基于DSP2812的ZX7-400弧焊机数字控制系统设计与实现

设计并实现了基于DSP2812的ZX7-400逆变式直流弧焊机人机交互和数字PID控制系统。该控制系统主控芯片为TMS320F2812芯片,主频最高可达150 MHz,配以HD7979数码管键盘控制芯片,充分结合模拟电路、数字电路和DSP的优势,在模拟PI进行内环控制的基础上,实现了数字PID外环控制的手工焊和简单氩弧焊功能,并实现弧焊参数的数字化输入、锁定、显示、存储和调用,焊机还设有自起风机、过热保护、网压过/欠电压保护电路,不仅解决了传统弧焊参数输入和显示不精确及重复性差的问题,而且实现了焊接控制的数字化和智能化。     

基于DSP-MCU实现焊接电源系统数字化控制的设计

基于DSP-MCU实现焊接电源系统数字化控制的设计采用TMS320F240数字信号处理器和80C196KC单片机，设计成实现多功能IGBT逆变焊接电源双机控制系统。其中，TMS320F240主要用于焊接参数的采样、控制算法的运算，80C196KC用于完成人机接口的功能，包括键盘和显示，与上位机的通信等。设计中人机界面采用液晶显示。系统设计的关键是双机之间的通信技术，为了确保通信的可靠及快速性采用双口RAM(IDT7005)来完成。数字PWM控制单元采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)完成，整个系统中所有逻辑控制也由此芯片来完成，设计完成的DSP-MCU双机控制系统实现了焊机的多功能全数字化控制。     

弧焊逆变电源DSP控制系统的设计

为了实现数字化控制焊机，结合DSP芯片自身的特点．设计了基于DSP的弧焊逆变电源的控制系统，并给出了相应的硬件电路和软件框图。     

国内全数字化焊机的研究现状

在对电焊机数字化的主要内容作简要介绍的基础上,从以DSP为控制核心的全数字化焊机及其网络控制系统两方面的研究入手,指出了国内全数字化焊机的研究现状.     

基于DSP与MCU通信的数字化焊机实时控制系统

用TMS320F240数字信号处理器和AT89C2051单片机的双CPU(Center proces-sor unit)系统解决了数字化TIG焊机多任务控制系统的时间分配问题；这种双CPU控制系统的关键在于任务的分配、双CPU任务之间的速度匹配以及双CPU之间的有效通信；分析了这种双CPU系统的通信模式，提出了适合于焊机控制系统的软协议异步通信模式；针对作者目前研究的数字化TIG焊机，全方位地提出了多任务的控制系统，分析了硬件部分原理和软件部分工作原理，指出了这种以数字信号处理器(DSP)为核心的双机甚至多机通信的实时控制系统对焊机实现数字化、信息化的优越性。     

基于DSP控制的变极性TIG逆变焊接电源的研制

提出了一种基于DSP的变极性TIG逆变焊接电源。讨论了用DSP芯片控制焊接电源的硬件设计和软件设计，重点介绍了基于DSP的触发电路和保护电路的设计，实验证明了该电源工作稳定可靠，较好地满足了工艺性能。     

基于DSP的并联式大功率脉冲MIG焊逆变电源系统

针对高效化焊接对增大焊接电流以提高生产效率的要求,提出利用两台逆变器并联实现脉冲MIG焊逆变电源的大功率输出. 采用数字信号处理器TMS320LF2407A构建基于DSP的并联式大功率脉冲MIG焊数字化控制系统. 利用DSP丰富的外设资源和优异的控制性能,实现单一DSP控制两台逆变器,保证了焊接电源的并联大功率输出. 结果表明,所设计的并联式大功率脉冲MIG焊逆变电源能实现大电流高效化焊接,焊接性能稳定,焊缝成形美观.     

