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電爐系統(tǒng)解決方案

某企業(yè)老式工業(yè)爐溫控系統(tǒng)改造方案

 

一、項(xiàng)目概況

 
  1、改造前爐子整體狀況
 
    該廠老式爐子主要由輥?zhàn)觽鲃?dòng)系統(tǒng)和溫控加熱系統(tǒng)構(gòu)成。爐溫控加熱系統(tǒng)主要由接觸器及溫控儀表組成。加熱系統(tǒng)總功率為546KW，分5個(gè)加熱區(qū)。加熱體采用鐵鉻鋁材料，使用溫度為0～1100℃，采用鎳鉻鎳硅熱電偶做為溫度測(cè)量，溫度顯示儀表為圓圖式溫度記錄儀。同時(shí)利用圓圖式溫度記錄儀控制繼電器加熱，由繼電器控制接觸器通與斷，從而使加熱溫度與給定溫度基本一致。使用加熱電源為低壓380V三相動(dòng)力電源。加熱體采用星形連接，它們布設(shè)在爐子的爐頂及爐底。
    

2、原工業(yè)爐溫度控制系統(tǒng)存在的弊端

    應(yīng)用該工業(yè)爐溫度控制系統(tǒng)存在著諸多弊端，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
    （1）該爐子控溫方式為三位式控制（加熱、保持、停止），三位式控溫方式是有上下限兩個(gè)給定值，當(dāng)爐溫低于下限給定值時(shí)招待器全開；當(dāng)爐溫在上、下限給定值之間時(shí)執(zhí)行器部分開啟；當(dāng)爐溫超過(guò)上限給定值時(shí)執(zhí)行器全閉。這種控制方式存在著溫度控制波動(dòng)大，溫度控制精度差（±10度），加熱功率不可調(diào)節(jié)，因而能源浪費(fèi)大，加熱效率低。其它繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作頻繁，因而觸點(diǎn)磨損嚴(yán)重。故障率逐年攀升，已經(jīng)給生產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。
    （2）該控溫系統(tǒng)的溫控儀表老化嚴(yán)重，存在控制失靈等故障，儀表控制精度也難以滿足現(xiàn)代生產(chǎn)工藝的精度要求。而且此儀表要求日常頻繁維護(hù)。
    （3）該控制系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)噪音大，振動(dòng)較大（接觸器吸合不良形成）。這樣接觸器機(jī)構(gòu)件極易松動(dòng)，造成連接處發(fā)熱嚴(yán)重，極易形成火災(zāi)事故及其它電氣故障。
 

二、輝達(dá)工控新型電爐溫度控制系統(tǒng)
 
1、溫控系統(tǒng)的組成
 
    新型溫控加熱系統(tǒng)由溫控儀表和可控硅觸發(fā)回路及無(wú)觸摸屏HMI監(jiān)控等低壓控制元件組成。系統(tǒng)包括HD-DL4000智能電量采集模塊、HD-M-ZA5000系列智能PID觸發(fā)模塊、HD-D4000智能開關(guān)量模塊，分別控制電爐的主電源系統(tǒng)和五區(qū)加熱系統(tǒng)及爐門傳動(dòng)控制系統(tǒng)（前后爐門的點(diǎn)動(dòng)升降控制）。具體說(shuō)明如下：
 
（1）爐門傳動(dòng)控制系統(tǒng)：HD-D4000智能開關(guān)量模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)爐門電機(jī)控制、臺(tái)車電機(jī)控制、循環(huán)風(fēng)機(jī)控制、限位信號(hào)反饋，爐門傳動(dòng)控制系統(tǒng)執(zhí)行前后爐門的升降操作，爐門控制系統(tǒng)為點(diǎn)動(dòng)操作控制。電氣控制上具有上下限及升降聯(lián)鎖控制。監(jiān)控系統(tǒng)
 
（2）主控制系統(tǒng)：HD-M-ZA5000系列智能PID觸發(fā)模塊為主控制模塊，主要根據(jù)可控硅觸發(fā)信號(hào)來(lái)控制五區(qū)加熱回路負(fù)載加熱情況。其中儀表電源為保證儀表的安全及可靠性，應(yīng)用380V／220V隔離變壓器供電。控制電源的操作通過(guò)分合有關(guān)空氣斷路器及切合有關(guān)按鈕實(shí)現(xiàn)。

2、五區(qū)加熱回路操作

     五區(qū)加熱回路操作分為單動(dòng)及聯(lián)動(dòng)操作。單動(dòng)時(shí)選擇單動(dòng)／聯(lián)動(dòng)按鈕為單動(dòng)位置，此時(shí)通過(guò)操作各區(qū)的起停按鈕實(shí)現(xiàn)各區(qū)的停送電操作，停送電時(shí)對(duì)應(yīng)相應(yīng)的指示燈亮。聯(lián)動(dòng)時(shí)選擇在聯(lián)動(dòng)位置，按下起動(dòng)按鈕，各區(qū)接觸器吸合，對(duì)應(yīng)運(yùn)行指示燈亮；按對(duì)應(yīng)聯(lián)動(dòng)停止按鈕時(shí)，各區(qū)接觸器斷開，對(duì)應(yīng)停止指示燈亮。聯(lián)動(dòng)、單動(dòng)操作前，各區(qū)動(dòng)力空開及控制空開均在合位置。

