Prezentujemy Mikroprocesorowy Regulator Mocy i Czasu Zgrzewania dla zgrzewarek jednopunktowych wersja standard (w skrócie MRMiCZ1P standard), w wersji bez obudowy, przeznaczony do montażu w szafie sterowniczej z automatyką przemysłową. Urządzenie służy do zasilania transformatora w zgrzewarce jednopunktowej bądź może być stosowane w automatycznych liniach zgrzewalniczych z jednym transformatorem.

Zaprezentowane urządzenie powstało w odpowiedzi na zapytania o regulator mocy i czasu zgrzewania dla zgrzewarek jednopunktowych, który można by zamontować w szafie sterowniczej oraz nastawiać parametry zgrzewania ze sterownika programowalnego (PLC). Układ wyróżnia się na rynku tym, że jest to rozwiązanie kompletne, gotowe do pracy po jego podłączeniu do zasilania, transformatora zgrzewalniczego oraz sygnałów sterujących. Na radiatorze zostały zamontowane następujące komponenty: separator galwaniczny sygnałów sterujących, mikroprocesorowy sterownik zgrzewania (mikroprocesorowy regulator mocy i czasu zgrzewania), transformatory impulsowe, moduł tyrystorowy, filtr przepięciowy, bezpiecznik ultraszybki (opcjonalnie). MRMiCZ1P standard jest zmontowanym układem, który wystarczy podłączyć do zasilania (wystarczy podłączyć trzy przewody L1, L2, PE), transformatora zgrzewarki (wystarczy podłączyć dwa przewody oraz dodatkowo przewód PE), sygnału wyzwalającego zgrzewanie, sygnałów binarnych służących do nastawiania mocy i czasu zgrzewania, impulsowego sygnału informującego o zakończeniu zgrzewania (opcjonalnie). Konkurencyjne urządzenia na ogół sprzedawane są jako oddzielne komponenty (osobno nabywa się sterownik, osobno moduł tyrystorowy, osobno radiator, osobno transformatory impulsowe i filtr przepięciowy), które należy zmontować we własnym zakresie.

Mikroprocesorowy Regulator Mocy i Czasu Zgrzewania dla zgrzewarek jednopunktowych wersja standard – jest to kompletne rozwiązanie (mikroprocesorowy sterownik zgrzewania, moduł tyrystorowy zainstalowany na radiatorze, transformatory impulsowe oraz filtr przepięciowy, separator galwaniczny sygnałów sterujących, opcjonalny bezpiecznik ultraszybki)

MRMiCZ1P standard wdrażane są zarówno w nowych zgrzewarkach jednopunktowych jak i w modernizowanych używanych zgrzewarkach, w których zastępują stare sterowniki. Automatycy oraz elektrycy, którzy do tej pory wykorzystywali nasze regulatory, bez kłopotu dokonali montażu, podłączenia i uruchomienia.

Otrzymywaliśmy w przeszłości pytania od automatyków, czy możliwe jest wykonanie układu regulatora mocy i czasu zgrzewania przy wykorzystaniu wyłącznie sterownika programowalnego (PLC), tak aby posiadał on funkcje takie, jak opracowany przez nas Mikroprocesorowy Regulator Mocy i Czasu Zgrzewania. Jest to zadanie nietrywialne, bowiem projekt układu regulatora mocy i czasu zgrzewania powinien uwzględniać następujące zagadnienia:
1. Regulacja mocy zgrzewania odbywa się w ten sposób, że w każdej połówce sinusoidy tyrystory załączane są na pewien czas. Od tego, w którym momencie trwania połówki sinusoidy zostaną załączone tyrystory, zależy czas przewodzenia przez nie prądu, a to z kolei przekłada się na moc zgrzewania.
2. Układ synchronizacji z siecią zasilającą transformator zgrzewarki.
3. Układ eliminacji składowej stałej w prądzie transformatora. Brak tego typu układu może skutkować tym, że po załączeniu tyrystorów, w obwodzie pierwotnym transformatora zgrzewarki popłynie prąd o natężeniu nawet kilkadziesiąt razy przekraczającym wartość natężenia prądu znamionowego, co może doprowadzić do uszkodzenia tyrystorów.
4. Łagodne narastanie prądu w celu eliminacji iskrzenia w początkowej fazie zgrzewania.
5. Układ z PLC powinien być bardzo szybki, aby różnica w kącie sterowania tyrystorów między dodatnią a ujemną połówką sinusoidy nie przekraczała 1 stopnia elektrycznego.
6. Układ powinien mieć separację galwaniczną między układem sterującym a bramkami tyrystorów, które są na potencjale obwodu siłowego.
7. Układ powinien zawsze załączać tyrystory na parzystą liczbę połówek sinusoidy, aby nie pozostawić rdzenia transformatora w stanie namagnesowania.

Zaprojektowany przez nas Mikroprocesorowy Regulator Mocy i Czasu Zgrzewania dla zgrzewarki jednopunktowej uwzględnia wszystkie wymienione powyżej zagadnienia.

Poniżej przedstawiono uproszczony schemat ideowy podłączenia Mikroprocesorowego Regulatora Mocy i Czasu Zgrzewania dla zgrzewarki jednopunktowej do sterownika programowalnego (PLC), zasilania i transformatora zgrzewarki.

Mikroprocesorowy Regulator Mocy i Czasu Zgrzewania dla zgrzewarek jednopunktowych wersja standard – uproszczony schemat ideowy podłączenia sygnałów sterujących, zasilania oraz transformatora zgrzewalniczego

Zadaniem separatora galwanicznego sygnałów sterujących jest zabezpieczenie wejść i wyjść Mikroprocesorowego Regulatora Mocy i Czasu Zgrzewania oraz sterownika programowalnego (PLC) przed uszkodzeniem, które mogłoby nastąpić na skutek niepoprawnego podłączenia urządzenia.

