基于PLC控制的熱處理連動(dòng)爐電氣控系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

劉勤亞

【摘 要】電氣控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要目的是為了達(dá)成生產(chǎn)和加工目標(biāo)，而熱處理作為重要工序，有必要借助電氣空設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)工作質(zhì)量整體提升。從設(shè)計(jì)現(xiàn)狀實(shí)際出發(fā)來看，大多數(shù)熱處理車間的電爐溫度控制在精確度及其溫控水平和自動(dòng)化程度方面，很難達(dá)成現(xiàn)代產(chǎn)品生產(chǎn)發(fā)展需求。有必要在現(xiàn)代工藝裝備水平上以現(xiàn)代測控技術(shù)中通過技術(shù)改造和工藝裝備技術(shù)水平的引入，作為熱處理聯(lián)動(dòng)爐電氣控環(huán)節(jié)的重要設(shè)計(jì)改造重點(diǎn)加以改造。

【關(guān)鍵詞】PLC控制；熱處理連動(dòng)爐；電氣控系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

熱處理連動(dòng)爐電氣控系統(tǒng)設(shè)計(jì)是電爐或燃料爐爐料熱處理加熱技術(shù)的產(chǎn)物，也是以金屬熱加工中的淬火、回火、調(diào)質(zhì)等，。PLC控制電氣控系統(tǒng)通過熱加工來改變金屬材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而使金屬表面達(dá)到一定的剛度、硬度等要求的技術(shù)。從實(shí)際分類來講，包括箱式電阻爐、井式電阻爐、氣體滲碳爐和鹽浴爐等。

一、總體設(shè)計(jì)思路

PLC控制的熱處理連動(dòng)爐電氣控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以與系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)圖為基本標(biāo)識(shí)。在實(shí)際的執(zhí)行中，實(shí)現(xiàn)了各自的保護(hù)功能。執(zhí)行機(jī)構(gòu)為兩液壓油缸便于起升和下降，前進(jìn)和后退。液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)元器件包括油箱、油泵、電磁閥、調(diào)速閥、限壓閥和油路等。在實(shí)際的電動(dòng)機(jī)選擇中，與基本液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)圖繪制和相關(guān)液壓元件的選擇控制，具備溫度控制的突出處理效果。在實(shí)際的熱處理爐組成聯(lián)動(dòng)控制設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)成電阻爐和鹽浴爐，溫度分別控制為300℃、400℃、500℃、600℃、750℃。熱處理工件工藝的遞進(jìn)選擇中，以高溫爐遞進(jìn)和鹽浴爐中處理5分鐘為處理工藝，在整體熱處理環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了電氣控效果。依照熱處理爐的技術(shù)條件和特點(diǎn)選擇PLC型號，并列出PLC的輸入輸出點(diǎn)的分配表以及通用存儲(chǔ)器的分配表。根據(jù)設(shè)計(jì)的控制流程圖舉例列出梯形圖和電路圖，以便更好實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)、短路保護(hù)和系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)整等。整個(gè)電氣空系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括PLC型號選擇、I/O分配、具體接線，傳感器的選擇、程序設(shè)計(jì)，電氣系統(tǒng)元器件的選擇等。

二、PLC控制的熱處理連動(dòng)爐電氣控系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

熱處理連動(dòng)爐是以流程控制工藝為區(qū)別于其他行業(yè)的自動(dòng)化控制技術(shù)，對測控參數(shù)及其運(yùn)行調(diào)整的控制，是以 PLC控制下的儀表控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。在各電爐的獨(dú)立性和關(guān)聯(lián)性聯(lián)系中，以其具體工藝曲線控溫系統(tǒng)和電爐運(yùn)行工藝固定選擇中，以工件工序的處理改變，實(shí)現(xiàn)直觀的顯示和編輯處理功能。

熱處理控制系統(tǒng)工控程序的開發(fā)，以熱處理行業(yè)特色需求。在實(shí)際的項(xiàng)目配套設(shè)施建設(shè)中，以熱處理車間的技術(shù)改造升級和自動(dòng)化控制系統(tǒng)，綜合實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)、控制儀表中發(fā)成了工藝曲線的自動(dòng)化水平提升。在電爐溫度的實(shí)時(shí)控制中，以系統(tǒng)的特性和高可靠性，達(dá)成性能溫度，抗干擾能力強(qiáng)及其系統(tǒng)擴(kuò)展成本低的系統(tǒng)擴(kuò)展優(yōu)勢。

注：PLC系統(tǒng)層級架構(gòu)框架中，以現(xiàn)場一次設(shè)備數(shù)據(jù)采集和智能溫度調(diào)節(jié)模塊譯碼，實(shí)現(xiàn)對各電路現(xiàn)場控制單元的結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)融合。

