退火爐溫度控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種退火爐溫度控制系統(tǒng)包括：多個溫度控制器，每個溫度控制器配置成按照目標(biāo)溫度參數(shù)輸出一臺退火爐的溫度控制信號；多個固態(tài)繼電器，每個固態(tài)繼電器的低壓控制線圈與一個溫度控制器連接，以按照溫度控制信號執(zhí)行對退火爐的加熱設(shè)備的控制；以及可編程邏輯控制器，通過第一通訊電纜分別與多個溫度控制器連接，以向多個溫度控制信號提供目標(biāo)溫度參數(shù)。該退火以實現(xiàn)退火爐的自動控制，提升了溫度控制的穩(wěn)定性、保證了產(chǎn)品的優(yōu)良品質(zhì)，結(jié)構(gòu)簡單，控制成本低。
【專利說明】
退火爐溫度控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及工業(yè)控制設(shè)備，特別是涉及退火爐溫度控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]退火是金屬熱處理中的重要工序，通過退火可以達到細化組織、降低硬度、改善切削系能、消除應(yīng)力等目的。整個退火過程主要包括升溫、保溫、降溫等過程。
[0003]根據(jù)所需退火的產(chǎn)品性能要求，在退火工藝過程中需要精確對溫度控制，使溫度按照設(shè)定的曲線變化。傳統(tǒng)的退火爐一般采用傳統(tǒng)的手動控制方式，這需要操作人員不斷地根據(jù)爐溫的檢測值以及給定值的比較結(jié)果，根據(jù)經(jīng)驗調(diào)節(jié)供給爐體的熱量，以調(diào)節(jié)爐溫。這種控制方式，完全依靠操作人員的經(jīng)驗，容易出現(xiàn)波動，影響了產(chǎn)品質(zhì)量。
[0004]雖然現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)了一些針對退火爐的自動控制系統(tǒng)，然而由于退火爐是一個復(fù)雜的受控對象，具有多參數(shù)、非線性、時變性、時滯性、多干擾的特點，現(xiàn)有的退火爐的自動控制系統(tǒng)一方面控制效果較差，另一方面架構(gòu)復(fù)雜、成本較高。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的一個目的是要提供一種架構(gòu)簡單、成本較低的退火爐溫度控制系統(tǒng)。
[0006]本實用新型提供的退火爐溫度控制系統(tǒng)包括:多個溫度控制器，每個溫度控制器配置成按照目標(biāo)溫度參數(shù)輸出一臺退火爐的溫度控制信號；多個固態(tài)繼電器，每個固態(tài)繼電器的低壓控制線圈與一個溫度控制器連接，以按照溫度控制信號執(zhí)行對退火爐的加熱設(shè)備的控制；以及可編程邏輯控制器，通過第一通訊電纜分別與多個溫度控制器連接，以向多個溫度控制信號提供目標(biāo)溫度參數(shù)。
[0007]可選地，上述退火爐溫度控制系統(tǒng)還包括:觸摸屏，通過第二通訊電纜與可編程邏輯控制器連接，以獲取設(shè)定參數(shù)并向可編程邏輯控制器提供。
[0008]可選地，第一通訊電纜與第二通訊電纜均為RS485通訊電纜。
[0009]可選地，上述退火爐溫度控制系統(tǒng)包括:多個測溫元件，每個測溫元件與一個溫度控制器連接，用于測量對應(yīng)的退火爐的溫度并向溫度控制器提供。
[0010]本實用新型的退火爐溫度控制系統(tǒng)，改變了通過斷路器和交流接觸器搭建的簡單電路控制系統(tǒng)，電氣主回路采用固態(tài)繼電器元件，利用可編程邏輯控制器(ProgrammableLogic Controller，簡稱PLC)，實現(xiàn)退火過程中不同階段目標(biāo)時長和目標(biāo)溫度值的設(shè)定以及溫度輸出控制功能，使用智能溫度控制器作為控制單元，實現(xiàn)與PLC完成數(shù)據(jù)通訊功能。溫度控制器輸出信號直接接入固態(tài)繼電器低壓控制線圈，實現(xiàn)對電加熱設(shè)備的控制，以實現(xiàn)退火爐的自動控制，提升了溫度控制的穩(wěn)定性、保證了產(chǎn)品的優(yōu)良品質(zhì)，結(jié)構(gòu)簡單，控制成本低。
