臺(tái)車(chē)式鋁合金時(shí)效爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
一、臺(tái)車(chē)式鋁合金時(shí)效爐簡(jiǎn)介:
鋁合金時(shí)效爐是節(jié)能型周期作業(yè)爐,主要供鋁合金鑄件、鋁合金壓鑄件、鋁合金輪轂、鋁型材線(xiàn)材、鋁合金板材、鋁合金網(wǎng)格板、活塞等在高均溫狀態(tài)下進(jìn)行時(shí)效熱處理。
鋁合金時(shí)效爐是用于鋁合金材料經(jīng)初步加工后勻質(zhì)的設(shè)備。目的用于消除鋁合金材料的內(nèi)應(yīng)力、增強(qiáng)鋁合金材料的強(qiáng)度,是生產(chǎn)鋁合金制品廠(chǎng)家理想配套設(shè)備
二、技術(shù)參數(shù)要求:
- 額定功率:12KW
- 額定溫度:200℃
- 供電參數(shù):380V、 3相、 50HZ
- 爐膛尺寸:1000×600×600mm(長(zhǎng)×寬×高)
- 控溫方式:PID自動(dòng)調(diào)功
- 控溫精度:≤±1℃
- 控溫區(qū)數(shù):1區(qū)
- 溫度均勻性:≤±5℃
- 循環(huán)風(fēng)機(jī):1套 風(fēng)量1200m3/h 風(fēng)壓620Pa
- 爐門(mén)傳動(dòng):手動(dòng)
- 臺(tái)車(chē)傳動(dòng):手動(dòng)
- 爐體外壁溫升:≤30℃
- 爐頂外壁溫升:≤40℃
- 爐體外形尺寸:3200×1240×1800mm(長(zhǎng)×寬×高)
- 占地面積:3200×1240mm(長(zhǎng)×寬)
- 電爐控制方式:電爐控制柜均安裝在總控制房,動(dòng)作控制均在爐前操作柜完成。
三、臺(tái)車(chē)式鋁合金時(shí)效爐溫度控制系統(tǒng):
系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)概述:
由輝達(dá)工控開(kāi)發(fā)的KZYP系列智能溫度控制系統(tǒng),充分考慮了熱處理行業(yè)的特點(diǎn)和各種個(gè)性化需求,既適用于新建項(xiàng)目的電爐設(shè)備配套,也適用于傳統(tǒng)熱處理車(chē)間的技術(shù)改造??梢栽谏衔粰C(jī)或觸摸屏上編輯、編制各種工藝曲線(xiàn),下裝到控制儀表,直接控制電爐儀表的啟動(dòng)、暫停及停機(jī),具有較高的自動(dòng)化。實(shí)時(shí)記錄電爐溫度曲線(xiàn),并可查詢(xún)歷史溫度曲線(xiàn),具有過(guò)去系統(tǒng)無(wú)法相比的*性,其特點(diǎn)是可靠性高,性能穩(wěn)定,抗*力強(qiáng),維護(hù)及系統(tǒng)擴(kuò)展成本大大降低。
為該臺(tái)車(chē)爐鋁合金時(shí)效爐設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng),整個(gè)系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)采用三層分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),*層為現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備數(shù)據(jù)采集傳感器(溫度、壓力傳感器等);第二層為智能溫度調(diào)節(jié)模塊(或者 PLC 等智能單元);第三層為觸摸屏控制系統(tǒng),通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)監(jiān)控與控制單元通訊,組成 DCS 系統(tǒng),具體物理結(jié)構(gòu)圖如下。
本系統(tǒng)主要使用KTY1000/2000/3000系列智能溫度控制器作為主控模塊完成臺(tái)車(chē)爐負(fù)載加熱主控制系統(tǒng)。
采用HD-M-D4000系列開(kāi)關(guān)量模塊和HD-M-DL4000系列智能電量采集模塊,分別對(duì)風(fēng)機(jī)、爐門(mén)的升降、臺(tái)車(chē)的進(jìn)出、電流、電壓等進(jìn)行控制和監(jiān)測(cè)。
HD-M-D4000系列開(kāi)關(guān)量模塊和HD-M-DL4000系列智能電量采集模塊
觸摸屏與子模塊之間連接,通過(guò)RS485硬件接口并采用MODBUS-RTU通訊協(xié)議進(jìn)行通訊,在屏內(nèi)可修改查看子模塊的畫(huà)面及參數(shù)。
配用HD-MBE-04智能操作面板一個(gè),可設(shè)置所有子模塊,便于現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備維護(hù)。
整個(gè)控制系統(tǒng)是由智能溫控系統(tǒng)主控儀表、動(dòng)力控制系統(tǒng)、各區(qū)顯示及記錄、報(bào)警裝置、動(dòng)作控制、主控箱等部分組成。
智能溫控系統(tǒng)主控儀表:
