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電爐溫度控制箱

單區(qū)臺車式時效爐溫度控制系統(tǒng)解決方案

一、 臺車式鋁合金時效爐簡介：

鋁合金時效爐是節(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、鋁型材線材、鋁合金板材、鋁合金網格板、活塞等在高均溫狀態(tài)下進行時效熱處理。

鋁合金時效爐是用于鋁合金材料經初步加工后勻質的專用設備。目的用于消除鋁合金材料的內應力、增強鋁合金材料的強度，是生產鋁合金制品廠家理想配套設備

二、 臺車式鋁合金時效爐的結構：

電爐結構由爐體、爐門、臺車、加熱裝置、循環(huán)風機、控制系統(tǒng)等部分組成。

1. 爐體外殼的框架采用型鋼焊接成型，內外壁均采用優(yōu)質冷軋鋼板制作，受熱變形系數(shù)小，內襯采用硅酸鋁耐火纖維針刺棉做隔熱和保溫材料，降低爐壁溫升。

2. 爐門爐殼亦采用鋼材焊接作框架，外壁亦用冷軋鋼板制作，內襯也采用硅酸鋁耐火纖維針刺棉做隔熱和保溫材料。

3. 爐口四周嵌有橡膠石棉盤根，爐門關閉后與爐口的橡膠石棉盤根貼緊，確保無熱量散發(fā)。

4. 加熱元件采用U形不銹鋼加熱管，耐溫300℃，使用壽命長。為確保爐溫均勻性，熱風循環(huán)裝置由熱風循環(huán)風機和導風板組成。

4.1、熱風循環(huán)裝置采用安裝在爐體頂部，風扇采用1Cr18Ni9Ti耐熱鋼板制作成離心式風葉，整套通風機裝置設有風鈴裝置和保溫層，安裝時把風扇裝好，從爐頂插入聯(lián)接，維護時直接連同風扇把通風機裝置吊出即可，其結構安裝方便，維護、更換快捷。

4.2、導風板分為頂導風板，兩側導風板，頂導封板采用Q235厚度：δ3mm鋼板制作而成兩側導風板亦采用Q235，厚度δ3mm鋼板制作而成：連接方式：U形掛吊和紐扣形式，其結構在加熱過程中導風板不變形、不脫落、安裝方便、電阻帶維護更換快捷。當開啟風扇后，風從風扇甩出，經導風槽均勻吹到爐膛兩側的加熱元件上，經過擋風下部的導風口吹到爐膛內，再從風扇下部的導風口吸入風扇內，在甩出……，如此往復循環(huán)，將加熱器產生的熱量帶入爐膛內，使工件受熱均勻。

三、臺車式鋁合金時效爐的爐門及臺車結構：

爐門采用型鋼、鋼板焊接而成，內襯采用優(yōu)質纖維棉。既達到有良的保溫效果，又減輕了爐門的重量。爐門開啟方式：采用手動側開式壓輪收緊裝置。

臺車采用槽鋼及鋼板焊接而成，臺車面采用硅酸鋁耐火纖維針刺棉做隔熱和保溫材料,并在臺車上平面設有墊鐵，既供工件擱放又形成自然導風槽，其結構能提高通風效果。臺車進出采用人工手推式。

四、技術參數(shù)要求：

1. 額定功率：12KW

2. 額定溫度：200℃

3. 供電參數(shù)：380V、 3相、 50HZ

4. 爐膛尺寸：1000×600×600mm（長×寬×高）

5. 控溫方式：PID自動調功

6. 控溫精度：≤±1℃

7. 控溫區(qū)數(shù)：1區(qū)

8. 溫度均勻性：≤±5℃

9. 循環(huán)風機：1套風量1200m³/h 風壓620Pa

10. 爐門傳動：手動

11. 臺車傳動：手動

12. 爐體外壁溫升：≤30℃

13. 爐頂外壁溫升：≤40℃

14. 爐體外形尺寸：3200×1240×1800mm（長×寬×高）

15. 占地面積：3200×1240mm（長×寬）

16. 電爐控制方式：電爐控制柜均安裝在總控制房，動作控制均在爐前操作柜完成。

五、 臺車式鋁合金時效爐溫度控制系統(tǒng)：

系統(tǒng)整體設計概述：

該控制系統(tǒng)由輝達工控開發(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)的特點和各種個性化需求，既適用于新建項目的電爐設備配套，也適用于傳統(tǒng)熱處理車間的技術改造?？梢栽谏衔粰C或觸摸屏上編輯、編制各種工藝曲線，下裝到控制儀表，直接控制電爐儀表的啟動、暫停及停機，具有較高的自動化。實時記錄電爐溫度曲線，并可查詢歷史溫度曲線，具有過去系統(tǒng)無法相比的優(yōu)越性，其特點是可靠性高，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強，維護及系統(tǒng)擴展成本大大降低。

