【正文】 應(yīng)用于 鈦合金自耗電極制備 的生產(chǎn)， 熔煉 中 的生產(chǎn)效率 、 冶金質(zhì)量 和其 控制系統(tǒng)的可靠性 和 穩(wěn)定 性相 32 頁 關(guān) 。它是在惰性氣體的保護(hù)下，利用鎢電極與工件間產(chǎn)生的電弧熱熔化母材和填充焊絲的一種 焊接方法 。焊接時可以外加填充金屬，也可以不加填充金屬。但是，通過在焊炬中安置電極，能將等離子弧從保護(hù)氣體的氣囊中分離出來，隨后推動等離子通過孔型良好的銅噴管 將弧壓縮。 32 頁 圖 真空等離子焊接的功率 由于等離子 電弧 的 能量密度 非常 高，溫度及剛直性（能量密度可達(dá) 10000w/平方厘米 到 100000w/平方厘米，弧柱中心溫度可達(dá) 18000K 到 24000K 以上，焰流速度可達(dá) 250m/s 以上），等離子電弧具有 以下 優(yōu)點： （ 1） 能量密度 很 大， 穿 透能力強(qiáng)，電弧方向性強(qiáng)，在相同的情況下，等離子焊接速度要 比 鎢極 氬弧焊 快的多 。 （ 4） 等離子電弧 在 電流 很 小時仍 能保持 穩(wěn)定 ，這是由于 熱電離度較高 和 壓縮效應(yīng) 的優(yōu)點所致 。 爐體上設(shè)有焊接觀察窗。 P L CD P 接 口C B 1 5變 頻 器焊 箱真 空 泵UVW壓 力 值P R O F I B U S 總 線 32 頁 圖 真空等離子焊接系統(tǒng)控制圖 5 軟件設(shè)計 上位機(jī)軟件設(shè)計 “組態(tài)王 ”是在 PC 機(jī)上建立工業(yè)控制對象人機(jī)接口的一種智能軟件包，它 的操作系統(tǒng)平臺為 Windows98/Windows2021/Windows 操作系統(tǒng)， 它 具有圖形功能完備，易學(xué)易用 ， 界面友好的特點。 圖 真空等離子焊接監(jiān)控畫面圖 32 頁 真空等離子焊接 PLC 控制的實現(xiàn) 真空等離子 焊接選用 SIEMENS S7 300PLC， 依據(jù)估計得到的輸入和輸出點數(shù) ，配備 3 個模擬輸入模塊（ SM 331 AI）， 2 個開關(guān)模擬量輸入模塊（ SM 321 DI）， 2 個開關(guān)量輸出模塊（ SM 322 DO） ， 1 個通信模塊 采用 （ CP5430） ， 1 個電源模塊采用 PS 307 5A。本控制系統(tǒng)中設(shè)計了 OB OBOB2 OB2 FB FB FB DB1～ DB7，共 14 個邏輯塊。先執(zhí)行內(nèi)部初始化，然后對爐內(nèi)電流、運(yùn)行部件的電流、功率及狀態(tài)實施巡回檢測。然后測試正在運(yùn)行的點擊的運(yùn)行參數(shù)，若有故障，則進(jìn)入故障處理服務(wù)。其中 OB OB2 OB2 FB FB3 分別為 PLC 通信程序中的初始化模塊，發(fā)送模塊（ FB2），發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)（ DB2），接收模塊（ FB3），接收數(shù)據(jù)區(qū)（ DB3）。由于整個焊接過程是復(fù)雜的，其控制系統(tǒng)也是一個復(fù)雜的大系統(tǒng) 。 同時也要感謝我們宿舍的室友，我與他們一同努力，相互督促，創(chuàng)造了良好的學(xué)習(xí)氛圍，讓我堅持不懈的進(jìn)行畢業(yè)論文的工作。 32 頁 致 謝 大學(xué)四年如同白駒過隙，不知不覺已到了即將畢業(yè)的時候，這四年是我人生中最寶貴的四年，我不僅學(xué)到了學(xué)校所教授的專業(yè)課知識，還學(xué)到了如何學(xué)習(xí)的本領(lǐng)以及對這個世界嶄新的認(rèn)識。先執(zhí)行 程序的 初始化，然后對電流、真空泵的電流、壓力 及 功率 進(jìn)行逐一 檢測。 真空等離子焊接監(jiān)控系統(tǒng) PLC 控制流程圖如下： 32 頁 圖 真空等離子焊接監(jiān)控系統(tǒng) PLC 控制流程圖 充氬過程 PLC控制的實現(xiàn) 真空等離子焊箱的 PLC， 采用 1 個模擬輸入模塊（ SM 331 AI），一個開關(guān)量輸入模塊（ SM 321 DI），一個開關(guān)量輸出模塊（ SM 322 DO） ， 電源模塊采用 PS 3075A，通信模塊選用 CP 5430。對采集的爐內(nèi)氣體壓力分別做數(shù)字平均值濾波。 （ 1） FB1：氣體閥控制功能塊，用于氣體閥控制調(diào)用。 （ 2）開關(guān) 量 輸入 SM321DI 模塊 一般都 含有 16 個輸入點， 這些輸入點 構(gòu)成一組，帶電隔離，直流24V 為 額定 的 輸入電壓。 本課題中采用的是 MPI 通訊卡通訊方式，一般適用于一臺 PC 和多個 PLC 進(jìn)行通訊的場合；或者多臺 PC 和 PLC 進(jìn)行連接。把裝好組合電極的夾具放到爐內(nèi)臺車上 ,關(guān)上爐室抽 成 真空。 （ 6） 焊接成本低，與一般氬弧焊相比，可省電 1/3～ 1/2,省氣 1/2～ 2/3，且在焊接厚度較小的情況下，無需填絲。這是由于等離子弧的發(fā)散角很小，形態(tài)接近圓柱形，加熱斑點的面積 因為 弧長 的 變化對 其產(chǎn)生的 影響很小， 很 容易獲得 很 好 焊縫形狀 和焊接質(zhì)量 。即使在弧長變化不超過 20mm 時，柱狀弧仍能保持穩(wěn)定。等離子弧焊焊接時 能 產(chǎn)生的小孔效應(yīng)，對于一定厚度范圍內(nèi)的大多數(shù)金屬可以進(jìn)行 I 形 坡口對接，并能保證熔透和焊縫均勻一致。氬氣、氦氣或氬氦混合氣體 都可作為氣體保護(hù)層的 氣體。 TIG 焊（惰性氣體鎢極保護(hù)焊） 氣體保護(hù)焊是利用外加氣體作為保護(hù)介質(zhì)的一種電弧焊方法，其優(yōu)點是電弧和熔池可見 度 好，操作 簡 便 ，很少或幾乎不產(chǎn)生熔渣 ， 也不需要在焊后清理熔渣 。 根據(jù)主 從關(guān)系表站通信，在這段時間內(nèi)參照可以 主 —從關(guān)系表 與所有的關(guān)系表。 PROFIBUS協(xié)議的設(shè)計 的目地是 滿足介質(zhì)存取控制的基本要求 [7]。 （ 7） 現(xiàn)場設(shè)備的作用 相當(dāng)于 無源的電流吸收裝置。傳輸速率 一般 選用 ，一旦投入運(yùn)行， 所有 設(shè)備需選取 一樣的傳輸速率。 RS485 傳輸通常稱為 H2， 是 PROFIBUS 最常 見 的一種，共用一根導(dǎo)線對 ， 采用屏蔽雙絞銅線電纜。PROFIBUSFMS 第 7 層均加以定義。主站決定 了 總線的數(shù)據(jù)通信。以著名的西門子公司為例，它可以提供上千種 PROFIBUS 產(chǎn)品，應(yīng)用于中國的許多自動化控制系統(tǒng)中，其控制范圍如圖 所示 : 32 頁 工 廠 管 理 系 統(tǒng)M M S , T C P / I P 骨 干 網(wǎng)門 電 路P C SP CC N C傳 感 器P L C現(xiàn) 場設(shè) 備 P R O F I B U S F M S P R O F I B U S P A傳 感 器 P R O F I B U S D P P R O F I B U S F M S P R O F I B U S P A現(xiàn) 場設(shè) 備變 送 器傳 動裝 置傳 感 器I / O工 廠 管 理 級總 線 循 環(huán)時 間 1 0 8 0 m s車 間 級總 線 循 環(huán) 時 間 1 0 8 m s現(xiàn) 場 級總 線 循 環(huán) 時 間 1 0 m s 圖 Profibus 控制范圍圖 PROFIBUS 根據(jù)應(yīng)用特點可以分為 PROFIBUSDP 、 PROFIBUSFMS 和PROFIBUSPA3 種兼容版本，如圖 2 所示。 同軸電纜、雙絞線、電話線、光導(dǎo)纖維電纜、無線等 都是常用的 網(wǎng)絡(luò)通訊介質(zhì)。 第三章：介紹了 TIG 焊、等離子焊接的原理和特點， 針對等離子焊接的實際環(huán)境，對多種網(wǎng)絡(luò)形式進(jìn)行比較分析，提出基于 PROFIBUS 的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)在等離子焊接生產(chǎn)中的應(yīng)用、配置及通信軟件 設(shè)計等關(guān)鍵環(huán)節(jié) 。 (1) 基于現(xiàn)場總線的車間生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的總體方案設(shè)計； (2) 車間生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)硬件選型設(shè)計； (3) 車間生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計； (4) 車間生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的部分開發(fā)與調(diào)試。 為了 連接現(xiàn)場 各種各樣的 設(shè)備 和用 于監(jiān)控的系統(tǒng) 設(shè)備 ， 作為工廠底層控制網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸主干 的 Ether 已經(jīng)被 許多控制系統(tǒng)設(shè)備提供廠商采用。 在 種類繁多的自動化行業(yè)的應(yīng)用需求 之下， 沒有 哪一 種現(xiàn)場總線能夠完全 符合生產(chǎn)需要 ，各種現(xiàn)場總線 在 相應(yīng)的領(lǐng)域 發(fā)揮著各自的特長 ， 一種 現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)在某些領(lǐng)域中是適用的，超出這些領(lǐng)域可能就不是最優(yōu)的，因此多種現(xiàn)場總線將在很長一段時間內(nèi)共存。 目