十二相晶闸管CO2焊接电源的研制

晶闸管焊接电源由于其自身特点,仍然具有潜力可挖掘;同时数字化器件不断应用到新型焊接电源的研究中,又为其带来了新的生命力。采用数字信号处理器(DSP)和可编程逻辑器件(CPLD)相结合,作为新型十二相晶闸管CO2气保护焊接电源的控制核心,实现了焊机功能。焊接实验证明,十二相晶闸管CO2焊接电源具有崭新的工艺特点,发展前景广阔。     

CO2气体保护焊的新型全数字化波形控制技术

对于逆变弧焊电源,采用基于 DSP 的全数字控制策略.针对短路过渡 CO2 气体保护焊特点,提出了准恒压全数字化新型波形控制策略,不再根据输出电压区分短路和燃弧过程,使得短路和燃弧过程过渡自然,适应于所有的焊接工艺,提高了系统的适应性.同时在短路初期采用瞬态电流抑制技术减少了飞溅,建立了包含实时燃弧能量补充机制的全数字化电压电流瞬时反馈的全数字三闭环控制模型.结果表明,所提出的全数字化软开关控制策略灵活、可靠;所采用的数字波形控制技术适应性好、灵活、焊接过程稳定、焊缝成形优良.

Abstract：

According to the characteristics of short circuit transfer of CO2 gas metal arc welding, a novel full digital waveform control scheme called quasi-constant voltage control is presented for inverter type arc welding power based on DSP. Short circuit and arc ignition process are not judged according to the output voltage and transfer process between them is smooth. The strategy is also applied to all welding conditions. Initial current at the instant of short-circuit is suppressed to reduce spatter generation. A triple closed loop control model including real time energy compensation for the arc state based on instantaneous voltage and current feedback control is estabhshed. Flexibility and reliability of the proposed fully digitalized softswitching control strategy is validated by experimental results of 400 A welding machine. The experimental results show that proposed digital waveform control scheme is applicable for different wire feeding speed conditions, and the welding process is stable and the welding bead appearance is good.     

数字信号处理器控制的焊接电源研制

介绍了基于数字信号处理器（DSP）控制的焊接电源结构。利用DSP易信号处理特点，焊接电源能根据不同焊接工艺要求，通过软件编制满足各种材料焊接的工艺性能要求。利用DSP的高集成度特点使控制电路器件大大减少，提高了焊接电源的稳定性和可靠性。另外，介绍了S.S.S引弧控制方式，提高了一次引弧成功率。经试验证明，研制的焊接电源稳定可靠，基本实现了焊接电源控制的数字化。     

新型低热输入数字化焊接电源控制系统的研制

以DSP(数字信号处理器)TMS320F2812为控制核心,采用IGBT逆变技术研制了新型低热输入数字化焊接电源.根据低热输入焊接法的需要,设计了特殊的焊丝运动形式,配合专门设计的电流波形,通过A/D采样及校正、软件变参数积分分离的PI调节、D/A转换器等对输出的焊接参数进行了精确控制,实现了对焊接电流输出波形的准确控制.整个控制系统响应速度快、输出波形纹波小、没有过冲和振荡、工作过程稳定,可以达到良好的控制效果,满足低热输入焊接的要求.     

基于DSP的数字化IGBT逆变交直流方波脉冲TIG焊机的研制--硬件电路设计

研制了1台基于DSP的数字化IGBT逆变交直流方波脉冲TIG焊机，采用DSP-TMS320F240作为控制系统的核心。利用TMS320F2柏可以输出12路PWM的特点，对其中2路进行编程输出，分剐对前级和后级进行驱动。通过霍尔传感器进行电流采样，设计了电流反馈的控制系统。针对焊接过程中可能出现的过/欠电压、过电流、过热等故障，设计了相应的保护电路和报警电路．试验证明：该系统电路简单．操作方便，工作稳定，迭到预期的要求。     

基于Proteus的焊接电源人机交互系统设计

焊接电源人机交互系统采用DSP+MCU双处理器实现了焊接电源的数字化.在Proteus环境下结合Keil工具,对基于STC89C52单片杌控制的人机交互界面系统进行了电路设计、程序开发和仿真调试.用户通过人机界面不仅可以设置焊接电流、焊接电压、焊接速度等参数,而且还具有实时数据显示功能.实验结果表明,所设计的系统能够满...     

