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今日卧式真空炉计算机的自动控温研制

发布时间:2021-07-15 18:29:13 阅读: 来源:编码器厂家

卧式真空炉计算机的自动控温研制

【论文摘要】本文介绍了以单片机为核心的智能温度控制器和监控上位计算机组成的DCS系统在卧式真空炉炉温自动控制改造中的应用,给出其软硬件的设计原理和实现方法,以及改造中的技术难点与处理措施。而是关系到国防、兵工、交通、能源、医疗卫生等各个方面

1 前言

自硬公司刀片分厂K88—IIA型卧式真空烧结炉系93年由中南工大粉冶设备公司为其设计的自动炉温控制系统。限于当时的设备技术条件,主机采用286兼容微机配合该公司自行研制的A/D、D/A板组成的超小型自控装置,无硬盘。该系统使用至今目前存在以下一些严重缺陷∶

1.1主机使用年限过长,到了老化故障期,故障频发,软驱、彩显已无法正常使用;

1.2因无可更换的零配件,一旦系统故障将无法修复;

1.3系统软件存在严重的”Y2K”问题;

1.4操作繁琐,无中文提示,每一带炉温的曲线要多次重复输入,无中文提示,无法实现打印、控制、记录的协同操作;

1.5真空度冲击试验机几种试验方法控制、报警功能均已失效;

1.6系统抗干扰能力差,经常死机。

1.7炉体第二带的温度始终比一、三带高出一定的数值,无法矫正。

为提高产品质量和市场竞争力,严格工艺管理,必须整体淘汰原控制系统,代之以新型的流行工控机配合标准的组态软件及多输入输出温度智能控制器,实现符合工艺要求和升温特性的炉温自动控制

2 系统设计

2.1控制系统硬件设计

根据工艺技术要求及可靠性、经济、简便的原则,系统的控制方案见图1∶

2.2根据控制系统待采集的模拟量和I/O量的量程及极性,确定温度变送器的选型和配套校企联手攻克3大困难的过程控制器输入采集方式,如下所示∶

输入输出信号定义及量程范围:

2.2.1模拟量输入:

2.2.1.1炉温:0―1600℃

测温元件:B型双铂铑热电偶

温度变送器输出:0―5VDC,共3路

2.2.1.2真空度:

量程:100―105Pa

输出信号:0―5VDC/1KΩ

2.2.2开关量输入:

2.2.2.1启动按钮:三带温度加快人材队伍成长控制器同时启动运行。

2.2.2.2停电恢复按钮:当控制器掉电后,重新启动未完成的程序。

2.2.2.3工艺复原按钮:清除当前运行的工艺曲线,程序回到初始未投运状态。

2.2.2.4冷却水流量检测开关:

如冷却水检测开关为”OFF”状态,计算机给出报警信息,同时暂停程序的执行,将输出完全关断。待故障处理完成后重新按”停电恢复”继续执行未完成的程序。

2.2.3开关量输出:

2.2.3.1电铃:1路,220VAC;继电器控制。

2.2.3.2炉温报警信号灯:1路,红色,24VDC。

2.2.3.3自动状态指示灯∶1路,24VDC。

2.2.3.4手动状态指示灯∶1路,24VDC。

2.2.3.5真空度上限报警指示灯∶1路,24VDC。

2.2.3.6工艺复原指示灯∶1路,24VDC。

2.2.3.7保温指示灯∶1路,24VDC。

2.2.3.7缺水报警指示灯∶1路,24VDC。

2.2.4模拟量输出:

共3路:0―10mADC;

输出至ZK-200可控硅调压器作过零触发的外部输入信号。

2.3按以上要求设计出的温度过程控制器原理框图如图2所示:

2.4上位机软件设计

真空烧结炉计算机控制系统管理软件运行于PWindows9X平台,操作界面直观、友善、方便。只需轻点鼠标,就可完成对真空烧结炉控制器的管理和操作。

上位机软件主要实现以下功能:

2.4.1实时显示各真空炉控制器的工况参数表、运行曲线,各真空炉控制器的运行状况一目了然。

2.4.2实时监测各真空炉的运行参数,参数异常时,自动切换到报警画面。历史报警记录保存在计算机上,可供事后的查询、打印。

2.4.3提供历史运行曲线的查询、打印功能。

2.4.4实时棒图、流程图形象直观地显示真空炉当前的运行参数。

2.4.5读取、修改真空炉控制器的运行曲线。工艺曲线可保存在计算机中,免去日后的烦琐录入。

2.4.6读取、修改真空炉阀门开度等运行参数。

2.4.7权限管理提供两极密码保护功能,防止无关人员使用相关功能。

2.4.8软件提供有数据库维护功能。

上位机软件流程图如图3所示:

2.5温度控制器软件设计

温度控制器软件采用8031单片机宏汇编语言编程,调用标准但是的那末PID模块及各种功能函数模块

其软件控制流程图见图4。

3 技术难点及解决方案

3.1原系统热电偶的引线采用非屏蔽电缆。在本次改造中,最初仍沿用原电缆。但实际使用中发现检测的温度信号总在大幅度漂移波动,开始未能找到原因,以为是模块化温度变送器不稳定,抗干扰能力差的缘故。但后来经用福禄克192型数字示波器在模块化温变的热电偶输入端检查后才发现加到热电偶上

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