鐘罩爐廣泛應(yīng)用于氧化鋯陶瓷插芯材料、電子陶瓷、鎢合金產(chǎn)品、鋰電正負(fù)極等等材料的燒結(jié)。本文介紹一種觸摸屏+PLC集中控制監(jiān)控系統(tǒng)--鐘罩爐自動(dòng)化控制柜。

一、控制方案

1、加熱控制：加熱元件一般采用沿圓周均勻布置，所選加熱元件視使用溫度而定，包括加熱板、外絲加熱棒、硅鉬棒等等，最高工作溫度達(dá)到1750℃。本鐘罩爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)溫度控制采用輝達(dá)智能通訊管理模塊HD-M-DY4000系列+PLC控制，升溫、保溫、降溫控制根據(jù)需求自行設(shè)置。降溫升溫時(shí)靠變頻分機(jī)控制降溫速率，通過氣動(dòng)角閥和電磁閥控制占空比確定對(duì)應(yīng)的溫控組升降溫速度，從而使溫度一致性更好。

2、氣氛控制：配合鐘罩爐常使用的氣氛有氧氣、氮?dú)狻嚎s空氣、氫氣等等，視用戶需求對(duì)關(guān)鍵氣氛進(jìn)行流量控制。下文以氮?dú)鉃槔１剧娬譅t自動(dòng)化控制系統(tǒng)的配氣系統(tǒng)采用若干個(gè)氮?dú)怆姶砰y和若干個(gè)空氣電磁閥，通過調(diào)節(jié)電磁閥的開啟和占空比來調(diào)節(jié)氣體的配比，通過氧分析儀將爐膛內(nèi)的氧含量傳送給控制器，與設(shè)定的氧含量比較自動(dòng)控制空氣與氮?dú)獾牧髁浚焖龠_(dá)到爐內(nèi)平衡氣氛。

3、內(nèi)循環(huán)控制：內(nèi)部循環(huán)系統(tǒng)通過攪拌爐內(nèi)氣體，使得爐內(nèi)溫度場(chǎng)、氣氛?qǐng)龈泳鶆颉１鞠到y(tǒng)循環(huán)風(fēng)機(jī)由變頻器控制，通過調(diào)節(jié)變頻器頻率來控制風(fēng)機(jī)流量。一般循環(huán)風(fēng)機(jī)入口溫度不能大于300℃，升溫過程中氣體強(qiáng)制循環(huán)，加強(qiáng)體流動(dòng)將磁芯在升溫過程中排出的水汽、膠質(zhì)等及時(shí)被帶走。保溫時(shí)，開啟循環(huán)風(fēng)機(jī)是為保證爐內(nèi)有一定正壓，當(dāng)壓力爐內(nèi)壓力大于3KPa時(shí)開泄壓閥。

4、排廢排膠控制：本系統(tǒng)排廢排膠系統(tǒng)通過一臺(tái)引風(fēng)機(jī)將燒結(jié)升溫過程中排出的雜質(zhì)及時(shí)排出爐體外，大大縮短排膠時(shí)間(通過風(fēng)機(jī)的不同頻率間接達(dá)到不同的進(jìn)氣流量，風(fēng)機(jī)頻率不同的溫度段頻率不同，提前設(shè)定)。控制系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)并控制電動(dòng)蝶閥的開度,將爐氣及時(shí)排出爐體外，大大縮短排膠時(shí)間。與內(nèi)部循環(huán)系統(tǒng)配合協(xié)調(diào)使用效果更加顯著，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)及停止要與水密封閥及頂部轉(zhuǎn)換出氣閥配合使用。

5、升降機(jī)控制：鐘罩爐由一個(gè)升降機(jī)構(gòu)托住爐膛底板，制品放在升降機(jī)爐膛板上，通過升降機(jī)上升到爐膛進(jìn)行工藝曲線的加熱。為了保證在升降過程中的平衡可靠，在發(fā)生傳動(dòng)及電機(jī)故障時(shí)，能自動(dòng)地進(jìn)行處理和報(bào)警。使排除故障時(shí)間及生產(chǎn)設(shè)備損失降到最低。交流變頻器的應(yīng)用，使得升降機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)速和控制非常方便，同時(shí)變頻調(diào)速具有良好的無級(jí)調(diào)速性，驅(qū)動(dòng)功率損耗小，并能方便的進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制。升降如可變頻控制也可考慮，達(dá)到均勻加減速。該項(xiàng)目根據(jù)配置情況，自控預(yù)留相關(guān)控制接口?？蓪?shí)現(xiàn)變頻控制與啟?？刂苾煞N模式。

6、故障檢測(cè)報(bào)警控制：通過安裝爐體被動(dòng)端一側(cè)的傳感器對(duì)升降運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)，保證在傳動(dòng)過程中對(duì)于升降機(jī)故障的自動(dòng)處理和報(bào)警，在液壓頂緊后通過電接點(diǎn)壓力表對(duì)壓力監(jiān)控，當(dāng)壓力低于下限時(shí)液壓電機(jī)啟動(dòng)電磁閥開啟補(bǔ)壓，一個(gè)燒結(jié)周期超過3次補(bǔ)壓輸出報(bào)警。電源異常監(jiān)測(cè)，電機(jī)異常監(jiān)測(cè)，超溫報(bào)警，氣氛超差，制品垂直度等。

