1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10/10 10,00оценок: 1

Модернизация сварочных инверторов

Тема в разделе "Сварочные аппараты", создана пользователем AstraHard, 06.09.12.

  1. AstraHard
    Регистрация:
    05.09.12
    Сообщения:
    29
    Благодарности:
    14

    AstraHard

    Участник

    AstraHard

    Участник

    Регистрация:
    05.09.12
    Сообщения:
    29
    Благодарности:
    14
    Адрес:
    Оренбург
    Модернизация сварочных инверторов
    Вот смотрю я на контроллеры инверторов, в основном UC38xx, которые для нужд регулирования получают лиш сведения о токе в первичной цепи инвертора и становиться понятно, что функции ARC FORCE, HOT START не могут быть реализованы в полной мере, кроме ANTI STICK. И родилась мысль создать универсальный контроллер на крутом DSP TMS320F28026. Как в SSVA-160 для замены аналоговых.
    Будет спрос?
    И короткая цитата и моей переписки:
    А теперь задача в более упрощенном виде: берем серийный сварочный инвертор, удаляем аналоговый микроконтроллер, ставим TMS320F28027 в виде платы разработчика от, например, OLIMEX. На части платы для "творчества" добавляем несколько нормализующих усилителей для считывания датчиков тока и напряжения, драйвер на высокотоковом операционнике для затворов mosfet, которые являются промежуточным драйвером IGBT моста полумоста, неважно. Ставим также драйвер RS485 к интерфейсу SCI микроконтроллера, по нему сварка будет подключена к компьютеры (любому, с адаптером RS485), где протокол, например, MODBUS. Это позволит и в хвост и в гриву настраивать ПИД регулятор.
    Цель, улучшение характеристик собственно прцесса сварки, без существенных изменений силовой части, тоесть чтобы контроллер вставлялся в разъем извлеченного аналогового. Что в разьеме?, а все просто +15В, -15В питание, два входа ток и напряжение, вход датчика температуры, два выхода шим, включение выключение вентиллятора. Добавляем RS485, MODBUS и хитрый ПИД регулятор, который по MODBUS настраиваем в зависимости от режима сварки, считываем логи, ставим ограничения на свободное творчество собственно рабочего, что электрод держит. И. Т. Д, И. Т. П и Ваши фантазиии тоже.


    там два диода каждый по 20А
     

    Вложения:

    • 2012-08-27 21.59.30.jpg
    • 2012-08-27 21.56.35.jpg
    AstraHard , 06.09.12
    #1 + Цитировать
  2. Сергейб3
    Регистрация:
    14.09.11
    Сообщения:
    21.804
    Благодарности:
    23.649

    Сергейб3

    Модератор

    Сергейб3

    Модератор

    Регистрация:
    14.09.11
    Сообщения:
    21.804
    Благодарности:
    23.649
    Адрес:
    Россия, Белгород
    Это не то о чем Вы говорите.
    Это обычный ШИМ контроллер.
    Он не собирает данные, а тупо выполняет то, что ему поступает от Микроконтроллера.
    Например в Форсаж-161, стоит ATmega 48-20. На него заходят все необходимые данные, а уж он разрешает работу UC38С45, а так же меняет ширину импульса.
     
    Сергейб3 , 06.09.12
    #2 + Цитировать
  3. AstraHard
    Регистрация:
    05.09.12
    Сообщения:
    29
    Благодарности:
    14

    AstraHard

    Участник

    AstraHard

    Участник

    Регистрация:
    05.09.12
    Сообщения:
    29
    Благодарности:
    14
    Адрес:
    Оренбург
    Я планирую TMS320P28027 Piccolo почти аналог TMS320F28016, цель контроллер универсального преобразователя мощности до 40 кВт, с активным корректором коэффициэнта мощности и расширенным квазирезонансным режимом (есть интересная идея, возможно, достойная быть запатентованной). Промежуточный этап замена аналогового контроллера сварочного инвертора. Нужно написать ПИД регулятор формирующий внешнюю характеристику источника для стабильного горения сварочной дуги с малым энергетическим вкладом и циклограммами процесса сварки, подсчетом количества уложенного в шов металла, предварительную загрузку внешней характеристики с компьютера для различных случаев (материалов, положения шва, предварительный подогрев, антиприлипание... итп, например, ввод задания технологом). В части интерфейсов написал MODBUS протокол по RS485, для тренировки.
    Выше цитата из меня.
    Как народ думает?, если появиться возможность заменить аналоговый контроллер на цифровой в Вашем аппарате любого производителя, что нивелирует разницу между силовой частью разных производителей в смысле унификации внешних характеристик плюс интерфейс с компьютером = превращение в подобие профессионального.
    Спрос будет?, ориентировочная цена 59$ в серии, для конкретной модели. Еще конь не валялся, так что это не реклама. На миниатюре плата разработчика с TMS320F28016.

