第一章绪论
1.1三相次级整流电阻焊机及其发展现状
1.1.1三相次级整流电阻焊机的优缺点
1.1.2三相次级整流焊机的主电力电路类型
三相次级整流焊机的主电力电路对焊机的性能有重要影响。在前苏联的电焊机制造中，图1.3所示的电路在三相次级整流焊机中被广泛地用于焊接电流的整流阴。电路属于三相半波整流电路。焊接变压器HB为一三相变压器，次级绕组用星形接法，原边三只晶闸管按电源相位关系顺次导通。这种电路很大的优点是只需要三只晶闸管，因而可以使系统简化。该电路被广泛地用于大臂长、焊接电流达80千安的焊机上。电流更大时不宜使用这电路，这是因为半波整流使得输出的电流平均值较小且脉动较大。
图1.4所示的电路为双三相半波次级整流电路，曾在大功率直流焊机上得到广泛的利用。这种电路采用两个较小功率的三相整流器对同一负载进行工作[2]。从该电路结构上看，实际上是两个三相半波次级整流电路的组合，其最大焊接电流可达200千安。
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1.2电阻焊微机控制系统的发展及研究现状
1.2.1电阻焊微机控制系统的发展过程
电阻焊的大电流、短时间、高速度的焊接特点，要求焊机控制系统应能满足工艺要求，响应速度快并能实现焊接过程自动化，具有高的使用可靠性[41。电阻焊机的焊接工艺及适应性在很大程度上取决于控制器的技术水平。因此，高水平的控制系统对发展和完善阻焊技术有重要的意义。随着科技发展，新材料的出现，对焊接程序及其功能提出新的要求，以硬件组成的控制器很难满足这一要求。微处理机具有响应速度快、运算速度高、精度高、将测量与控制融合为一体，同时利用软件灵活多变的优势，在硬件不变或极少变动条件下，可得到灵活多变的功能。因此，微处理机在电阻焊中得到越来越广泛的应用[4j。微机技术的发展大大提高了电阻焊机的控制技术水平。采用微机控制，可以方便储存多项焊接规范，获得各种形式的焊接循环，又可比较简单地实现质量监控与群控，使点焊的质量更加可靠。以美国Pertron公司生产的TIM400O型微机控制器为例,其焊接规范用键盘输入，屏幕显示，由于焊接电流热量可设置多步，使电流波形设置成为任意曲线，以适应镀层钢板的点焊。控制器对焊点进行计数，可分三级递增焊接电流，以补偿电极直径的增大。可以设置电流上下限，超差时发信号或停机。
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第二章主电力电路的工作原理及控制模型
2.1主电力电路的组成及工作原理
2.1.1电路的组成
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2.1.2电路的工作原理1.可控硅的导通次序
图2一Za是AB、BC、CA三相线电压波形，在二/3与2二/3之间，AB相电压最高。如果在:/3时刻触发SCRI，可使SCRI导通，同时变压器副边二极管DI承受正压而导通。此时负载上得到变压器HBI副边电压。由于三相全波整流又可以看作是六相半波整流，因此在2刘3与二之间，CA相电压最高。如果在2刘3时刻触发SCR6，可使SCR6导通同时变压器副边二极管D6承受正压而导通，此时负载上得到变压器HB3副边电压。当二极管D6导通之后，二极管Dl将承受反压而呈截止状态，变压器HBI副边电流也立即减为零，原边电流就会大幅度下降，以致于不能满足可控硅SCRI的维持电流而使其关断。之后，按照同样的规律依次触发SCR3、SCRZ、SCRS、SCR4(触发脉冲的相位差60。)并关断前一个己导通的可控硅，二极管Dl、D6、D3、DZ、DS、D4依次导通便完成了一个周波的通电过程。第二个通电周波又从触发SCRI开始，依照上述的规律进行下去，直到通电过程结束。最后在负载上得到比单相整流脉动小得多的直流电压波形如图2一Zc所示，它是变压器副边六相电压的包络线，在一个周期内整流电压有六次脉动，脉动频率是6x50HZ=30OHZ。
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2.2控制模型
2.2.1双CPU控制系统框图
图2一5为焊机工作时的焊接循环图。图中tl峨8阶段分别为预压、预热、焊接、缓冷、通电间隙、回火、维持、休止过程。其中处一甸阶段可合并起来称作第一次通电过程，t6阶段可称为第二次通电过程。在灿吐7阶段一直加压，直到焊接休止阶段压力去除，一个焊接循环过程结束。本文采用了双CPU来完成对三相次级整流焊机的控制。双CPU的控制思想是，将第一次通电过程和第二次通电过程的控制从整个焊热接时序的控制中分离出来，即由其中一个单片机控制整个焊接时序，而另一个单片机对主电路进行焊接通电过程控制，控制系统框图如图2一6所示。根据焊件对焊接工艺的要求，单片机系统1调用不同的模块组合来完成不同的焊接循环。当系统1执行“焊接”“缓冷”、“回火”几个模块时，发出相应的通电信号给单片机系统2。当系统2收到该信号后，执行相应的软件系统来对主电路进行控制，完成对焊件的焊接、缓冷、回火热处理。
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第三章硬件系统设计.............................23
3.189C52单片机应用系统的硬件设计................23
3.2控制系统的前置电路......................31
3.3控制系统后置电路...........................35
第四章软件设计...............................36
4.1片内程序存储器及数据存储器的地址分配...................36
4.2主程序软件流程.......................38
4.3中断服务程序........................45
4.4其它子程序....................................52
4.5软件抗干忧设计.................59
第五章系统硬、软件的调试
5.1系统硬件的调试
5.1.1系统硬件的调试
8255的调试系统扩展的两片8255(U13、U18)都只用到了A口、C口。将U13A口、C口各接两个拔码开关分别输入I。，、10:设定值。将U18A口接两个拔码开关分别输入nl、n2值，C口的PCO、PCI、PCZ均通过一个单刀双掷开关与+5V电源和地相连，以模拟第一次、第二次通电信号和电流衰减信号。U18的B口接8个发光二极管，用作8位二进制输出。用作调试的程序是将设定好的101、102、nl、nZ、第一次、第二次通电信号和电流衰减信号从U18的B口输出，间隔3秒。
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结论
1.本文设计的三相次级整流点焊双CPU控制系统是合理可行的。初步的试验结果表明，该系统不仅可成功控制三相次级整流的加热过程，而且可方便地移植到热处理、电镀等需要大功率整流电源的领域。
2.在软、硬件设计中，采用8259A及相关器件，成功解决了6个中断源的中断排队问题，从根本上提高了控制系统工作的可靠性。
3.软件设计中，I%的步长为0.25%，a的步长为0.384。精度高于交流点焊单片微机控制器，且省去了插值计算过程，为快捷。，这样不仅使控制从而使控制过程更
4.对主电力电路调压和整流元件的运行过程分析后得出，控制角a的移相范围为(70气180。)，且在(70气120。)和(120气180。)两个区间段分别得出I%=Sin(a+300)和工%二1+cosa两个控制数学模型。从而在整个移相段解决了可控硅及二极管的关断问题。
5.系统中采用的抗干扰措施有以下几点:
①采用软件滤波的方法消除网压采样时干扰造成的误差;
②采用软件冗余及设置软件陷井提高软件抗干扰能力;
③在印刷电路板及电路的设计上，主控系统与前置、后置电路之间均进行了光电隔离，而且网压采集电路与单片机系统采用了高线性度光电隔离。系统初步试验结果表明，上述抗干扰措施是有效的。
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参考文献（略）