光亮銅管井式退火爐溫度控制系統(tǒng)的研究與設計

作者：趙健

摘要：冷加工過程中金屬材料會產生加工硬化,其強度會不斷增加,但塑性指標會不斷降低直到被破壞.產品經過成品退火之后應力會被消除,這樣以來金屬材料組織結構發(fā)生再結晶,會使材料強度降低,塑性提高,這種金相組織和性能變化過程稱為"再結晶"退火.本文以某廠銅盤管的退火爐為選題背景,對井式退火爐的結構特征和工藝流程進行了分析,根據井式退火爐的加熱特點和設備情況,設計出了整體控制方案.前期對井式退火爐爐內溫度場進行了全方位的檢測,在溫度檢測前首先設計了一種總線式多通道測溫儀,采用熱電偶為溫度傳感器,設計測溫板卡,上位機采用LaBVIEW進行編程.根據所測數(shù)據進行對比分析,得出爐內溫度大致分布規(guī)律,從而得知退火爐存在的問題與不足.后期根據所得數(shù)據與結論針對性的對此退火爐進行升級改造.首先,方案硬件方面以最新型的西門子S71500為主控制器,方便以后系統(tǒng)升級改造,并以昆侖通泰組態(tài)觸摸屏為人機交互界面,在方便工人進行操作的同時還可以直觀的顯示爐內各個數(shù)據.其次,軟件方面應用Totally Integrated Automation Portal(簡稱TIA Portal,中文簡稱博圖)軟件進行編為西門子S7-1500來進行編程.應用MCGS組態(tài)軟件對觸摸屏進行編程.再次,此外在控制理論方面本文研究了PID控制控制的參數(shù)自整定方法,設計出了用于井式退火爐爐溫控制的系統(tǒng)的模糊PID控制器,改善了現(xiàn)有控制系統(tǒng)的不足,提高了原有控溫系統(tǒng)的準確性,穩(wěn)定性,迅速性以及抗干擾性.最后,同時增加有工業(yè)網絡模塊,以現(xiàn)場總線為技術基礎實現(xiàn)了PLC,觸摸屏,工控機等設備之間的通信,實現(xiàn)了高速穩(wěn)定的信息數(shù)據傳遞.收起

關鍵詞：井式退火爐；溫度控制系統(tǒng)；PID模糊控制；MCGS；西門子PLC