    Пишите кто что видел в плане контроллеров и распиновки их разъема.


    Это мне и не нравиться, у Piccolo разрешение шим 4 шт. 150 пикосекунд. Он сам со всем справиться, UMC38хх совсем не нужен, а ATmega это прошлый век.
     

    Вложения:

    • 2012-08-27 21.56.35.jpg
    AstraHard , 06.09.12
    #3 + Цитировать
  4. Сергейб3
    Регистрация:
    14.09.11
    Сообщения:
    21.804
    Благодарности:
    23.649

    Сергейб3

    Модератор

    Сергейб3

    Модератор

    Регистрация:
    14.09.11
    Сообщения:
    21.804
    Благодарности:
    23.649
    Адрес:
    Россия, Белгород
    AstraHard, Когда получится, не забудте поделится впечатлениями. ;)
     
    Сергейб3 , 06.09.12
    #4 + Цитировать
  5. AstraHard
    Регистрация:
    05.09.12
    Сообщения:
    29
    Благодарности:
    14

    AstraHard

    Участник

    AstraHard

    Участник

    Регистрация:
    05.09.12
    Сообщения:
    29
    Благодарности:
    14
    Адрес:
    Оренбург
    Конечно допущение "собирает данные" применительно к аналоговому котроллеру может и режет слух, но обратная связь только по первичному току не позволит хорошо стабилизировать дугу. Нужно стабилизировать энергетический вклад, тогда и брызгать не будет и прочие прелести. Но для этого надо добавить умножитель и гальванически развязанный усилитель напряжения на дуге. Например ACM1100, хорошо сопрягается с TMS320 Piccilo. Вам Сергей вопрос, что вы видили из контроллеров, расскажите. Распиновку собираю разных вариантов, для сопряжения с DSP процессором. Для компьютерного блока питания уже реализовал замену TL494, полет нормальный, через MODBUS с ПК общаюсь, уставки там по напряжению к-ты ПИД ввожу, наблюдаю реакцию.
    Приобрел для экспериментов пару сварочников.


    Кто какие процессоры видел в инверторах, а то я подозреваю, что процессоры в большинстве занимаються индикацией тока только и всего. За исключением SSVA-160-2, SSVA-180-P. А там TMS320F28xx?, кто в курсе отзовитесь.
     

    Вложения:

    • 2012-08-27 22.01.45.jpg
    AstraHard , 06.09.12
    #5 + Цитировать
  6. Сергейб3
    Регистрация:
    14.09.11
    Сообщения:
    21.804
    Благодарности:
    23.649

    Сергейб3

    Модератор

    Сергейб3

    Модератор

    Регистрация:
    14.09.11
    Сообщения:
    21.804
    Благодарности:
    23.649
    Адрес:
    Россия, Белгород
    А что о них можно расказать?
    Самые ходовые ШИМ контроллеры, UC25 или 35, 28 или 38.
    Микроконтроллеры, каждый производитель ставит тот, который нравится.

    Как раз расскажите, что получилось. :aga:

    Для микроконтроллера, самая важная часть программы, это правильно выбраная кривая вольтамперной характеристики, а это опыт сварщика, электронщика и технолога.
     
