龙8国际pt娱乐官网热处理设备PLC温控系统设计

来源:龙8国际pt娱乐官网技术网(www.chvacuum.com)沈阳龙8国际pt娱乐官网技术研究所 作者:程建
  龙8国际pt娱乐官网热处理设备应用越来越广泛,一般都需要外购温控表控制温度。本文设计了PLC 温控系统,在设备自带PLC中利用PID模块设计控温系统,无需外购温控表,大大减少设备成本并降低故障发生。同时,把温控程序与龙8国际pt娱乐官网设备原有程序放在一个软件系统里编程,可减少通讯线路,系统运行稳定,反应迅速。 1、龙8国际pt娱乐官网热处理技术   龙8国际pt娱乐官网热处理是龙8国际pt娱乐官网技术与热处理技术相结合的新型热处理技术,龙8国际pt娱乐官网热处理所处的龙8国际pt娱乐官网环境指的是低于一个大气压的气氛环境,包括低龙8国际pt娱乐官网、中等龙8国际pt娱乐官网、高龙8国际pt娱乐官网和超高龙8国际pt娱乐官网,龙8国际pt娱乐官网热处理实际也属于气氛控制热处理。龙8国际pt娱乐官网热处理是指热处理工艺的全部和部分在龙8国际pt娱乐官网状态下进行的,龙8国际pt娱乐官网热处理可以实现几乎所有的常规热处理所能涉及的热处理工艺,但热处理质量大大提高。与常规热处理相比,龙8国际pt娱乐官网热处理的同时,可实现无氧化、无脱碳、无渗碳,可去掉工件表面的磷屑,并有脱脂除气等作用,从而达到表面光亮净化的效果。   1.1、龙8国际pt娱乐官网冶金   在低于标准大气压条件下进行的冶金作业。可以实现大气中无法进行的冶金过程,能防止金属氧化,分离沸点不同的物质,除去金属中的气体或杂质,增强金属中碳的脱氧能力,提高金属和合金的质最。龙8国际pt娱乐官网冶金一般用于金属的熔炼、精炼、浇铸和热处理等,随着尖端科学技术的迅速发展,龙8国际pt娱乐官网冶金在稀有金属、钢和特种合金的冶炼方面日益广泛地得到应用。   1.2、温度控制   温度控制已成为工业生产、科研活动中很重要的一个环节,能否成功地将温度控制在所需的范围内,关系到整个活动的成败。由于控制对象的多样性和复杂性,导致采用的温控手段的多样性。在龙8国际pt娱乐官网热处理设备的温度控制系统中,首先将需要控制的被测参数温度,由传感器转换成一定的信号后,再与预先设定的值进行比较,把比较得到的差值信号,经过一定规律的计算后,得到相应的控制值,此时将控制量送给控制系统进行相应的控制,而且不停地进行上述工作,从而达到自动调节的目的。   1.3、PID 控制原理   在过程控制中,按偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制的PID 控制器(亦称PID 调节器)是应用最为广泛的一种自动控制器。它具有原理简单,易于实现,适用面广,控制参数相互独立,参数的选定比较简单等优点;而且在理论上可以证明,对于过程控制的典型对象———“一阶滞后+ 纯滞后”与“二阶滞后+ 纯滞后”的控制对象,PID 控制器是一种最优控制。PID 调节规律是连续系统动态品质校正的一种有效方法,它的参数整定方式简便,结构改变灵活。   2、硬件设计   CPU 采用西门子S7-300 系列314C-2 型PLC ,该PLC 具有以太网和D P 通讯、模拟量输入输出功能等,可满足常规热处理设备要求。   另外热电偶温度变送可测量实际温度值。人机界面采用TP1900 精致面板,与300 系列PLC 兼容性较好,连接比较方便。整个温控系统结构如图1 所示。 龙8国际pt娱乐官网热处理设备PLC温控系统设计 图1 系统框图 3、PLC 程序设计   PLC 程序在博图V 13 中使用SCL 语言编写,包括加热PV 启动程序、加热过程中SP 计算程序、段插入/删除/跳段程序、PID 模块程序。