電爐控制系統(tǒng)的時(shí)效性和軟件菜單及其界面操作及其程序功能、結(jié)構(gòu)畫面和獨(dú)立性中，對系統(tǒng)資源和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性可靠性，具有便捷的維護(hù)和調(diào)試價(jià)值。電爐控制系統(tǒng)軟件的應(yīng)用，具備監(jiān)控和群控優(yōu)勢，在多區(qū)曲線控制中，以其動(dòng)態(tài)修改和自定義優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了工藝曲線控制下的精準(zhǔn)控制實(shí)時(shí)控制。

工業(yè)現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)，在設(shè)備連接中，以儀表和計(jì)算機(jī)控制的可靠性和操作界面掌握，達(dá)成了聯(lián)動(dòng)爐中溫區(qū)的曲線控制。自動(dòng)化控制領(lǐng)域中，以豐富多彩的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)曲線歷史趨勢戰(zhàn)況顯示，在分散凌亂的現(xiàn)場觸摸屏中，同事對工業(yè)現(xiàn)場具有集中控制優(yōu)勢。臺(tái)爐同步工作操作中，以操作方便、工藝曲線數(shù)據(jù)下傳、儀表同步啟動(dòng)/停止的數(shù)據(jù)完善記錄功能，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的瞬時(shí)導(dǎo)出，并具備打印性能。

實(shí)時(shí)趨勢曲線測量中，可對測量值和分組曲線進(jìn)行獨(dú)立設(shè)置。在預(yù)警功能發(fā)揮中，可對相關(guān)報(bào)警事件做準(zhǔn)確預(yù)期，同時(shí)可隨時(shí)調(diào)整報(bào)警參數(shù)。在用戶權(quán)限管理功能中，以用戶權(quán)限的自由分配和對關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)際設(shè)置；在密碼實(shí)際保護(hù)中，以設(shè)備管理員的相關(guān)方法更改和設(shè)置，在用戶系統(tǒng)密碼記錄和修改中，具備用戶隱私權(quán)保護(hù)價(jià)值。

PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的應(yīng)用，以其熱處理連動(dòng)爐電氣控系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)，在編程曲線靈活性及其存儲(chǔ)界面和儀表下的曲線參數(shù)。在“啟動(dòng)/停止”功能控制中具有基礎(chǔ)控制效果。PLC控制下熱處理連動(dòng)爐電氣控系統(tǒng)設(shè)計(jì)行業(yè)應(yīng)用中，以臺(tái)車爐、實(shí)驗(yàn)電爐、輥底爐、窯爐和恒溫滅菌箱等各行業(yè)的運(yùn)行可靠性質(zhì)，在穩(wěn)定性和可靠性及其系統(tǒng)擴(kuò)展性實(shí)踐中獲得穩(wěn)定性和可靠性特質(zhì)認(rèn)可。

在實(shí)際應(yīng)用中，通過RS232/RS485/Ethernet和設(shè)備的控制器進(jìn)行通信，獲取設(shè)備數(shù)據(jù)；通過4G（全網(wǎng)通）/WIFI/Ethernet連接云端；嚴(yán)格國際標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議MODBUS， BACNET，211協(xié)議等等；為用戶提供便捷化控制定制協(xié)議；在市面主流控制器通信協(xié)議實(shí)際徐劍秋中，以短信息和郵件功能及其暈組態(tài)功能，支持PLC遠(yuǎn)程下載，遠(yuǎn)程調(diào)試及其APP監(jiān)控。

在PLC技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高分辨率，低噪聲的工業(yè)PLC系統(tǒng)，具備電氣控中電噪聲抑制性能，抗震性和抗沖擊plc設(shè)計(jì)采用業(yè)界領(lǐng)先技術(shù)，具有不同工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的連接能力；硬件系統(tǒng)采用SIEMENS公司的的S7-200PLC以及其相應(yīng)的控制模塊，提高了鍋爐控制過程的自動(dòng)化處理程度；良好的人機(jī)監(jiān)控界面具有體積小、組裝靈活、編程簡單、抗干擾能力強(qiáng)及可靠性高的可編程控制器應(yīng)用優(yōu)勢。

三、結(jié)束語

基于PLC控制的熱處理連動(dòng)爐電氣控系統(tǒng)設(shè)計(jì)以其電爐控制系統(tǒng)的可靠性和信息化程度及其靈活性，實(shí)現(xiàn)了處理效果。在實(shí)際的工業(yè)數(shù)據(jù)報(bào)表及其工藝曲線調(diào)用和工藝記錄人機(jī)界面管理實(shí)踐中，具備電氣空系統(tǒng)設(shè)置的突出效果，并在人機(jī)界面管理系統(tǒng)中，以靈活性安排，達(dá)成靈活控制系統(tǒng)的效果。

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