    Сергейб3 , 06.09.12
    #6 + Цитировать
  7. AstraHard
    Регистрация:
    05.09.12
    Сообщения:
    29
    Благодарности:
    14

    AstraHard

    Участник

    AstraHard

    Участник

    Регистрация:
    05.09.12
    Сообщения:
    29
    Благодарности:
    14
    Адрес:
    Оренбург
    Вот я и собираюсь опыт института Патона положить на алгоритм контроллера. С блоком питания получилось, очередь за сваркой. Там динамика другая, к сонму ПИД собираюсь добавить распознавание разных ситуаций в поведении сварщика и циклограмму переключения нескольких ПИД в зависимости от ситуации.
    Интересует распиновка различных плат контроллеров, подозреваю, что великая общность присутствует, что позволит сделать универсальный контроллер на DSP Piccolo (32 разряда 2$, 150 пикосекунд точность шим) для распайки на любую силовую часть. По крайней мере в трех инверторах это потвердилось. Например в моем экземпляре цитата из моей переписки:
    Что в разьеме?, а все просто +15В, -15В питание, два входа ток и напряжение, вход датчика температуры, два выхода шим, включение выключение вентиллятора. Добавляем RS485, MODBUS и хитрый ПИД регулятор, который по MODBUS настраиваем в зависимости от режима сварки, считываем логи, ставим ограничения на свободное творчество собственно рабочего, что электрод держит. И. Т. Д, И. Т. П и Ваши фантазиии тоже.
     
    AstraHard , 06.09.12
    #7 + Цитировать
  8. AstraHard
    Регистрация:
    05.09.12
    Сообщения:
    29
    Благодарности:
    14

    AstraHard

    Участник

    AstraHard

    Участник

    Регистрация:
    05.09.12
    Сообщения:
    29
    Благодарности:
    14
    Адрес:
    Оренбург
    Нашел коллегу программиста, для совместной разработки ПО. Он с успехом пишет для DSP TMS320 ПО частотного регулятора асинхронников, так что, фрагмент переписки:
    Коллега пишет:
    В разрешении ШИМ Piccolo можете не сомневаться. Я сейчас реализовал управление моментным электродвижком с помощью такого. Точность настройки офигенная. Во с остальным тогда буду вкуривать
    Развитие темы:
    Я читал, у итальянцев, уже есть 150 бесплатных программ для расчета ПИД применительно к сварке от фирмы TELWIN, но они работают с дорогими полуавтоматами. Остается все повторить для дешевого MMA (ручная сварка). Всего-то заменить то что я на фото присоединеном прислал, дополнив новыми свойствами. Кстати этот зеленый аналоговый контроллер, извлеченный мной из полностью исправного MMA, к сожалению, получает в виде обратной связи лиш ток в первичной обмотке силового т-ра. Это не позволяет вычислить мощность дуги. Я решил добавить гальванически изолированный датчик напряжения на дуге на ACM1100. TMS-ка умножает за 16ns, должно получиться АЦП в Piccolo 270 ns, а цикл регулирования, по моим оценкам, 1 ms это, примерно, 16000 инструкций на ассемблере.

    Далее:
    Насчет математики еще, в файле "Стабилизация дуги" глава "Регулятор мощности ДСП" за исключением электропривода. Помоему, нужно стабилизировать мощность дуги. В широкораспространеных MMA контроллер на это не способен, так как не имеет достаточно данных, из-за этого в процессе капельного переноса вохникает переодическое замыкание каплей жидкого металла, мощность в дуге растет капля взрываться отсюда брызги и потеря качества. По мере вкуривания математики процесса буду писать, есть мысль посчитать эмиссионную способность электрода, но это уже в интерфейсной программе на ПК или наладоннике (если добавить дешевый блютус).
    Вопрос, китайцы предлагают TMS320F28026 за 2$, это реальная цена в партии 1000шт? + ACM1100 + согласование уровней на low side driver irs4427. Если да, то котроллер получиться не столь дороже аналога, возможно, его удасться предложить для модернизации любителям, или даже производителям.

    На миниатюрах, прежний аналоговый контроллер (зеленый), плата рахработчика с 32 разрядным DSP TMS32F28016, и силовая часть дешевого инвертора, откуда собственно маленькая зеленая плата аналога извлечена. На плате разработчика добавлю изолирующий усилитель AMC1100 для считывания напряжения на дуге DC/DC конвертор для питания первичной цепи AMC1100, неизолированный операционник нормализующий сигнал с измерительного трансформатора тока в первичной обмотке силового тр-ра low side driver irs4427 для раскачки MOSFET промежуточного драйвера IGBT и, можно эксперементировать с ПО. Кстати в момоем экземпляре нет выходного дросселя, по моим прикидкам это даже хорошо для ПИД регулятора, поскольку порядок цепи меньше.
     

