznych z nimi sygnałów próbkujących. Schemat blokowy układu sterowania i pomiarów przedstawiono na rys. 9. Na schemacie zastosowano następujące oznaczenia:

  • SM – stopień mocy
  • O – obciążenie
  • UA – układy akwizycji danych pomiarowych
  • CPLD – złożony programowalny układ logiczny
  • UFFP – układ formowania przebiegu prostokątnego
  • FDP – filtr dolnoprzepustowy
  • DDS – syntezer częstotliwości
  • DSP – procesor sygnałowy

Rys. 9. Schemat blokowy układu sterowania i pomiarów

Rys. 9. Schemat blokowy układu sterowania i pomiarów

Zalety przedstawionego układu sterowania i pomiarów są następujące:

  • Zastosowanie cyfrowej syntezy częstotliwości umożliwia uzyskanie liniowej regulacji częstotliwości sygnałów sterujących falownikiem w zakresie 18...42 kHz z rozdzielczością 0.1 Hz oraz regulację ich wypełnienia z rozdzielczością 0,1%;
  • Zastosowanie sprzętowego próbkowania koherentnego upraszcza obróbkę wstępną sygnałów pomiarowych przed realizacją FFT;
  • W połączeniu z procesorem DSP układ pozwala na pomiar impedancji układu drgającego oraz pomiar mocy czynnej w czasie rzeczywistym.

Cyfrowe sprzężenie zwrotne

W pętli cyfrowego sprzężenia zwrotnego, przedstawionej na rys. 10, następuje:

  • dostrajanie i śledzenie optymalnej (dla danej technologii), częstotliwości pracy układu drgającego,
  • stabilizacja mocy czynnej dostarczanej do układu drgającego [4].

Stabilizacja mocy czynnej pozwoliła na kształtowanie cyklu zgrzewania ultradźwiękowego w postaci funkcji mocy czynnej w czasie [5], co jest rozwiązaniem nowatorskim w skali światowej i znacznie usprawnia opracowywanie nowych technologii zgrzewania ultradźwiękowego.

Rys. 10. Cyfrowe sprzężenie zwrotne

Rys. 10. Cyfrowe sprzężenie zwrotne.

Stopień mocy

Stopień mocy zrealizowano w postaci falownika rezonansowego [3], co zapewnia wysoką sprawność generatora i stosunkowo niewielkie jego gabaryty i masę:

  • Szerokość: 240 mm
  • Wysokość: 284 mm
  • Głębokość: 371 mm
  • Masa: 8 kg
  • Moc dysponowana: 6 kW, dla pracy ciągłej.

Widok generatora przedstawiono na rysunku 11.

Oprogramowanie generatora

Oprogramowanie generatora realizuje funkcje takie jak:

  • Kontrola dostępu użytkowników;
  • Dziennik zdarzeń;
  • Komunikacja z panelem sterowania i/lub systemem nadrzędnym;
  • Wizualizacja: parametrów procesu, wyników pomiarów, komunikatów, dziennika zdarzeń;
  • Edycja: parametrów układu drgającego, nastaw zabezpieczeń, parametrów procesu;
  • Pomiar sygnałów o częstotliwościach ultradźwiękowych;
  • Pomiar sygnałów zasilających;
  • Pomiar wielkości technologicznych: siły docisku narzędzia do materiału, energii dostarczonej do spoiny;
  • Funkcje zabezpieczeniowe stopnia mocy;
  • Funkcje zabezpieczeniowe układu drgającego;
  • Funkcje zabezpieczeniowe zapewniające powtarzalność procesu technologicznego;
  • Dostrajanie i nadążanie za częstotliwością rezonansową układu drgającego;
  • Stabilizacja mocy czynnej dostarczanej do układu drgającego;
  • Automatyki procesu zgrzewania: miękki start i stop ultradźwięków, pozycjonowanie narzędzia, pozycjonowanie kurtyny, realizacja cyklu zgrzewania.

