臺車式鋁合金時效爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計方案

一、臺車式鋁合金時效爐簡介：

鋁合金時效爐是節(jié)能型周期作業(yè)爐，主要供鋁合金鑄件、鋁合金壓鑄件、鋁合金輪轂、鋁型材線材、鋁合金板材、鋁合金網(wǎng)格板、活塞等在高均溫狀態(tài)下進行時效熱處理。

鋁合金時效爐是用于鋁合金材料經(jīng)初步加工后勻質(zhì)的設(shè)備。目的用于消除鋁合金材料的內(nèi)應(yīng)力、增強鋁合金材料的強度，是生產(chǎn)鋁合金制品廠家理想配套設(shè)備

二、技術(shù)參數(shù)要求：

1. 額定功率：12KW
2. 額定溫度：200℃
3. 供電參數(shù)：380V、 3相、 50HZ
4. 爐膛尺寸：1000×600×600mm（長×寬×高）
5. 控溫方式：PID自動調(diào)功
6. 控溫精度：≤±1℃
7. 控溫區(qū)數(shù)：1區(qū)
8. 溫度均勻性：≤±5℃
9. 循環(huán)風(fēng)機：1套 風(fēng)量1200m3/h 風(fēng)壓620Pa
10. 爐門傳動：手動
11. 臺車傳動：手動
12. 爐體外壁溫升：≤30℃
13. 爐頂外壁溫升：≤40℃
14. 爐體外形尺寸：3200×1240×1800mm（長×寬×高）
15. 占地面積：3200×1240mm（長×寬）
16. 電爐控制方式：電爐控制柜均安裝在總控制房，動作控制均在爐前操作柜完成。

三、臺車式鋁合金時效爐溫度控制系統(tǒng)：

系統(tǒng)整體設(shè)計概述：

    由輝達工控開發(fā)的KZYP系列智能溫度控制系統(tǒng)，充分考慮了熱處理行業(yè)的特點和各種個性化需求，既適用于新建項目的電爐設(shè)備配套，也適用于傳統(tǒng)熱處理車間的技術(shù)改造?？梢栽谏衔粰C或觸摸屏上編輯、編制各種工藝曲線，下裝到控制儀表，直接控制電爐儀表的啟動、暫停及停機，具有較高的自動化。實時記錄電爐溫度曲線，并可查詢歷史溫度曲線，具有過去系統(tǒng)無法相比的*性，其特點是可靠性高，性能穩(wěn)定，抗*力強，維護及系統(tǒng)擴展成本大大降低。

    為該臺車爐鋁合金時效爐設(shè)計的溫度控制系統(tǒng)，整個系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)采用三層分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，*層為現(xiàn)場一次設(shè)備數(shù)據(jù)采集傳感器（溫度、壓力傳感器等）；第二層為智能溫度調(diào)節(jié)模塊（或者 PLC 等智能單元）；第三層為觸摸屏控制系統(tǒng)，通過現(xiàn)場總線監(jiān)控與控制單元通訊，組成 DCS 系統(tǒng)，具體物理結(jié)構(gòu)圖如下。

    本系統(tǒng)主要使用KTY1000/2000/3000系列智能溫度控制器作為主控模塊完成臺車爐負載加熱主控制系統(tǒng)。

    采用HD-M-D4000系列開關(guān)量模塊和HD-M-DL4000系列智能電量采集模塊，分別對風(fēng)機、爐門的升降、臺車的進出、電流、電壓等進行控制和監(jiān)測。

HD-M-D4000系列開關(guān)量模塊和HD-M-DL4000系列智能電量采集模塊

    觸摸屏與子模塊之間連接，通過RS485硬件接口并采用MODBUS-RTU通訊協(xié)議進行通訊，在屏內(nèi)可修改查看子模塊的畫面及參數(shù)。

配用HD-MBE-04智能操作面板一個，可設(shè)置所有子模塊，便于現(xiàn)場的設(shè)備維護。

    整個控制系統(tǒng)是由智能溫控系統(tǒng)主控儀表、動力控制系統(tǒng)、各區(qū)顯示及記錄、報警裝置、動作控制、主控箱等部分組成。

     智能溫控系統(tǒng)主控儀表：

為使?fàn)t內(nèi)的溫度達到均勻的要求，本爐分1區(qū)控溫，爐溫控制系統(tǒng)主控儀表采用輝達工控HD-M-ZA5000系列智能PID觸發(fā)調(diào)節(jié)儀，進行爐溫的控制，其測量值和顯示值為獨立的雙四位，溫度控制值由用戶預(yù)先設(shè)定, 執(zhí)行機構(gòu)選用目前*的大功率固態(tài)繼電器，通過智能數(shù)顯溫控儀對爐溫自動進行控制。并帶有通訊接口上位機之用。