為使?fàn)t內(nèi)的溫度達(dá)到均勻的要求,本爐分1區(qū)控溫,爐溫控制系統(tǒng)主控儀表采用輝達(dá)工控HD-M-ZA5000系列智能PID觸發(fā)調(diào)節(jié)儀,進(jìn)行爐溫的控制,其測(cè)量值和顯示值為獨(dú)立的雙四位,溫度控制值由用戶(hù)預(yù)先設(shè)定, 執(zhí)行機(jī)構(gòu)選用目前*的大功率固態(tài)繼電器,通過(guò)智能數(shù)顯溫控儀對(duì)爐溫自動(dòng)進(jìn)行控制。并帶有通訊接口上位機(jī)之用。
本系統(tǒng)具有*的智能PID控制算法,具有的自整定、自適應(yīng)功能,智能溫控儀為雙四位液晶數(shù)碼管顯示,控溫和爐溫同時(shí)顯示,多種量程設(shè)定,可根據(jù)設(shè)置的工藝曲線(xiàn)(可設(shè)置40段)分別設(shè)定升溫速度、保溫溫度保溫精度和降溫速度,實(shí)現(xiàn)升溫斜率、保溫溫度、保溫時(shí)間和降溫的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制,并可顯示理論值和實(shí)測(cè)值,提高了控制水平和控溫精度;另溫控系統(tǒng)還具有超溫聲、光報(bào)警等功能,實(shí)現(xiàn)采用AC100-240V寬范圍工作電源,使用時(shí)無(wú)須擔(dān)心電源電壓變化波動(dòng)。
本系統(tǒng)能夠自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)各區(qū)的功率大小,這樣可以更好的控制爐膛內(nèi)的爐溫均勻性,手動(dòng)調(diào)節(jié)功率后,系統(tǒng)會(huì)根據(jù)手動(dòng)調(diào)節(jié)的功率來(lái)進(jìn)行自動(dòng)控溫,操作方便,控溫。
動(dòng)力控制系統(tǒng):
控制執(zhí)行系統(tǒng)采用大功率固態(tài)繼電器組合單元,鋁合金散熱及全套風(fēng)冷系統(tǒng),同時(shí)配備自動(dòng)斷路開(kāi)關(guān)和快熔器作二級(jí)保護(hù)。
系統(tǒng)每區(qū)都有一只大電流接觸器作為爐膛溫度保護(hù)單元,一旦可控硅因故障被電流擊穿后,在如果沒(méi)有安裝大電流保護(hù)接觸器的情況下,電流將無(wú)法控制,即使安裝報(bào)警裝置也不能夠切斷主控電源,如果在操作人員離開(kāi)的情況下,爐膛內(nèi)的溫度將處于失控狀態(tài),但安裝了大電流保護(hù)接觸器后,一旦可控硅被電流擊穿后爐膛達(dá)到上限超溫報(bào)警值后,在報(bào)警的同時(shí)接觸器可以切斷主電源,可以可靠地保證爐膛內(nèi)的正常運(yùn)行,避免了爐膛在失控后產(chǎn)生的損失。
各區(qū)顯示及記錄:
每相每區(qū)工作均有指示燈指示工作與否,當(dāng)爐內(nèi)加熱時(shí)指示燈會(huì)隨著電流的大小而閃爍,工作人員可以非常直觀(guān)的看到爐內(nèi)各區(qū)各相的工種情況的工作情況。
爐溫控制系統(tǒng)每區(qū)每相都配有一只電流表,顯示加熱元件實(shí)時(shí)工作電流,另配電壓表一只,并配有三相電壓轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),及時(shí)了解電源情況,記錄采用杭州盤(pán)古無(wú)紙記錄儀,具有溫度曲線(xiàn)實(shí)時(shí)查詢(xún),歷史曲線(xiàn)、選擇、儲(chǔ)存、記錄及打印等功能。
報(bào)警裝置:
配套控制系統(tǒng)設(shè)有超溫聲光報(bào)警功能,爐內(nèi)只要到達(dá)溫度設(shè)定的上限報(bào)警值時(shí),系統(tǒng)報(bào)警器便進(jìn)行報(bào)警,報(bào)警指示燈也隨之閃亮,同時(shí)大電流接觸器切斷加熱器總電源,操作人員可根據(jù)報(bào)警指示直接查找原因,確保電爐安全運(yùn)行。
臺(tái)車(chē)式鋁合金時(shí)效爐動(dòng)作控制與主控柜:
本爐配備一只爐前操作箱,爐門(mén)的升降,臺(tái)車(chē)的進(jìn)出,風(fēng)機(jī)啟動(dòng)停止在爐前操作箱上完成,各動(dòng)作之間都有可靠的電器連鎖,再與電加熱系統(tǒng)通電連鎖保護(hù),操作箱安裝在爐體前部的側(cè)面,也可根據(jù)用戶(hù)的的現(xiàn)場(chǎng)操作需要的位置進(jìn)行安裝。
主控控制箱箱體外殼采用國(guó)標(biāo)GGD,中間相通,便于接線(xiàn)和維護(hù),且通風(fēng)散熱效果好,在每個(gè)控制箱的后門(mén)上都安裝有一只向外排熱軸流風(fēng)扇,與可控硅散熱風(fēng)扇形成對(duì)流后,能有效降低控制箱內(nèi)的溫度。配套電器采用國(guó)內(nèi)生產(chǎn)。
武漢輝達(dá)工控技術(shù)有限公司
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