台车式燃气热处理炉电气系统的发展
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台车式燃气热处理炉电气系统的发展经历了2个主要的阶段:
(1) 80年代末至90年代初,温度仪表、压力仪表和操作器控制温度、压力等模拟量,继电器电路实现数字逻辑控制。控制软件采用C语言等通用语言。
(2) 90年代末开始,台车式燃气热处理炉智能温度仪表、智能压力仪表和操作器控制温度、压力等模拟量,可编程控制器实现数字逻辑控制,它们作为下位机。由计算机作为上位机与下位机通讯,更好地管理和控制设备。软件采用组态
软件(组态王),以单台设备为控制单位,以数据管理为目标,通过以太网可以将一个工厂的设备统一进行数据管理,达到了过程控制计算机系统的要求。它符合现代工厂集中系统管理的方向。而现在很多80年代末至90年代初台车炉的电气,由于自身的缺陷和使用的老化,都面临着改造。
2电气改造的分析
下面就以某厂台车式热处理炉为例来介绍。
该项目是1997年投人使用的,经过5年的使用,故障较多,炉温共6点的温度,在升温过程,偏差在±40℃以内,保温时,偏差在土20℃以内,性能达不到厂家使用的要求,经过对设备仔细的分析,总结出以下几点问题:
(1)手动、自动控制用继电器电路。电路复杂、线号多、使用的元器件多,不利于维护,手动、自动切换时的信号不稳定。一些逻辑动作、报警保护和信号连锁等动作经常失灵。
(2)温度采用计算机控制C语言编程,由于其可靠性和稳定性不好,经常出现故障,而无法使用,在5年的使用中进行了多次维修。
(3) 6路的控制温度,12路的测温实时性差,其控制效果很大程度上依赖计算机的运行,由于采用C语言编程,计算机处理的数据非常繁琐,很难保证效果。
(4)采用DOS下的C语言编制。动画效果差,不直观。数据的功能差,只有最简单的查看功能。不利于管理。C语言编程需要很强的计算机知识,一般的工程人员编程有一定难度,要外请计算机专业人员编制,由于C语言编制是一个底层的语言,要对几乎所有的功能进行编程,程序量大,维护和调试都非常困难。工厂要求数据化管理,但是这种程序要做到与工厂的数据衔接非常困难。
针对以上的问题,台车式燃气热处理炉采取以下措施:
(1)对于逻辑动作,采用一台欧姆龙可编程控制器( PLC )。利用PLC的高可靠性,减少了电气元件简化了控制线路。提高了可靠性。
(2)控制温度采用欧陆表。它的控制精度高,算法先进。可进行控制温度的PID参数自整定,可实现按照控制的输出比例实现大小火两级控制田。
(3) 6路的控制温度经过欧陆表处理后,由通讯接口发送到计算机。12路的测温由巡检仪处理后,由通讯接口发送到计算机,实时性好。
(4)采用组态软件,取代了C语言编程。组态软件最大的优点是:
①组态方便,编程、调试和使用都非常方便、
②数据功能强,它自己有报表和历史数据查询等功能还可以与微软公司的MicrosoftAccess, Excel等数据库软件无缝连接,满足用户的各种数据要求。
3设计思路
将所有的手动、自动信号全部进人PLC,所有的动作和逻辑完全由PLC来控制,性能稳定可靠,元器件的数量大大减少,现场调试也变得方便。
用专业温控表来控制温度。它有良好的温度控制和自动整定,以最优的PID参数来进行控温。比起使用C语言编制的控温程序,控温效果大大改善。
系统由温度控制、压力控制、烧嘴控制器、工件温度的巡检、上位机控制和软件5个部分组成。
软件上增加了以下功能:
(1)升温曲线、炉体画面(图3),温度曲线和生产表格;
(2)升温曲线。可以设置炉子的温度工艺曲线,时间、温度坐标调整,便于各种炉况下使用;
(3)炉体画面.可以查看炉子所有烧嘴火焰的情况,各个控温点的温度,手动或自动控制烧嘴的状态;
(4)温度曲线。可以查看6个控温点,12个测温点,压力等参数的历史曲线;
(5)生产表格。以表格的形式列出所有的参数,报警值等。
经过改造,台车式燃气热处理炉炉子重新进行了烧炉,在升温过程,6点温度偏差≤士10℃,保温时,偏差≤士4℃,稳定性强,减少了运行和维护费用。使用1年多,从未出现死机和数据丢失等故障。使原有设备的使用效率大大提高。