    本系統(tǒng)具有*的智能PID控制算法，具有的自整定、自適應(yīng)功能，智能溫控儀為雙四位液晶數(shù)碼管顯示，控溫和爐溫同時顯示，多種量程設(shè)定，可根據(jù)設(shè)置的工藝曲線（可設(shè)置40段）分別設(shè)定升溫速度、保溫溫度保溫精度和降溫速度，實現(xiàn)升溫斜率、保溫溫度、保溫時間和降溫的自動調(diào)節(jié)控制，并可顯示理論值和實測值，提高了控制水平和控溫精度；另溫控系統(tǒng)還具有超溫聲、光報警等功能，實現(xiàn)采用AC100-240V寬范圍工作電源，使用時無須擔(dān)心電源電壓變化波動。

    本系統(tǒng)能夠自動或手動調(diào)節(jié)各區(qū)的功率大小，這樣可以更好的控制爐膛內(nèi)的爐溫均勻性，手動調(diào)節(jié)功率后，系統(tǒng)會根據(jù)手動調(diào)節(jié)的功率來進行自動控溫，操作方便，控溫。

動力控制系統(tǒng)：

    控制執(zhí)行系統(tǒng)采用大功率固態(tài)繼電器組合單元，鋁合金散熱及全套風(fēng)冷系統(tǒng)，同時配備自動斷路開關(guān)和快熔器作二級保護。

    系統(tǒng)每區(qū)都有一只大電流接觸器作為爐膛溫度保護單元，一旦可控硅因故障被電流擊穿后，在如果沒有安裝大電流保護接觸器的情況下，電流將無法控制，即使安裝報警裝置也不能夠切斷主控電源，如果在操作人員離開的情況下，爐膛內(nèi)的溫度將處于失控狀態(tài)，但安裝了大電流保護接觸器后，一旦可控硅被電流擊穿后爐膛達到上限超溫報警值后，在報警的同時接觸器可以切斷主電源，可以可靠地保證爐膛內(nèi)的正常運行，避免了爐膛在失控后產(chǎn)生的損失。

各區(qū)顯示及記錄：

    每相每區(qū)工作均有指示燈指示工作與否，當(dāng)爐內(nèi)加熱時指示燈會隨著電流的大小而閃爍，工作人員可以非常直觀的看到爐內(nèi)各區(qū)各相的工種情況的工作情況。

    爐溫控制系統(tǒng)每區(qū)每相都配有一只電流表,顯示加熱元件實時工作電流,另配電壓表一只,并配有三相電壓轉(zhuǎn)換開關(guān),及時了解電源情況，記錄采用杭州盤古無紙記錄儀，具有溫度曲線實時查詢，歷史曲線、選擇、儲存、記錄及打印等功能。

報警裝置：

    配套控制系統(tǒng)設(shè)有超溫聲光報警功能，爐內(nèi)只要到達溫度設(shè)定的上限報警值時，系統(tǒng)報警器便進行報警，報警指示燈也隨之閃亮，同時大電流接觸器切斷加熱器總電源，操作人員可根據(jù)報警指示直接查找原因，確保電爐安全運行。

臺車式鋁合金時效爐動作控制與主控柜：

    本爐配備一只爐前操作箱，爐門的升降，臺車的進出，風(fēng)機啟動停止在爐前操作箱上完成，各動作之間都有可靠的電器連鎖,再與電加熱系統(tǒng)通電連鎖保護，操作箱安裝在爐體前部的側(cè)面，也可根據(jù)用戶的的現(xiàn)場操作需要的位置進行安裝。

    主控控制箱箱體外殼采用國標(biāo)GGD，中間相通，便于接線和維護，且通風(fēng)散熱效果好，在每個控制箱的后門上都安裝有一只向外排熱軸流風(fēng)扇，與可控硅散熱風(fēng)扇形成對流后，能有效降低控制箱內(nèi)的溫度。配套電器采用國內(nèi)生產(chǎn)。

   武漢輝達工控技術(shù)有限公司

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