Wszystkie podzespoły elektroniczne, z których składa się zaprezentowane urządzenie wykonywane są w taki sposób, aby zagwarantować wieloletnią bezawaryjną pracę. Jako przykład mogą posłużyć konstruowane przez nas filtry przepięciowe, wykorzystywane od wielu lat w niezliczonych zgrzewarkach. Układy te nigdy nie uległy awarii, co jest możliwe dzięki odpowiedniej konstrukcji. Zwiększono wytrzymałość mechaniczną poprzez zastosowanie szerokich ścieżek na elektronicznych płytkach drukowanych – w przypadku, gdyby ścieżki były zbyt wąskie (co jest częstą praktyką spotykaną w innych filtrach), to po upływie pewnego czasu mogłyby one popękać na skutek wibracji. Kolejną cechą naszych filtrów jet to, że nie skracamy wyprowadzeń elementów elektronicznych, natomiast zaginamy je, dzięki czemu dodatkowo zwiększamy wytrzymałość mechaniczną układu. Płytki elektroniczne posiadają również duże pola lutownicze, co skutkuje tym, że elementy elektroniczne są trwale przymocowane do płytki. Ponadto wszelakie ciężkie i duże elementy elektroniczne są przyklejane do powierzchni płytek elektronicznych specjalnym klejem, co przekłada się na dodatkowe zwiększenie wytrzymałości mechanicznej. Więcej informacji, dotyczących stosowanych przez nas rozwiązań mających na celu zapewnienie bezawaryjnej pracy urządzeń elektronicznych, dostępnych jest w artykule Filtry przepięciowe i transformatory impulsowe do bloków tyrystorowych.

Filtr przepięciowy (filtr RC) do modułów tyrystorowych – widok od spodu płytki elektronicznej, jeszcze nie zlutowanej (grube ścieżki, duże pola lutownicze, zagięte wyprowadzenia elementów podnoszą wytrzymałość mechaniczną i wydłużają żywotność układu)

MRMiCZ1P standard umożliwia ustawianie mocy oraz czasu trwania zgrzewania, za pomocą sygnałów binarnych podanych ze sterownika programowalnego (PLC). Moc zgrzewania można ustawiać w zakresie od 1% do 100%, z krokiem 1%. Czas zgrzewania można ustawiać w zakresie od 0,02 sekundy do 2 sekund (to jest w zakresie od 1 do 100 okresów prądu przemiennego), z krokiem 0,02 sekundy. MRMiCZ1P standard umożliwia ustawienie, za pomocą mikroprzełączników znajdujących się na płytce elektronicznej, czasu narastania mocy zgrzewania, czyli tzw. slope (0, 2, 4 albo 6 okresów prądu przemiennego 50 Hz). Sterownik MRMiCZ1P standard ma funkcję eliminacji składowej stałej prądu.

Sterownik posiada układ zabezpieczenia termicznego. W momencie przekroczenia dopuszczalnej temperatury bloku tyrystorowego, operator informowany jest o tym zdarzeniu za pomocą pulsującego światła kontrolki. Urządzenie ma także system detekcji uszkodzenia tyrystora. W przypadku detekcji uszkodzenia modułu tyrystorowego, operator powiadamiany jest o tym zdarzeniu za pośrednictwem migającego światła kontrolki.

Urządzenie oferuje nieskomplikowaną wizualizację pracy w postaci kontrolki wskazującej czas trwania oraz moc zgrzewania. Jasność świecenia kontrolki oznacza moc zgrzewania, natomiast czas świecenia kontrolki oznacza czas zgrzewania.

Poniższa ilustracja zawiera uproszczony schemat blokowy sterownika MRMiCZ1P standard wraz z podłączonym transformatorem zgrzewalniczym.

Uproszczony schemat blokowy sterownika MRMiCZ1P standard wraz z podłączonym transformatorem zgrzewalniczym

Istotną funkcją MRMiCZ1P standard, pozwalającą na pracę w linii automatyki przemysłowej, jest tranzystorowy, impulsowy sygnał wyjściowy (KZ) informujący o zakończeniu zgrzewania. Sygnał KZ może zostać wprowadzony na wejście sterownika programowalnego (PLC). Dzięki obciążalności prądowej wynoszącej 500 mA, wyjście KZ może bezpośrednio sterować przekaźnikiem.

Poniżej przedstawiono podstawowe dane techniczne Mikroprocesorowego Regulatora Mocy i Czasu Zgrzewania dla zgrzewarek jednopunktowych wersja standard.

Na poniższym filmie przedstawiono Mikroprocesorowy Regulator Mocy i Czasu Zgrzewania dla zgrzewarek jednopunktowych wersja standard w wersji z obudową.

Mikroprocesorowy Regulator Mocy i Czasu Zgrzewania
dla zgrzewarek jednopunktowych, film

Stworzone przez nas sterowniki dla zgrzewarek jednopunktowych znajdują zastosowanie w nowo powstających oraz modernizowanych maszynach. Poniżej prezentujemy kilka opinii użytkowników naszych regulatorów prądu zgrzewania dla zgrzewarek jednopunktowych.

Inne materiały:
http://www.pawlak-automatyka.pl/gotowe-rozwiazania/zgrzewarki-jednopunktowe
http://www.pawlak-automatyka.pl/blog/tyrystory-metody-diagnostyki-i-zabezpieczenia/