Przewidywane obszary dalszych zastosowań automatycznie sterowanego ultradźwiękowego generatora mocy

  • W dziedzinie technologii zgrzewania ultradźwiękowego do badania jakości spoiny w funkcji dostarczanej mocy czynnej;
  • W dziedzinie myjek ultradźwiękowych do badania kawitacji w funkcji częstotliwości i mocy;
  • Po wyposażeniu w odpowiedni interfejs komunikacyjny i rozszerzeniu funkcji sterowania możliwość budowy wirtualnego przyrządu pomiarowego do pomiarów i diagnostyki przetworników dużej mocy z uwzględnieniem zjawisk nieliniowych;
  • Wszędzie tam, gdzie wymagana lub korzystna jest stabilizacja mocy czynnej na zadanym poziomie, jak np. w hydrolokacji.

Praca realizowana była częściowo w ramach projektu nr N N510 601840 pn.: „Komputerowy system pomiarowy do estymacji wartości parametrów oraz diagnostyki przetworników ultradźwiękowych dużej mocy”.

Autorzy:

mgr inż. PIOTR KLUK, inż. PAWEŁ KOGUT, prof. dr hab. inż. ANDRZEJ MILEWSKI

Instytut Tele- i Radiotechniczny, Warszawa

Literatura:

[1] Prokic: Piezoelectric Transducers Modeling and Characterization. e-book from http://www.mpiultrasonics.com, Published in Switzerland by MPI, Copyright © by MPI, August 2004.

[2] Radmanović M. Đ., Dragan D. Mančić: Designing and Modelling of the Power Ultrasonic Transducers. monographic e-book from http://www.mpi-ultrasonics.com, Published in Switzerland by MPI, Copyright © by MPI, 2004, ISBN 86-80135-87-9.

[3] Chudorliński J., W. Kardyś: Zastosowanie falowników rezonansowych w generatorach ultradźwiękowych. Elektronika, nr 7/2010.

[4] Brylski M.: Nadążna regulacja mocy czynnej dostarczanej do zespołu drgającego w systemie zgrzewania ultradźwiękowego. Elektronika, nr 7/2010.

[5] Brylski M.: Kształtowanie cyklu zgrzewania ultradźwiękowego w postaci funkcji mocy czynnej w czasie. Elektronika, nr 7/2010.

[6] Nafalski L., B. Młynarski, Ł. Krzemiński: Zastosowanie technologii zgrzewania ultradźwiękowego do łączenia siatki z włókien szklanych do profili kątowych PCV. Elektronika, nr 7/2010.

REKLAMA

Otrzymuj wiadomości z rynku elektrotechniki i informacje o nowościach produktowych bezpośrednio na swój adres e-mail.

Zapisz się
Administratorem danych osobowych jest Media Pakiet Sp. z o.o. z siedzibą w Białymstoku, adres: 15-617 Białystok ul. Nowosielska 50, @: biuro@elektroonline.pl. W Polityce Prywatności Administrator informuje o celu, okresie i podstawach prawnych przetwarzania danych osobowych, a także o prawach jakie przysługują osobom, których przetwarzane dane osobowe dotyczą, podmiotom którym Administrator może powierzyć do przetwarzania dane osobowe, oraz o zasadach zautomatyzowanego przetwarzania danych osobowych.
Komentarze (1)
Dodaj komentarz:  
Twój pseudonim: Zaloguj
Twój komentarz:
dodaj komentarz
No avatar
romek
poproszę o kontakt z nr tel 502049776 odnośnie linii do zgrzewania siatki szklanej z narożnikiem pcv
Elektronika - Konstrukcje, Technologie, Zastosowania
Elektronika - Konstrukcje, Technologie, Zastosowania
ul. Chmielna 6 m. 6, Warszawa
tel.  (+48 22) 827 38 79
$nbsp;
REKLAMA
Nasze serwisy:
elektrykapradnietyka.com
przegladelektryczny.pl
rynekelektroniki.pl
automatykairobotyka.pl
budowainfo.pl