[0011]根據(jù)下文結(jié)合附圖對本實用新型具體實施例的詳細描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會更加明了本實用新型的上述以及其他目的、優(yōu)點和特征。
【附圖說明】
[0012]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本實用新型的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0013]圖1是根據(jù)本實用新型一個實施例的退火爐溫度控制系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)圖；以及
[0014]圖2是根據(jù)本實用新型一個實施例的退火爐溫度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。如圖所示。
【具體實施方式】
[0015]圖1是根據(jù)本實用新型一個實施例的退火爐溫度控制系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)圖。該退火爐溫度控制系統(tǒng)包括:多個溫度控制器130、可編程邏輯控制器110、觸摸屏120?？删幊踢壿嬁刂破?10通過第一通訊電纜140分別與多個溫度控制器130連接。可編程邏輯控制器110通過第二通訊電纜150與觸摸屏120連接。第一通訊電纜140與第二通訊電纜150可以根據(jù)可編程邏輯控制器110、溫度控制器130、觸摸屏120具備的接口進行設(shè)置，例如可以均為RS485通訊電纜。
[0016]觸摸屏120可以選用OMRON品牌NB7W-TW00B型號，與PLCllO通過RS485接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，主要用來完成時間、溫度等必要參數(shù)的設(shè)定，并完成對每臺退火爐的啟/?？刂疲瑢崟r進行溫度曲線顯示，報警信息顯示等。
[0017]PLCllO可以采用西門子品牌6ES7 216-2BD23-0XB8進行編程，接收觸摸屏120傳輸?shù)脑O(shè)定參數(shù)，同時將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)接|摸屏120進行顯示。以對6套退火爐進行控制為例進行介紹，由于每臺退火爐都具有較多的工藝曲線及參數(shù)設(shè)定值，考慮到PLCl 10的PID(Proport1n-1ntegrat1n-Differentiat1n，比例積分微分)控制的上限(如西門子200型PLC僅有8路PID控制)，如果使用PLCl 10的PID進行控制會大大影響CPU的處理速度。所以本實用新型中的PLC100僅用于完成目標(biāo)溫度曲線的生成與控制輸出，以及各控制環(huán)節(jié)的相關(guān)邏輯保護功能，具體的溫度控制輸出功能，則由每臺退火爐各自的溫度控制器130來實現(xiàn)。
[0018]溫度控制器130可以采用0MR0N品牌E5CC-RX2ASM-802型號，該控制器具備自整定功能，可以根據(jù)被控對象的特性，自動尋找最優(yōu)參數(shù)以達到很好的控制效果，無需人工整定參數(shù)?？販鼐瓤梢赃_到達±0.rc，無明顯超調(diào)、欠調(diào)工況出現(xiàn)。其輸入回路可接受多種類型的測溫元件的信號，以配合執(zhí)行器件對加熱設(shè)備進行PID調(diào)節(jié)控制。
[0019]圖2是根據(jù)本實用新型一個實施例的退火爐溫度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。如圖所示，本實施例中使用多個固態(tài)繼電器160作為控制執(zhí)行機構(gòu)。固態(tài)繼電器160是一種新型無觸點電子開關(guān)，在邏輯控制電路中，可實現(xiàn)以弱電控制強電和弱強隔離的目的。固態(tài)繼電器160具有工作安全可靠、壽命長、無觸點、無火花、低觸發(fā)電流、開關(guān)速度快、抗震動等性能，被廣泛應(yīng)用在電加熱裝置、儀器設(shè)備、多種機械、數(shù)控機床等自動化設(shè)備及控制系統(tǒng)中，是交直流接觸器的更新?lián)Q代產(chǎn)品。本實施例中采用固態(tài)繼電器后，可以滿足實現(xiàn)電加熱裝置的頻繁通/斷電控制，不僅降低了能耗，還大大提高了系統(tǒng)的安全性能。
