Показано, что наиболее рациональный путь получения крупных ориентированных монокристаллов тугоплавких металлов со стабильными свойствами по технологии плазменно-индукционной зонной плавки связан с разработкой АСУ ТП. Представлено детальное описание одного из функциональных элементов частично автоматизированной системы управления процессом выращивания кристаллов - микрокомпьютерного пульта оператора-технолога. Использование разработанного пульта позволяет существенно облегчить контроль и управление процессом, а также уменьшить влияние субъективного человеческого фактора на воспроизводимость свойств получаемых кристаллов.

Рассмотрено использование объектно-ориентированного программирования при разработке систем управления технологическим процессом сварки. В качестве примера сложного объекта управления выбран фрагмент электронно-лучевой сварочной установки. Выполнен объектно-ориентированный анализ, построена диаграмма отношений и синхронизации, предложено концептуальное решение для сетевой системы управления АСУ ТП сварки.

На основании анализа типовых структур сварочных технологических комплексов сделан вывод о целесообразности применения для управления ими распределенных систем управления (РСУ). Обоснованы основные преимущества РСУ перед системами управления традиционной структуры. Приведены выражения, позволяющие оптимизировать структуру РСУ по критерию экономической эффективности. Дано краткое описание реализации РСУ технологической установкой для сварки трехфазной дугой поворотных стыков крупногабаритных обечаек с гарантированным качеством сварки благодаря использованию геометрической и технологической адаптации.

Приведены основные технические характеристики существующих оптических сенсоров, применяемых в системах технического зрения дуговой сварки. Рассмотрены спектральные характеристики сварочной дуги с целью определения локальных минимумов яркости в диапазоне длины волны излучения от 500 - 1 100 нм. Рекомендованы диапазоны длины волны работы осветителя, позволяющие увеличить отношение сигнал-шум при дуговой сварке.

Рассмотрены возможные способы построения оптических генераторов световой плоскости, которые могут использоваться в триангуляционных системах технического зрения систем автоматизации дуговой сварки, приведены некоторые сравнительные характеристики различных видов оптических генераторов световой плоскости и рекомендации относительно их применения к различным видам разделки.

Разработана система мониторинга и контроля сварочного процесса для трубосварочного стана, состоящая из трех подсистем: контроля проплавления с обратной стороны сварочной ванны, контроля формирования сварочного шва трубы и слежения за стыком. Рассмотрены построение этих подсистем с использованием средств технического зрения, а также аппаратные и алгоритмические методы минимизации влияния оптических (блики, засветка от сварочной дуги) и механических (царапины, ржавчина, заусеницы) помех. Созданная система обеспечивает высокую точность измерений в режиме реального времени.

Предложен метод разработки программного обеспечения интеллектуальных сварочных контроллеров с использованием управляющих графов состояний и языка SFC пакета ISaGRAF. Рассмотрен пример синтеза дочерней программы "Поджиг дуги" для контроллера источника питания дуги АСУТП сварки ТИГ.

Описана объектно-ориентированная модель контроллера мониторинга МИГ-сварки в среде математического пакета Simulink/MATLAB. Выполнены исследования качества работы трех алгоритмов мониторинга. Предложена реализация контроллера сварки МИГ с использованием объектно-ориентированного пакета xPC-Target/Simulink/MATLAB.

Выполнен анализ состояния руководящих документов, касающихся разработки автоматизированных систем управления сваркой. Показана возможность применения объектно-ориентированного проектирования при разработке сложных автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) сварки.