基于以太网卡技术的双丝埋弧焊电弧信号监测系统

由湖南科技大学研发的一种用于双丝焊的交直流电流、电压信号监测装置，其结构示意图如图3-19所示。该装置由集成传感单元、信号处理单元、数据采集单元和计算机单元组成。所述集成传感单元输入端（V_in1、V_in2）与弧焊电源（P₁、P₂）输出正负极相连接，弧焊电源（P₁、P₂）的输出电缆分别穿过集成传感单元箱体（A）的通孔（K₁、K₂）和集成传感单元的电流传感器IS₁、IS₂，集成传感单元输出端与信号处理单元输入端相连接，信号处理单元输出端与数据采集单元输入端相连接，数据采集单元输出端与计算机单元相连接。使用该监测装置可以实现对双丝焊过程两台弧焊电源输出的焊接电流、电压进行实时采集、显示与保存，以便利用采集到的焊接电流、电压数据对焊接质量及设备运行状态进行监测。该装置系统工作性能稳定，可靠性高，适用于各种双丝焊接场合。

图3-19 双丝焊的交直流电流、电压信号监测系统结构

该监测装置主要由计算机、基于TCP/IP的数据采集与监控模块、埋弧焊控制盒以及传感监测器件组成。各部分在双电弧高速埋弧焊装备中的布置如图3-20所示，测控系统实物图如图3-21所示。电流传感器CS₁和CS₂以及电压传感器VS₁和VS₂用来实时监测主从机电弧的电流和电压。基于TCP/IP的数据采集与监控模块是本系统的核心部分，主要负责传感器信号的处理、与上位机的通信以及控制指令的执行。埋弧焊控制盒根据监控模块输出的控制信号实现对主从机电源、送丝机构和行走机构的控制。计算机用来进行焊接参数的设定以及控制指令的输入，同时通过软件将采集到的主从机电压与电流状态实时显示出来。

人机界面软件采用Delphi编程语言实现，主要功能包括采样频率设置、采样时间设置、采样通道设置以及数据的存储和查询示波等。软件参数设置界面如图3-22所示。

所设计的电弧能量信号采集系统可以同时进行四路信号的实时采样和存储，即双丝埋弧焊的前丝电流、前丝电压、后丝电流以及后丝电压。图3-23所示为双丝埋弧焊焊接过程中采集到的后丝方波交流电流信号波形。信号采集系统所采集到的电流、电压数据以纯文本文档的形式存储到上位机中，供后续分析用。

图3-20 双丝埋弧焊测试示意图(www.xing528.com)

图3-21 测控系统实物图

图3-22 软件参数设置界面

图3-23 电弧能量信号示波界面