感应电炉实时控制系统的应用与发展（一）

作者:xingyang                         时间：2010-12-02

轴承及轴承相关技术文章（轴承型号查询网提供） 关键字：轴承, 　　现代感应熔化电炉是大功率半导体和微电子特别是计算机技术相结合的产物，铸造业需要大功率、高功率密度、连续大批量、环保和计算机管理的熔化设备，这对感应熔化设备制造商提出了新的挑战，各个感应电炉制造企业在这方面做了大量的研究和实践。一般分为三种情况：以微处理器为控制单元的嵌入式实时控制系统；以平板式工业一体式电脑为代表的实时控制系统；以外加工业电脑为代表的实时控制系统。下面以应达公司的感应熔化电炉的实时控制系统为例，作一介绍。　　一、以微处理器为控制单元的嵌入式实时控制系统　　1.硬件组成　　微处理器为控制单元的嵌入式实时控制系统的硬件由三个部分组成(见图1)：①带CPU、存储器、输入和输出接口的微处理器控制板。②键盘。③字符显示屏。　　2.输入信号　　输入信号有中频电源的运行参数；电炉的重量；烘炉的温度信号。　　3.输出信号　　输出信号有监控和显示电源运行的参数；诊断和显示故障；接收与其他设备联动的控制信号；打印输出。　　4.几种对电炉主要的控制方式　　(1)千瓦时(kW?h)功耗控制 kW?h熔炼模式用以确定什么时候已将要求的kW?h电能投入了熔炼中。当此电能值输送完成时，中频电源系统能自动将输出功率值降低至保温功率或关闭。操作人员可直接输入kW?h数值，或者输入炉料的kW?h /t数据，系统能根据重量自动计算kW?h计数值，输出从熔化到浇注温度所需的电能数值。　　(2)自动烧结炉衬 烧结模式用于操作人员烧结炉衬，设定温度曲线。烧结模式能自动控制VIP电源的开/关，利用烧结设定屏幕，可以输入温度曲线。　　温度曲线一般有以下4个区域：　　第一区域：起始加热。用“温度上升速率1”作为℃/h，用“温度1”作为初始目标温度。此阶段应考虑到环境或起始炉温。仅在此起始加热阶段中计算时间(温度上升速率1/温度1=时间过程)。　　第二区域：利用“温度上升速率2”和“时间2”来确定下一目标温度，温度上升速率×时间=下一目标温度。　　第三区域：利用“温度上升速率3”和“时间3”来确定下一目标温度。　　第四区域：利用“温度上升速率4”和“时间4”来确定下一目标温度。　　并不是所有的区域都要用上的，下面是利用三个区域的烧结曲线(见图2)举例。①初始温度为650℃，(1200?，目标温度1)，其速率约为95℃/h(200?/h，温度上升速率1)。②将温度保持在650℃，时间2h。③以150℃/h(300?/h，温度上升速率3)升温，时间4h(时间3)，直到1300℃(2400?)。总烧结时间为12h。　　烧结过程要用一个连接到炉衬上的“K型”热电偶，并将热电偶信号反馈到调节器上。此调节器的输出电压是0～5V，接入微处理器控制板。如果热电偶断裂或烧坏，其反馈就是热电偶的满量程或1360℃(2500?)。这就可让微处理器控制板来确定热电偶是何时损坏的或烧坏的，并停止此烧结过程。　　(3)自动冷炉启动模式 用来让操作人员在开始其熔炼周期前，就先将炉料和炉衬预热好。自动冷炉启动可按操作人员规定的时间自动开启VIP装置，并控制好中频电源功率值，使炉料慢慢被加热。　　若输入了设定参数，且自动冷炉启动模式已启用，中频电源就会停顿，一直等到规定的启动时刻到来为止。当规定的时刻已到，此模式就会发出命令，以开启中频电源的水泵系统，将中频电源电路监视器报警复位(消除水系统的低水压报警)，然后启动中频电源。而一旦启动，中频电源功率就会增加到操作员设定的水平上，并在设定的时间内运行。此时间到达后，中频电源装置就会自动关闭，声光报警就会启动，告知自动冷炉启动已完成。　　(4)触发脉冲的控制 有些厂商把中频电源的脉冲控制与微处理器控制系统集成在一起，而有些则不集成在一起。

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