铝材退火炉热工控制系统改造点滴

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《加工》铝

计算机与控制系统

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铝材退火炉热工控制系统改点滴造戴和平戴启建(江电工厂铝材分厂，重庆长 406) 0 0 9

摘要：介绍了由 P C成的铝材退火炉热工自动控制系统。该系统能够根据不同产品的工艺、温度及循环送风要 L组求 .自动、准确地选择不同的加热、风循环方式 .以确保满足不同产品退火工艺的要求 .并降低产品成本。

关键词：铝材；退火炉；P C;自动控制 L

Sys e nneal ng Fur t m of A i nace f or

Al Um 1 um i um oduct n1 ni PrD AI e p n DAIQi j n - ig H -i a

( u n m r d c a c Al mi u P o u t Br n h. Ch n j n l c rcEn i e rn l n . 4 0 6 ) a g i g E e t i g n e i g P a t a 0 0 9

A bs r ct: The pa r i r ta pe nt odu e t e aut c s h om atc r gu a i s t m o a i e l t on ys e f nne i ur ac, whi h s o pos d of alng f n e c i c m e PLC . The s e yt m c an aut om atc l nd ac ur e y s l tdi f r t way atng. wi yclng a c di o t i aly a c at l e ec f e en s of he i nd c i c or ng t he r qui e entof va i e rm r ous p o s r ce s, t m p at e a n e er ur nd wi d cyc i o as t e he r qu r m e f a lng s o m ett e i e nt o nh alng pr e s e i oc s f r ous pr duc sand r duc he c to oduc s orva i o t e e t os f pr t.

Key w o d r s: A l m i um odu t; anne i ur c u ni pr c alng f na e; PLC; aut om atc r gul i y t m i e aton

s s e

前言某厂铝材生产线的退火炉是采用强制空气循环电加热方式对铝和铝合金卷板进行均热退火的一种工业电炉。每台退火炉加热器功率为 2 8 k, 2×3 W 最大装炉量 1t 5,温度控制采用可控硅触发器、 P D调节器、螺旋电加热器、单片机等构成。由于 I大多数仪表属淘汰产品 .触发板上元器件故障较多,

技术要求，又尽量使设备性能有所提高，满足市场对产品提出的更高的要求，是控制系统改造要解决的问题。

1铝加工退火工艺 1 1工艺流程 .退火工艺流程通常分为加热、保温和冷却三个阶段，整个流程中又有清洗、循环两个工艺环节。 表 1表 2出了几种牌号铝材的加热温度和保温时、示间。

影响了设备的正常运行。如何在现有设备的基础

上应用最新控制技术，以实现既保证达到原设备的收稿日期：2 0— 0— 0 02 8 3作者简介：戴和平 ( 9 5 )男，江苏射阳人 .大学本科，长江 15一，

1 2存在问题及现象 .退火工艺规程的选定和工艺流程的控制由一台 单片机完成。由于该退火炉为 8年代设备，单片机 0

电工厂工程师，从事计算机专业。

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操作烦琐，常不能正常使用；P D调节器等仪器积 I累误差太大，超过了工艺规程规定的± l,严重 0

相异步电动机、S R￣控硅触发器、通风阀。系统 C n构成框图如图1所示。

影响了产品的质量；很多仪表及 8 3单片机等为淘 01汰产品，维修困难；循环风机只有高速低速两档运行不能满足工艺要求。循环冷却风机的智能化运行是保证炉子中铝材的加热速度和温度均匀性的关键。

要保证温度的均匀性，就要求退火炉在不同温度

段循环风机有不同的风量、风压。然而原退火炉的

空气循环系统不能满足生产工艺的这种要求。

表 l几种牌号铝材的加热温度/C 牌号及规格O

状态H 22 H 24 H 26

1 70、1 60、 05 0 0 1 01

5、11 0 03 0

3 0 1 3 0 1 6士 1 3士 l 5士 0 0士 020 02 0 0

冷却风机

冷却风机

冷却风机

冷却一

图 1控制系统构成框图3 0 1 7士 1 0士 020 0 2 0 1 7士 0

3 0厚度≥ O 5 m 5士 1 03 r 5 0 0 a厚度< 0 5 m热炉进料 .r a

注：热炉进料指先空炉升温到退火温度后进料，温度再达到退火温度后开始保温计时。热炉进料产品不用低温吹扫去油。

本系统大致可以分为三个部分： ( ) I 1 P D调节部分； () L 2 P C和变频器的通讯部分及通风阀部分

; ( )统的监控巡检部分。其中P D调节部分包 3系 I括热电偶炉温等参数的控制。 2 1 P D调节部分 . IP D调节主要通过 P D控制单元，该单元主要 I I

表 2几种牌号铝材的保温时间/ h牌号O

状态H 2 H 24、 H 2 2、 6

有以下特性：① l O高速采样周期，实现了高速 O ms P D控制；②数字滤波器衰减输入噪音，控制输入 1意外干扰，使 P D控制成有效的快速响应系统；③ I

1 7、 l 6、 15 0 0 00 001 3、 l O 05 lO30 03

铝卷：8铝板：6

铝卷 8铝板：6

铝卷：6铝板：6

铝卷：8铝板：6

多种输出规格可供选择；④ 8数据设置，8数值组个 (设定点 ( P和报警设置值 )以预置在8数据如 S )可个组中；⑤可以用数据设定器输入和显示当前值；⑥先行 P D控制，利用先行 P D控制器及自动调谐的 I I 特殊性获得稳定的P D控制；⑦可以用P C序输 1 L程入和检索数据，同时我们通过 P C的程序实现双 LP D控制，从而实现了炉温的稳定运行。 1

1 3改造后要达到的目的 .

() 1要求具有先进性、可靠性，系统能根据不同的产品工艺要求设定产品控制曲线。 ( )作简伊易行，既能手动榨制又能自动控 2操

制，维修方便。 ( )到工业炉温度均匀性要求，可控制循环 3达风机风量及冷却阀控制先进、准确、方便。 ( )到工业炉电控系统在节能、环保方面

的 4达要求。

P D制可以分为本地控制和远程控制两种模 I控式，远程控制即通过 P C实现的控制，又有自动和 L手动两种方式，自动控制即由P C行全自动控制 L进,

不需要进行人工干预。手动控制即在上位机上给

定输出值，通过 P C L对其进行控制。在正常情况下

( )度控制精度满足生产要求。 5温

都是在远程控制模式下的自动状态进行，并且每个P D控制回路的S I V值、P V值、OU T值都可以在上位机上用棒图显示出来，非常直观。

2控制系统组成 本系统上位机部分选用一台上位机配以组态软

同时在上位机上可以很方便地修改生产品种、加热定温、保温时间等每个控制回路的P D参数， I如设定值 ( v)“”、“值、“值，并且操 s、 P值 T” H”

件包，C P o rmme专用软件，P C部分选用 X— rga r L知名品牌的 O RO L M N P C,它具有成本低、运行可

作界面非常友好，操作方便。

靠、功能较强的特点。执行机构主要有变频器、三

2 2 P C变频器的通讯 (场总线 D vc t . L与现 e ie Ne)

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现场总线是近年来进入工业现场控制领域的一项先进的技术，在本项目中我们采用了 D vc t e ie Ne

非常稳定。同时还可以把变频器的运行状态，故障信息在上位机上显示出来。循环风机的控制系统采用变频调速装置来控制，可在不同产品温度段控制风机的不同风速，含循环风机的启动、停止、正转、

开放式的现场总线，来实现 P C变频器之间的通 L与讯。 De ieNe有很多特点：①它为开放式现场总 …… 此处隐藏：3657字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……