其中PID 程序使用周期为100m s 的循环中断O B1块中编写,保证PID 函数计算周期的精确性。PID模块采取FB58 温控PID 模块,该模块具有控制和自整定功能,使用方便。   3.1、变量定义   所有重要参数均存放在D B 数据块中,防止丢失。 龙8国际pt娱乐官网热处理设备PLC温控系统设计   3.2、启动值跟随PV   加热启动时,使SP=PV。即使在高温出现故障加热中断,重新加热时,能够直接从PV 启动,节省时间。如图2 所示。 龙8国际pt娱乐官网热处理设备PLC温控系统设计 图2 PV 启动示意图   3.3、加热过程中SP 计算   加热时,随着时间T 增加,SP 随时间不断增加。 龙8国际pt娱乐官网热处理设备PLC温控系统设计   3.4、删除段、插入段与跳段操作   当执行删除段操作时,将Del 段删除,并将其之后的所有段前移;当执行插入Ins 段操作时,将Ins 段及其之后所有段后移,并将插入段放在Ins 段;当执行跳段操作时(加热时),直接跳到程序下一段。段插入删除如图3 所示。 龙8国际pt娱乐官网热处理设备PLC温控系统设计 图3 段插入与删除   3.5、PID 功能调试   ①PID 初始参数设置:根据实际经验,设定增益P=5,积分时间I=120s,微分时间D=30s。PID 回路设定界面截图如图5 所示。   ②PID 自整定:启动程序,800℃时,暂停程序,开启PID 自整定功能,经一段时间的整定后得出整定后的PID 值分别为P =6.0,I =23,D =5.78,如图5 所示。从低温开始再次试验加热过程,如图6 温度曲线,控温精度较高,低温时有少量过冲,400℃时控温精度达到±1℃,满足使用要求。   3.6、加热过程中自动保护程序   加热时,有时候材料大量放气,造成龙8国际pt娱乐官网度迅速降低很多,一般都采用手动保持,待龙8国际pt娱乐官网度恢复后再继续升温。可将此操作写入自动程序,龙8国际pt娱乐官网度低于设定值时自动保持,恢复后自动升温,减少操作量。 龙8国际pt娱乐官网热处理设备PLC温控系统设计 图4 PID 参数设定 龙8国际pt娱乐官网热处理设备PLC温控系统设计 图5 PID 自整定 龙8国际pt娱乐官网热处理设备PLC温控系统设计 图6 人机界面 4、人机界面设计   如图6 所示为触摸屏控温画面,由工艺编辑、操作按钮、数据显示、棒图、温度曲线等组成。工艺曲线一共可设定20 段,可直接在工艺编辑部分设定工艺参数,也可以在配方中设定,再将配方数据导出到变量中,配方具有存储功能,可满足一般设备要求。在配方中可修改工艺名,界面较人性化。可进行插入段、删除段操作,在运行时可进行跳段操作。显示运行时间、运行段号等参数,方便观察工艺过程。   可对各参数修改按钮及模块设置不同操作权限,防止操作失误造成意外。人机界面中显示所有运行参数,能随时观察到设备运行状态。加入配方功能,方便工艺存储与读取。 5、结论   本文设计了PLC 温控系统,包括硬件系统设计、PLC 软件系统设计、触摸屏人机界面设计。系统构成较简单,符合常规热处理设备操作习惯,操作方便。   龙8国际pt娱乐官网热处理设备PLC温控系统设计为龙8国际pt娱乐官网技术网首发,转载请以链接形式标明本文首发网址。   http://www.chvacuum.com/application/heat/037162.html   与 龙8国际pt娱乐官网热处理 龙8国际pt娱乐官网热处理 相关的文章请阅读:   龙8国际pt娱乐官网热处理http://www.chvacuum.com/application/heat/