基于DSP控制的PMIG焊接设备

以数字信号处理器TMS320F2812作为控制系统核心,采用(绝缘栅双极型晶体管)IGBT逆变技术设计了PMIG焊接设备结构,研制出PMIG焊机,主要用于铝合金焊接.焊接控制系统由硬件和软件两部分组成,焊接程序采用C语言编写,降低了控制系统软件开发的难度,通过程序控制实现时序控制、反馈信号的采样处理及数字PI(比例、积分)调节,对焊接过程进行准确的控制.结果表明,该设备具有控制精度高、性能稳定等特点,实现了铝合金板的PMIG焊接,获得较好的焊缝成形.     

基于DSP的脉冲GMAW焊数字化控制系统

针对脉冲GMAW焊工艺要求,采用32位数字信号处理器TMS320F2812建立了基于DSP的数字化控制系统,实现了电流和弧长的双闭环全数字控制,取得了良好的控制性能.控制系统利用DSP内部集成的PWM产生模块,通过选择合适的工作方式实现了软开关主电路四路移相PWM信号的直接数字化控制.给出了系统控制原理及程序流程图,脉冲峰值和基值阶段采用变参数的数字PI控制,使得电流快速跟随给定信号,同时采用模糊控制方法对弧长进行闭环控制.结果表明,所设计的脉冲GMAW焊全数字控制系统满足设计要求,输出电流波形一致性好,可以实现快速、稳定的弧长调节,焊接过程稳定,焊缝成形美观.     

DSP在弧焊逆变器中的应用

针对传统单片机控制的弧焊逆变器的缺点，阐述了DSP适于弧焊逆变器控制的特点，提出用DSP实现弧焊逆变器的数字化控制，并给出控制系统的硬件和软件设计。     

基于DSP控制的超声金属焊接电源

为了进一步提高超声金属焊接的可靠性与稳定性,针对现有模拟超声焊接电源频率跟踪性能差、焊接过程振幅不可调的缺陷,文中提出了基于数字信号处理器(DSP)控制的超声电源方案.通过采集压电换能器两端电压、电流相位差,利用增量式PI控制算法实现了焊接过程的频率跟踪;采用脉冲宽度调节的方式实现了焊接过程超声振幅大小的调节.结果表明,采用数字控制的超声电源,实现了焊接过程振幅的连续可调;负载突变时,0.32 ms时间内可以实现频率跟踪过程.     

基于DSP的数字化CO2焊接电源波形控制实现及仿真

采用波形控制可以有效地减少焊接飞溅的产生。本研究在以DSP为核心的CO2焊数字化电源基础上,嵌入波形控制系统,用以提高传统模拟控制的精度、速度和稳定性。本研究使用Simulink建立仿真模型,极大地提高了开发效率。根据焊接现场条件,建立数字化电源控制器的试验测试环境。结果表明,本研究中拟定的波形控制策略能够在这个系统上实现,并且该控制系统具有良好的控制速度和精度。     

Application of digital driving circuit in arc welding power source based on HCPL-316J

The digitalization of arc welding power source mainly depends on the digitalization of arc welding inverter, so that main circuit and controlling system can give full play to advantages. Digital switching control makes main circuit digital and DSP and/or MCU makes controlling system digital. So IGBT driving circuit, as a tie of main circuit and controlling system, should also be got digitalized. Thus, a digital driving circuit based on optocoupler device HCPL-316J is provided. Some testing experiments were done. After driving testing, the driving circuit certificates that driving waveforms satisfy the requirements of arc welding power source and the driving circuit is reasonably and simply designed. And the driving circuit has high controlling precision and reliability. No-load-voltage testing and welding external characteristic testing prove that the driving circuit can be applied in arc welding power source.     

基于DSP的GMAW-P焊数字化控制系统

针对GMAW-P焊的脉冲波形调制,采用16位定点数字信号处理器TMS320LF2407A建立了基于DSP的GMAW-P焊数字化控制系统.利用DSP内部集成的PWM产生模块,通过选择合适的工作方式实现了PWM信号的直接数字化控制,从而实现了GMAW-P焊高频逆变和低频脉冲波形调制,提高了控制系统的工作稳定性和可靠性,阐述了控制系统的软件设计.结果表明,所设计的数字化控制系统能实现良好的GMAW-P焊接工艺,焊接过程稳定,获得的焊缝质量好,成形美观,充分显示了DSP数字化控制的优点.