    Вложения:

    • 2012-08-27 21.59.04.jpg
    • 2012-08-27 21.56.35.jpg
    • 2012-08-27 22.03.09.jpg
    AstraHard , 06.09.12
    #8 + Цитировать
  9. tehsvar
    Регистрация:
    05.10.11
    Сообщения:
    1.384
    Благодарности:
    2.015

    tehsvar

    Живу здесь

    tehsvar

    Живу здесь

    Регистрация:
    05.10.11
    Сообщения:
    1.384
    Благодарности:
    2.015
    Адрес:
    Нижний Новгород
    Контроллеры используют многие, но Вы правильно сказали, на дорогих аппаратах профессионального типа.
    При установке программируемого контроллера на недорогие сварочники теряется ремонтопригодность и, как следствие, падение спроса. Многих это отпугнёт. Выход контроллера (или слёт программы) из строя редкость, но есть. Перешить программу, если её можно скачать с сайта тоже не каждый сможет. Тем более, что Вы предлагаете использовать не самый доступный в продаже контроллер. В настоящее время в России мало образованных людей работающих по сварке на контроллерах. И сервис так же не будет доступным в виду этого.
    А так идея хорошая, но только для самообразования и своего развития. Выйти на всеросийский уровень помешает бюрократия (это не Китай).
    Это моё мнение.
     
    tehsvar , 07.09.12
    #9 + Цитировать
  10. AstraHard
    Регистрация:
    05.09.12
    Сообщения:
    29
    Благодарности:
    14

    AstraHard

    Участник

    AstraHard

    Участник

    Регистрация:
    05.09.12
    Сообщения:
    29
    Благодарности:
    14
    Адрес:
    Оренбург
    Tehsvar, из прошлого опыта, шестилетней давности я вынес урок подобный пословице "кто не рискуе тот..."
    У меня есть разработка в успешность которой никто не верил. Это контроллер телеметрии охранной сигнализации и телеуправления для станций катодной защиты с сертификатом соответствия. А сейчас 360 шт. по всей оренбургской области стоят на трубопроводах и не ломаются, в поле за 40 км. от антенной вышки (-40+60 в укрытии). В его составе нормализующие усилители, микроконтроллер, контроллер пакетного радио, радиостанция миниатюрная, GPRS модуль как резервная связь, выходы 0-20 мА. Был мной создан с нуля, на замену неудачной покупки у новосибирцев (их контроллеры оказались крайне ненадежными и слабыми по функционалу).
    Сам писал ПО и протокол связи пакетного радио, затем сэмулировал тоже over GPRS.

    Отредактировано. Излишнее цитирование.
     
    AstraHard , 07.09.12
    #10 + Цитировать
  11. Joha1
    Регистрация:
    15.03.12
    Сообщения:
    1.047
    Благодарности:
    1.064

    Joha1

    Живу здесь

    Joha1

    Живу здесь

    Регистрация:
    15.03.12
    Сообщения:
    1.047
    Благодарности:
    1.064
    Всё нормально реализуется на UC3845 и с одним ТТ, только ещё контроль напряжения добавить для Форсажа и всё.
     
    Joha1 , 07.09.12
    #11 + Цитировать
  12. AstraHard
    Регистрация:
    05.09.12
    Сообщения:
    29
    Благодарности:
    14

    AstraHard

    Участник

    AstraHard

    Участник

    Регистрация:
    05.09.12
    Сообщения:
    29
    Благодарности:
    14
    Адрес:
    Оренбург
    Joha1, современный DSP просто гораздо гибче, на нем можно сэмулировать UC38xx и. т. п., добавив функционал им недоступный. Мне кажеться кому-то может польстить возможность в режиме реального времени подключить свой инвертор к интерфейсной программе на ПК, также вероятность поломки силовой части уменьшиться, поскольку в МК защита реализуется алгоритмически и уставок можно добавить сколько хочешь. Возможна также самодиагностика, вплоть до осциллограмм на экране ПК, и запись логов, что еще добавит ремонтопригодности. Кстати, цена TMS320F28026 два доллара оптом, это дешевле чем навороченные UC9xxx, с загрузкой нового ПО, сейчас в век интернета, справиться любой. Я хочу добавить RS485 порт, или USB.

    Отредактировано. Излишнее цитирование. Если хотите ответить сразу оппоненту - кликните по его нику, он отобразится в окне редактора сообщения.
     