3、HMI 監(jiān)控系統(tǒng)

     系統(tǒng)采用ＭＣＧＳ觸摸屏進(jìn)行ＨＭＩ人機(jī)界面組態(tài)，該觸摸屏控制軟件菜單和界面操作簡(jiǎn)單，程序功能完善齊全，結(jié)構(gòu)清晰，獨(dú)立性強(qiáng)，占用系統(tǒng)資源小，更好的保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和可靠性，同時(shí)，調(diào)試和維護(hù)十分方便。本系統(tǒng)有兩種控溫方式定值控溫和時(shí)間程序控溫。在定值控溫模式下，通過(guò) PID 自動(dòng)控制調(diào)節(jié)輸出，使?fàn)t溫保持定值。在時(shí)間程序控溫下，用戶可編輯時(shí)間程序?qū)t溫進(jìn)行分段控制，可自定義每段時(shí)間程序的升溫速率、溫度設(shè)定值、恒溫時(shí)間參數(shù)，可滿足用戶對(duì)不同工藝的需求。
 
 4、輝達(dá)工控KY系列智能溫度控制器
 
   充分考慮了各種熱處理電爐運(yùn)行、工件熱處理各道工序的需求和特點(diǎn)，以及熱處理行業(yè)的特點(diǎn)和各種個(gè)性化需求，具有很強(qiáng)的針對(duì)性的溫控器。適用于各種感性負(fù)載和阻性負(fù)載的功率控制。通信接口具有高壓、大電流沖擊保護(hù)等功能。具有啟停開關(guān)斷開報(bào)警、散熱器超溫報(bào)警和綜合故障報(bào)警指示燈?？赏ㄟ^(guò)電量反饋實(shí)現(xiàn)恒壓、恒流、恒功率控制，支持過(guò)流保護(hù)和過(guò)壓保護(hù)。無(wú)需拆線即可查看各部分組件，方便檢測(cè)與維護(hù)。          
  
5、輝達(dá)工控HD-M-ZA5000系列智能PID觸發(fā)模塊
 
    HD-M-MA5000系列智能PID調(diào)節(jié)模塊適用于溫度、壓力、液位、流量等各種工業(yè)過(guò)程參數(shù)的測(cè)量、顯示和精確控制，配合固態(tài)繼電器、觸發(fā)器、調(diào)壓器等使用，應(yīng)用于傳統(tǒng)控制模式，如控制柜、控制箱或設(shè)備配套等。主要特點(diǎn)如下：
（1）獨(dú)特的專家自整定算法，適用于各種被控對(duì)象，自整定成功率大于95%。
（2）具有熱電偶冷端補(bǔ)償，自動(dòng)穩(wěn)零及非線性處理技術(shù)，長(zhǎng)期運(yùn)行無(wú)溫漂。
（3）可軟件設(shè)置輸出上、下限幅值，支持外部手動(dòng)限幅。
（4）定值控溫模式下升溫速率可設(shè)定，可分段限幅，具有恒溫計(jì)時(shí)功能。
（5）50段時(shí)間程序存儲(chǔ)地址，時(shí)間曲線條數(shù)可靈活設(shè)置，人性化跟蹤運(yùn)行。
（6）標(biāo)準(zhǔn)MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485硬件接口。通訊接口具有高壓、大電流沖擊等保護(hù)功能。
（7）校正數(shù)據(jù)具有備份/恢復(fù)功能。
（8）三相輸出分別可調(diào)，可解決一定程度的三相負(fù)載不平衡問(wèn)題。
（9）自適應(yīng)相序，無(wú)需人為調(diào)整.
 
 
三、該電爐溫度控制系統(tǒng)的其他應(yīng)用

      輝達(dá)工控KY系列智能溫度控制器和D-M-ZA5000系列智能PID觸發(fā)模塊在此系統(tǒng)中起到至關(guān)重要的作用，控溫精度極高（穩(wěn)態(tài)時(shí)達(dá)到±1℃），實(shí)現(xiàn)了溫度控制的無(wú)超調(diào)高精度控制，而且已達(dá)到免維護(hù)無(wú)故障運(yùn)行。系統(tǒng)調(diào)整操作方便，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)可靠，節(jié)省電能。并且系統(tǒng)具有極強(qiáng)的抗干擾性，極大地提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，使該廠的企業(yè)自動(dòng)化水平有較大提高。該溫控系統(tǒng)確是一種應(yīng)用廣泛、經(jīng)濟(jì)適用、控制效果顯著并值得廣泛推崇使用的新型溫控裝置。