浅论真空炉节能环保自动化控制

中国科技博览 / 2018年09月25日 08:38

新闻

王磊

[摘 要]真空炉作为大型的专用设备,在金属的热处理加工中有着举足轻重的地位。由于真空炉的使用需要承压巨大能源,并且在加工过程中还存在能源消耗、生产安全、污染物控制等一系列问题,所以推动真空炉的节能环保自动化研究也成为改造升级锅炉使用现状的必然要求。由此,本文便从真空炉在使用控制中面临的问题出发,对节能环保自动化的控制系统展开详细的分析,以期为各位读者提供参考。

[关键词]真空炉;节能环保;自动化控制

中图分类号:S588 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)04-0363-01

真空炉节能环保的核心是实现自动化控制,降低了真空炉控制过程中的能源消耗。提高真空炉使用的安全性、环保性与效率性不仅是我国产业升级战略的内在要求,同时也是创新锅炉发展的必由之路。当前,我国的真空炉控制中仍然存在较多沿用传统手工操作与仪表模拟作业的方式,这既无法体现工业生产的环保性要求,同时也容易诱发一些运行事故。据此,针对真空炉的自动化控制研究也便具有了重要的现实意义。

一、真空炉控制的相关概述

(一)真空炉控制的问题现状

小型高速钢、紧密轴承、高合度金刚模具、油泵油嘴等器械元件共同构成了真空热处理加工设备。其中真空炉控制系统中又包含了控制柜、检测元件、操作显示台、执行元件等几大组成部分。真空炉的控制效果对热处理的产品质量产生直接联系,关于时间、温度、精度的控制也成为真空炉控制工作的重要内容。以往采用传统钎焊的方式既无法保障高品质的使用效果,同时在效率上也有所欠缺,所以引进自动化的真空炉控制方式也成为势在必行的发展趋势。通过真空钎焊的方式来实现对系统材料的连接,改变了依靠钎剂进行零件连接的工艺操作方法,在真空环境中利用钎焊便可以实现紧密的焊接,并且接口通常还具备抗腐蚀性强、贴合度高等优点。另外,加强关于真空炉控制系统的PLC核心研究,也能够在满足高、中温双室系统的同时,提高真空炉的实用性与环保性。

(二)真空炉自动化控制的内涵

真空炉的加工质量与温度、时间的参数控制息息相关,当热能设备的使用效率较低时,既无法满足产品的质量需求与经济效益,同时也容易产生环境污染与能源浪费等问题。举例来说,当热处理过程中的燃烧不充分时,则会产生硫化物、一氧化碳等物质,而在满足节能环保自动化控制的条件下,将PLC纳入到真空炉使用中,通过提高自动化的方式解决真空炉的污染问题,既可以实现将热处理产品转变效益性控制对象,同時也能够确保产品质量水平的提升。从而使节能环保自动化的优势能够得到淋漓尽致的发挥。

真空炉实现自动控制的原理主要为:通过对元件的温度检测,将这些信号传递给调节器,再由调节器结合可编程控温曲线设定参数对在不同时段的PID进行整定。紧接着向执行器的可控硅调动器输出控制信号,在对电炉丝功率进行调整后便可以实现对锅炉炉温的控制。在此过程中,基于可编程调节性具备灵活、高效的曲线编程功能,所以通过对适合工艺的编程曲线进行选择来设定出参数,便可达到控制整个加工过程的炉温,达到节能环保自动化的控制目标。

二、真空炉节能环保自动化控制的构成

真空炉中的能源消耗,面临着很大的压力,采取自动化控制的措施,主要是实现节能环保,推进真空炉朝向绿色化的方向发展。真空炉的自动化控制策略,具有很高的节能环保效率,其可提高真空炉能源使用的效率,管控废气排放,利用自动化编程的控制方式,为真空炉提供节能环保的途径。

(一)电极升降系统

该系统内部结构中包含了数字量、模拟量输入与输出,其中模拟量的输入方式主要为三相输入。在数字量的输入过程中,则有囊括变压器档位信号与电极操作控制信号等内容,而模拟量的输出为电极升降液压比例阀的驱动信号。按照工艺需求。在加热时,该系统便可以完成电极升降的自动控制,从而适应锅炉加工的要求。

(二)炉体控制系统

关于真空炉炉体系统的控制主要通过液压系统、油水冷却器、变压器、高压系统等完成控制,并且同时形成对变压器、水冷系统、液压系统、高压系统、炉体系统、供电系统的监测控制。在自动系统的I/O口加设隔离装置,然后保障模拟量与数字量的输入输出预留出10%余量,再向上位机提供系统动作与状态信号输入。最终达到同上位机协作共同完成监控设备实时运行状态的效果。

(三)联网通讯系统

自动化的控制离不开通讯功能的运用,网络技术的不断更新发展也为现代化的智能控制提供了更为便利、有效的方式,当利用互联网技术与现场总线进行联网时,便可以对整个庞大的系统规模实现清晰化的管理,并为信息资源的快速分享与远程控制诊断功能的实现开辟了路径。真空炉的自动化结构要求需要具备多极化控制的能力,所以通过构建多级网络以及对集散网络的过长管理优化,才能促进生产管理结构的成型,满足通讯功能在工艺生产过程的全覆盖创造条件。通过建立覆盖率高的通讯系统,不仅保障了工艺生产中各个环节的任务完成度,同时也最大限度提高了系统使用的稳定性、简便性、复用性特征。

(四)自动化控制的画面设计

自动性的画面设计是保障真空炉控制性的重中之重,一般来说由多媒体软件的设计组态共同形成自动控制的画面设计,接着再利用支持工具对设计画面进行下载至触摸屏便可满足使用要求。触摸屏的通知区域与状态控制区域能够通过读写实现二者间的信息传递,自动控制系统也可以在对触摸屏状态中的数据进行读取后获得当前的画面号,再运用状态控制系统实现对画面的强制切换。通过画面设计可以让循环水流量与电压得到显示;能够了解加热过程中的实际电流情况;能够对真空炉、加热时间与真空度进行设定;当温度超过限定标准时能够及时发出报警信息等。

在画面设计时可以对真空炉的操作运行方式进行选择,采取或自动或手动的方式来对设备参数进行调节,从而达到维修设备系统稳定运行的目的。在自动操作条件下,真空炉便可以按照预先设定的参数值运行,并且在触摸按钮上还能对自动控制通道中的情况进行读取,从而与针对性的形成开关信号。或者通过深入字符、数值完成信息的交换,并在运行过程中还能够对报警历史与运行趋势曲线进行储存,为系统维护创造更为有利的条件,最终便可达到最佳的控制系统运行效果。综上所述,真空炉自动化控制的发展对于整个行业均有着重大意义,作为工业、民用生产中的重要耗能设备,只有不断提高真空炉的自动性。才能实现能源消耗的降低以及维护真空炉安全、稳定、经济、环保的健康长远发展。

结束语

通过实施真空炉节能环保的自动化控制策略,不仅可以极大缩减能源消耗,减少污染物的排放,真正达到缓解生态环境压力的效果。同时关于自动化控制的方式创新,也让绿色制造的模式能够得到更加有效的使用,让真空炉的操作能够同真实的生产生活需求相互契合。只有强化真空炉节能环保自动化控制方法研究,加大对系统控制的细节要求,才能为真空炉的良性、可持续发展奠定坚实基础。

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