    AstraHard , 07.09.12
    #12 + Цитировать
  13. chico63
    Регистрация:
    07.05.11
    Сообщения:
    436
    Благодарности:
    378

    chico63

    Живу здесь

    chico63

    Живу здесь

    Регистрация:
    07.05.11
    Сообщения:
    436
    Благодарности:
    378
    Адрес:
    Щёлково
    AstraHard, вот вы говорите всё красиво, может и правильно, но возникает некоторое чувство, что по-настоящему вы сами инвертором не варили (если только баловались иногда в чистой лаборатории:aga:), как и вообще сварочным аппаратом. Иначе бы понимали, что в реальном времени (в грязи, пыли, дыму, под дождём, снегом, на морозе, сварочных брызгах, в маске, с длинными кабелями, хреновым (грязным, ржавым, бракованным) металлом и прочими "прелестями", сопутствующими работе сварщика) никакому нормальному СВАРЩИКУ и в страшном сне не привидится соединять сварочный аппарат с компьютером как и дополнительные компьютерные порты или прочая хрень, могущая тупо забиться пылью от УШМ и вывести из строя инвертор.
    Знаете, чем отличается Радиоинженер от Радиолюбителя ?
    В первую очередь тем, что первый разрабатывает и "выпускает" законченное изделие, с которым может УДОБНО и НЕНАПРЯЖНО работать любой мало-мальски сведущий пользователь :super:
    А вот радиолюбитель обычно не морочится подобным, а постоянно совершенствует-модернизирует свой "прибор", который может быть по характеристикам и возможностям на голову выше, чем заводской девайс.
    Но, пользоваться этим "прибором" сможет только САМ радиолюбитель, и никто другой более. :no:
    Так что добрый совет - побольше реального дела, но с оглядкой на Качественные заводские инверторы и ясное понимание того, что на САМОМ деле требуется конкретным рабочим (или любителям) сварщикам.
    Некий Пример из всемирно известного;) оборудования - индикация реального сварочного тока в реальном времени на дисплее. Вопрос - как САМ сварной будет наблюдать эти показания с маской на голове и держаком с горящим электродом в руке? :faq: Вероятно, это будет делать кто-то другой, только есть ли от этого РЕАЛЬНАЯ польза, кроме как маркетинговой рекламной ?
    Ещё раз напомню - сварочный инвертор это несколько не то же самое, что компьютер с постоянным апгрейдом и " постоянно чешущимися руками" у хозяина этого самого компьютера.
    Надеюсь, воспримете конструктивно мои предложения-пожелания, и не обидитесь. :hello:
     
    chico63 , 07.09.12
    #13 + Цитировать
  14. Андрей 203
    Регистрация:
    24.03.09
    Сообщения:
    36.120
    Благодарности:
    25.467

    Андрей 203

    Администратор

    Андрей 203

    Администратор

    Регистрация:
    24.03.09
    Сообщения:
    36.120
    Благодарности:
    25.467
    Адрес:
    Уфа
    Небольшая ремарка: соединять сварочный аппарат с компьютером. Вы это имели ввиду? Всё это, действительно, не для домашне-дачной практики, да и профи не будут заморачиваться, им деньги нужно зарабатывать, а не на дисплей глазеть.
     
    Андрей 203 , 07.09.12
    #14 + Цитировать
  15. Андрей-АА
    Регистрация:
    25.11.09
    Сообщения:
    11.613
    Благодарности:
    8.606

    Андрей-АА

    Разработчик электронных систем

    Андрей-АА

    Разработчик электронных систем

    Регистрация:
    25.11.09
    Сообщения:
    11.613
    Благодарности:
    8.606
    Адрес:
    Новая Москва
    Спасибо за приглашение!
    Если попытаться честно ответить на вопрос, то мне кажется, что - нет. По моему мнению дело в том, что сварщики-профи, которые работают с ММА (а их - небольшое количество) не будут заморачиваться с чем-то новым, сверх настраиваемым. Они привыкли уже так и только так. А любители (которых много) тем более не будут завышать свои затраты ради большого количества вариантов (программ) сварки, т. к. варят раз месяц... И, мне кажется, чаще как я - некрасиво, но прочно - "да и ладно, так сойдет". А варить серьезную вещь самому мне и в голову не придет...
    Извините, если расстроил...
     
    Андрей-АА , 07.09.12
    #15 + Цитировать

Смотрите также