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電爐溫度控制柜
75KW立式鋁合金淬火爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
一、鋁合金淬火爐爐體介紹和主要技術(shù)參數(shù)
鋁合金淬火爐主要由加熱爐體、提升機(jī)構(gòu)、裝料小車、移動(dòng)式淬火水槽和淬火架、溫度動(dòng)作控制等部分組成。立式方形爐體旁裝有起重機(jī)，通過(guò)鏈條和掛鉤可將料筐吊至爐膛。爐體由型鋼支起，底部有電動(dòng)操作的爐門。位于爐罩下方的底架可沿軌道移動(dòng)、定位，底架上面載有淬火水槽和料筐。生產(chǎn)時(shí)，將底架上的料筐移至爐罩正下方，打開爐門，放下鏈條及掛鉤將料筐吊入爐膛，關(guān)閉爐門后進(jìn)行加熱。淬火過(guò)程，先將底架上的水槽移至爐罩正下方，然后打開爐門，放下鏈條，將料筐（工件）淬入水中。
主要技術(shù)參數(shù)：
額定功率：75KW
額定溫度：650℃
額定電壓：380V
爐膛尺寸：Φ950×1200㎜
裝 載 量：1t
二、鋁合金立式淬火爐自動(dòng)化控制方案
基本控制說(shuō)明：控制柜采用公司標(biāo)準(zhǔn)控制柜（1800×800×500mm）柜體，控制柜輸入電源為AC380V三相四線制?？刂齐姞t總功率為75KW，輸出三相負(fù)載平均分接多個(gè)負(fù)載，且負(fù)載一端接零線，即負(fù)載類型為星型接零線模式；采用觸摸屏顯示操作、智能觸發(fā)調(diào)節(jié)模塊加可控硅組合件調(diào)壓加熱工作模式；控溫方式為定值控溫、定時(shí)加熱（可設(shè)定每天加熱開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，當(dāng)?shù)竭_(dá)加熱結(jié)束后通過(guò)主接觸器自動(dòng)切斷主電源）。
采用輝達(dá)工控的HD-M-D4000系列開關(guān)量模塊實(shí)現(xiàn)循環(huán)風(fēng)機(jī)、爐門開關(guān)、底架的移動(dòng)等動(dòng)作進(jìn)行控制，采用輝達(dá)工控的HD-M-DL4000系列智能采集量模塊，對(duì)整個(gè)鋁合金淬火爐的輸出、輸入電流、電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。
負(fù)載加熱主控制系統(tǒng)采用輝達(dá)工控HD-M-ZA5000系列一體化智能觸發(fā)PID調(diào)節(jié)模塊，可實(shí)現(xiàn)100～650℃控溫精準(zhǔn)、運(yùn)行穩(wěn)定。測(cè)溫裝置為溫度傳感器。根據(jù)工藝要求設(shè)置加熱溫度和淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間，由系統(tǒng)自動(dòng)化控制，運(yùn)行可靠。
加熱主控制系統(tǒng)采用大功率可控硅組合單元，鋁合金散熱加全套風(fēng)冷及熱保護(hù)系統(tǒng)，同時(shí)配備自動(dòng)斷路開關(guān)和快熔器作二級(jí)保護(hù)。
由武漢輝達(dá)工控技術(shù)有限公司開發(fā)的新型智能觸摸屏溫度控制柜，采用10”真彩觸摸屏作為人機(jī)界面，帶USB接口及2個(gè)通訊接口，兼容串口MODBUS-RTU協(xié)議。 通過(guò)專業(yè)組態(tài)軟件設(shè)計(jì)，對(duì)電爐進(jìn)行全方位監(jiān)控。
整個(gè)控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀況直觀通過(guò)MCGS觸摸屏顯示，直觀查看實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線，可進(jìn)行工藝曲線的編程繪制，操作簡(jiǎn)便，適應(yīng)不同層次的操作人員，滿足現(xiàn)代化的生產(chǎn)需求。
另外，還可以將整個(gè)控制系統(tǒng)與上位機(jī)相連接，建立中央控制計(jì)算機(jī)通訊系統(tǒng)，整個(gè)工藝的過(guò)程溫度控制控制數(shù)值、保溫時(shí)間等參數(shù)都可以由中央計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)統(tǒng)一管理編程。
觸摸屏硬件系統(tǒng)框架圖如下：
框架圖(2).jpg)
三、核心產(chǎn)品介紹
在實(shí)際應(yīng)用中鋁合金產(chǎn)品在固溶時(shí)效熱處理過(guò)程中對(duì)于溫度的均勻性有非常高的要求。為使?fàn)t內(nèi)的溫度達(dá)到均勻的要求，爐溫控制系統(tǒng)主控儀表采用武漢輝達(dá)工控技術(shù)有限公司HD-M-ZA5000一體化智能觸發(fā)PID溫控模塊進(jìn)行爐溫的控制，可滿足0-1200℃溫度范圍內(nèi)0.5％的控溫精度。該智能PID觸發(fā)模塊集PID調(diào)節(jié)與可控硅觸發(fā)輸出功能于一體，既可實(shí)現(xiàn)常規(guī)PID儀表的調(diào)節(jié)控制功能，還可根據(jù)輸入信號(hào)、實(shí)際反饋信號(hào)與PID運(yùn)算調(diào)節(jié)可控硅觸發(fā)導(dǎo)通角的大小，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并自動(dòng)調(diào)節(jié)控制可控硅起到控制爐溫的功能。
HD-M-ZA5000一體化智能觸發(fā)PID溫控模塊具有RS-485通訊接口，采用標(biāo)準(zhǔn)MODBUS-RTU通訊協(xié)議，支持多種通信波特率，最高可達(dá)19.2Kbps。通信接口具有高壓、大電流沖擊等保護(hù)功能，通過(guò)MODBUS-RTU通訊可實(shí)現(xiàn)模塊與觸模屏、上位機(jī)等人機(jī)界面操作。
帶I2C顯示接口，支持外部擴(kuò)展數(shù)顯手持設(shè)定面板，配置后可按鍵查看、設(shè)置所有參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了其常規(guī)儀表面板按鍵式操作。
HD-M-ZA5000一體化智能觸發(fā)PID溫控模塊具有先進(jìn)的智能PID控制算法，具有完美的自整定、自適應(yīng)功能，多種量程設(shè)定，可根據(jù)設(shè)置的工藝曲線（可設(shè)置50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；，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)。
能夠自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)可控硅輸出功率的大小，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，控溫精確。
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