退火炉(铝箔)的温度控制系统
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铝箔退火炉对温度准确有效的控制是退火炉过程成败的关键,因此铝箔退火炉温度电控系统决定了退火炉退火工艺实现的好坏。我国的铝箔退火炉电控系统经历了以下几个阶段:
1.单片机电控系统:一般来说采用单片机电控系统是so年代的设备,其操作繁琐,温度调节累计误差大,铝箔的加热速度和炉温的均匀性不能保证。
2.智能仪表电控系统:90年代以来随着智能仪表技术的迅速发展,温度分段编程控制可以通过表盘按键操作很方便地实现,且控制精度较高,控制系统造价相对较低。但是其扩展性差,操作繁琐。
3.PLC电控系统:90年代末,随着PLC(可编程控制器)的迅速发展,退火炉中的PLC电控系统逐渐普及,这种控制方式是在继电器控制和计算机控制的基础上开发出来的,并逐渐发展成以微处理器为核心,把自动化技术计算机技术、通讯技术融为一体的新型工业自动化控制装置。目前已被广泛地应用于各种生产机械以及自动化生产过程中。以己西门子S7-300系列为例,为用户提供了各种适用的模块以满足不同的需求,而且可根据工艺修改程序,控制灵活方便。
PLC电控系统兼容性,扩展性很好,通讯能力强,利用触摸屏控制温度,显示参数,使整个控制系统易学易用。但是其造价相对较高。
4.工控机电控系统:利用微机直接控制在铝箔退火炉中用的很少,因为其各个仪表的接口部分相对来说比较麻烦,而且其稳定性、抗干扰能力不如PLC。退火炉一般以工业控制机作为主控单元,可编程控制器(PLC)作为现场控制中心。
退火炉控制系统的硬件设计
控制系统的组成
该控制系统工作于环境恶劣、干扰强的工业现场,控制系统的高可靠性是该系统能够稳定工作的基础。本文根据系统的控制方式及现场工艺要求,采用西门子S7-300作主控制器,设计内容包括可控硅加热控制、炉门控制、风机控制、温度采集等子系统组成的PLC控制系统,其硬件结构所示。
控制系统总体说明
20加吨退火炉由24支卡口式电阻加热器,二台循环风机,炉门升降机构,供风装置,负压系统等组成。全炉分为两个加热区,采用电加热方式,在两侧墙上装有24支卡口式电阻加热器,单支加热器的功率为25KW,通过晶闸管模块进行控制、PLC系统对加热状态进行实时控制。
炉子退火周期分为升温(包括吹洗),差温加热,比例控制,保温和冷却五个阶段.控制采用程控器进行控制,同时控制拒上装有智能仪表作为备用,一旦程控器出现故障,可以用智能仪表完成退火过程。
循环风机、吹洗风机和负压风机采用变频器控制。
用于退火炉炉温控制设计三支热电偶。循环风机冷却水压与水温设计超限保护与报警,退火阶段有灯光指示、故障指示与报警。