為該臺車爐鋁合金時效爐設計的溫度控制系統(tǒng)，整個系統(tǒng)的物理結構采用三層分布式網絡架構，第一層為現(xiàn)場一次設備數(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)，通過現(xiàn)場總線監(jiān)控與控制單元通訊，組成 DCS 系統(tǒng)，具體物理結構圖如下。

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車爐負載加熱主控制系統(tǒng)。

采用HD-M-D4000系列開關量模塊和HD-M-DL4000系列智能電量采集模塊，分別對風機、爐門的升降、臺車的進出、電流、電壓等進行控制和監(jiān)測。

觸摸屏與子模塊之間連接，通過RS485硬件接口并采用MODBUS-RTU通訊協(xié)議進行通訊，在屏內可修改查看子模塊的畫面及參數(shù)。

配用HD-MBE-04智能操作面板一個，可設置所有子模塊，便于現(xiàn)場的設備維護。

整個控制系統(tǒng)是由智能溫控系統(tǒng)主控儀表、動力控制系統(tǒng)、各區(qū)顯示及記錄、報警裝置、動作控制、主控箱等部分組成。

智能溫控系統(tǒng)主控儀表：

為使爐內的溫度達到均勻的要求，本爐分1區(qū)控溫，爐溫控制系統(tǒng)主控儀表采用輝達工控HD-M-ZA5000系列智能PID觸發(fā)調節(jié)儀，進行爐溫的控制，其測量值和顯示值為獨立的雙四位，溫度控制值由用戶預先設定, 執(zhí)行機構選用目前先進的大功率固態(tài)繼電器，通過智能數(shù)顯溫控儀對爐溫自動進行控制。并帶有通訊接口專供上位機之用。

本系統(tǒng)具有先進的智能PID控制算法，具有完美的自整定、自適應功能，智能溫控儀為雙四位液晶數(shù)碼管顯示，控溫和爐溫同時顯示，多種量程設定，可根據(jù)設置的工藝曲線（可設置40段）分別設定升溫速度、保溫溫度保溫精度和降溫速度，實現(xiàn)升溫斜率、保溫溫度、保溫時間和降溫的自動調節(jié)控制，并可顯示理論值和實測值，提高了控制水平和控溫精度；另溫控系統(tǒng)還具有超溫聲、光報警等功能，實現(xiàn)采用AC100-240V寬范圍工作電源，使用時無須擔心電源電壓變化波動。

本系統(tǒng)能夠自動或手動調節(jié)各區(qū)的功率大小，這樣可以更好的控制爐膛內的爐溫均勻性，手動調節(jié)功率后，系統(tǒng)會根據(jù)手動調節(jié)的功率來進行自動控溫，操作方便，控溫精確。

動力控制系統(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冷系統(tǒng)，同時配備自動斷路開關和快熔器作二級保護。

系統(tǒng)每區(qū)都有一只大電流接觸器作為爐膛溫度保護單元，一旦可控硅因故障被電流擊穿后，在如果沒有安裝大電流保護接觸器的情況下，電流將無法控制，即使安裝報警裝置也不能夠切斷主控電源，如果在操作人員離開的情況下，爐膛內的溫度將處于失控狀態(tài)，但安裝了大電流保護接觸器后，一旦可控硅被電流擊穿后爐膛達到上限超溫報警值后，在報警的同時接觸器可以切斷主電源，可以可靠地保證爐膛內的正常運行，避免了爐膛在失控后產生的損失。

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，當爐內加熱時指示燈會隨著電流的大小而閃爍，工作人員可以非常直觀的看到爐內各區(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,顯示加熱元件實時工作電流,另配電壓表一只,并配有三相電壓轉換開關,及時了解電源情況，記錄采用杭州盤古無紙記錄儀，具有溫度曲線實時查詢，歷史曲線、選擇、儲存、記錄及打印等功能。

報警裝置：

配套控制系統(tǒng)設有超溫聲光報警功能，爐內只要到達溫度設定的上限報警值時，系統(tǒng)報警器便進行報警，報警指示燈也隨之閃亮，同時大電流接觸器切斷加熱器總電源，操作人員可根據(jù)報警指示直接查找原因，確保電爐安全運行。

臺車式鋁合金時效爐動作控制與主控柜：

本爐配備一只爐前操作箱，爐門的升降，臺車的進出，風機啟動停止在爐前操作箱上完成，各動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，操作箱安裝在爐體前部的側面，也可根據(jù)用戶的指定的現(xiàn)場操作需要的位置進行安裝。

主控控制箱箱體外殼采用國標GGD，中間相通，便于接線和維護，且通風散熱效果好，在每個控制箱的后門上都安裝有一只向外排熱軸流風扇，與可控硅散熱風扇形成對流后，能有效降低控制箱內的溫度。配套電器采用國內知名品牌生產。

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