[0020]在該實施例中示出了使用一個PLCllO對六臺退火爐進行控制的情況，在實際使用時，可以根據(jù)實際情況確定退火爐170、溫度控制器130、固態(tài)繼電器160的數(shù)量。
[0021]每個溫度控制器130配置成按照目標(biāo)溫度參數(shù)輸出一臺退火爐170的溫度控制信號。多個測溫元件171可以分別設(shè)置于多臺退火爐170內(nèi)，每個測溫元件171與一個溫度控制器130連接，并測量對應(yīng)的退火爐170的爐內(nèi)溫度并向溫度控制器130提供。測溫元件可以為熱電偶、熱電阻或其他將溫度轉(zhuǎn)換為電流或電壓的溫度測量器件。
[0022]每個固態(tài)繼電器160的低壓控制線圈與一個溫度控制器130連接，以按照溫度控制信號執(zhí)行對退火爐170的加熱設(shè)備173的控制。
[0023]本實用新型的退火爐溫度控制系統(tǒng)，改變了通過斷路器和交流接觸器搭建的簡單電路控制系統(tǒng)，電氣主回路采用固態(tài)繼電器160，利用可編程邏輯控制器110實現(xiàn)退火過程中不同階段目標(biāo)時長和目標(biāo)溫度值的設(shè)定以及溫度輸出控制功能，使用智能溫度控制器130作為控制單元，實現(xiàn)與PLCllO完成數(shù)據(jù)通訊功能。溫度控制器130輸出信號直接接入固態(tài)繼電器160的低壓控制線圈，實現(xiàn)對電加熱設(shè)備173的控制，以實現(xiàn)退火爐170的自動控制，提升了溫度控制的穩(wěn)定性、保證了產(chǎn)品的優(yōu)良品質(zhì)，結(jié)構(gòu)簡單，控制成本低。
[0024]至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本實用新型的多個示例性實施例，但是，在不脫離本實用新型精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本實用新型公開的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本實用新型原理的許多其他變型或修改。因此，本實用新型的范圍應(yīng)被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【主權(quán)項】
1.一種退火爐溫度控制系統(tǒng)，其特征在于包括: 多個溫度控制器，每個所述溫度控制器配置成按照目標(biāo)溫度參數(shù)輸出一臺所述退火爐的溫度控制信號； 多個固態(tài)繼電器，每個所述固態(tài)繼電器的低壓控制線圈與一個所述溫度控制器連接，以按照所述溫度控制信號執(zhí)行對所述退火爐的加熱設(shè)備的控制；以及 可編程邏輯控制器，通過第一通訊電纜分別與所述多個溫度控制器連接，以向所述多個溫度控制信號提供所述目標(biāo)溫度參數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的退火爐溫度控制系統(tǒng)，其特征在于還包括: 觸摸屏，通過第二通訊電纜與所述可編程邏輯控制器連接，以獲取設(shè)定參數(shù)并向所述可編程邏輯控制器提供。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的退火爐溫度控制系統(tǒng)，其特征在于 所述第一通訊電纜與所述第二通訊電纜均為RS485通訊電纜。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的退火爐溫度控制系統(tǒng)，其特征在于還包括: 多個測溫元件，每個測溫元件與一個所述溫度控制器連接，并測量對應(yīng)的退火爐的溫度并向所述溫度控制器提供。
【文檔編號】C21D1/26GK205528902SQ201620270289
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月31日
【發(fā)明人】王敦坤, 朱德明
【申請人】王敦坤, 朱德明