二、集中控制監(jiān)控系統(tǒng)

控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)站由工業(yè)計(jì)算機(jī)加上大屏液晶顯示器，基于Windows系統(tǒng)下，配以國(guó)內(nèi)先進(jìn)的組態(tài)軟件環(huán)境下開發(fā)的窯爐運(yùn)行軟件，完成數(shù)據(jù)監(jiān)控、處理、參數(shù)設(shè)定、趨勢(shì)顯示、報(bào)警顯示、報(bào)表等操作。

系統(tǒng)的控制軟件系為窯爐“量身定做”的專業(yè)測(cè)控軟件，充分考慮了窯爐運(yùn)行各道工序的需求和特點(diǎn)，充分考慮了該行業(yè)的特點(diǎn)和各種個(gè)性化需求；具有很強(qiáng)的針對(duì)性。

系統(tǒng)的主貌圖中形象直觀的再現(xiàn)窯爐的工藝流程。操作員通過觀察主貌圖就能了解各主要的藝段運(yùn)行狀態(tài)，報(bào)警狀態(tài)等，并可以根據(jù)操作需要快速的切換到調(diào)整畫面和報(bào)警監(jiān)測(cè)畫。

（重要數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示，包括溫度，爐內(nèi)氧含量及壓力，風(fēng)機(jī)狀態(tài)，氮?dú)饧把鯕饬髁?，重要閥的狀態(tài)）

系統(tǒng)的主貌圖中形象直觀的再現(xiàn)鐘罩爐的工藝流程。主貌圖包括：工藝曲線、參數(shù)設(shè)定、實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)警記錄、生產(chǎn)記錄、登錄權(quán)限管理。

1、負(fù)載監(jiān)測(cè)說明

根據(jù)預(yù)先設(shè)置負(fù)載的老化率、監(jiān)測(cè)點(diǎn)等參數(shù)的設(shè)置，控制器采集負(fù)載電壓、電流對(duì)負(fù)載的老化情況進(jìn)行判斷，顯示負(fù)載的性能狀況。負(fù)載老化到一定程度后系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警提示，有效避免因負(fù)載老化造成的能源浪費(fèi)和生產(chǎn)事故發(fā)生。

圖3-6 負(fù)載監(jiān)測(cè)圖（僅供參考）

2、電量監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)具有電量監(jiān)控功能。通過對(duì)電量參數(shù)設(shè)置，按設(shè)定時(shí)段，分時(shí)段記錄電量使用情況，使用數(shù)據(jù)導(dǎo)出將電量數(shù)據(jù)導(dǎo)出，提供電量查詢。方便查看歷史電量使用情況，并可生產(chǎn)電費(fèi)統(tǒng)計(jì)報(bào)表，所有數(shù)據(jù)可導(dǎo)出存檔。能及時(shí)有效的了解統(tǒng)計(jì)電量的使用情況并作出相應(yīng)的節(jié)能調(diào)整和改進(jìn)措施。

3、功率監(jiān)測(cè)

按設(shè)定的時(shí)段，調(diào)出歷史的功率曲線，通過打印，將歷史功率曲線打印出來，進(jìn)行紙質(zhì)的記錄。

4、自動(dòng)升溫程序控制（新窯升溫程序、二次上電升溫程序）

新窯初次升溫或者爐窯二次上電升溫時(shí)，一鍵啟動(dòng)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)升溫程序控制，避免升爐時(shí)操作不當(dāng)給爐窯硅鉬棒帶來損害，也能有效避免突然斷電后又突然來電情況引起硅鉬棒燒斷的危險(xiǎn)。

5、數(shù)據(jù)報(bào)表記錄及打印

記錄溫度及電流等數(shù)據(jù)，并方便的查詢和打印記錄數(shù)據(jù)。

6、電能監(jiān)測(cè)及費(fèi)用統(tǒng)計(jì)報(bào)表

提供電量監(jiān)測(cè)及記錄，方便查看歷史電量使用情況，并可以導(dǎo)出數(shù)據(jù)進(jìn)行存檔。

7、曲線監(jiān)控

8、報(bào)警記錄、工藝記錄

a.報(bào)警記錄

以表格的形式，記錄報(bào)警事件，報(bào)警記錄內(nèi)容有：通信報(bào)警、超溫報(bào)警、溫度采集故障報(bào)警、缺相報(bào)警等（包括溫度、氣氛、壓力、液壓壓力、帶反饋閥狀態(tài)等異常除報(bào)警外，有解除故障方法提示）。

b.工藝記錄

完整的工藝記錄功能，能夠保存不同的工藝記錄。保證對(duì)不同工藝需求時(shí)做出迅速的反應(yīng)，減少重復(fù)編輯。

9、溫度控制、參數(shù)設(shè)置

儀表參數(shù)，現(xiàn)場(chǎng)模塊參數(shù)都能很直觀在組態(tài)軟件上顯示出來。多區(qū)參數(shù)設(shè)置可一鍵同步完成所有參數(shù)相同加熱區(qū)的參數(shù)設(shè)置，避免重復(fù)繁雜的操作步驟；多區(qū)工藝曲線相同時(shí)可實(shí)現(xiàn)一鍵多區(qū)工藝曲線同步下載，操作便捷。

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