产品描述
6AV2124-0MC01-0AX0参数详细
引 言
钛渣电炉借助于电通过大电流,以电阻热和电弧热的形式加热物料完成冶炼。从电炉的功率曲线可知,不同电弧电流对应不同的电弧功率,当弧流过有利的调节电流时,输入炉内的功率并不会因为电流的增加而增大,反而线路上的电耗将增大,难以获得目标中的经济效益,同时可能损坏炉衬,加大电的消耗量。如何将电流控制在一个合理范围,并地控制,使其达到既保护设备又具有可观经济收益,是电炉实现控制的目标。
在攀钢钛业公司钛渣厂,25.5MVA钛渣电炉(国内大的钛渣电炉)采用控制液压系统电磁阀得电时间,来实现电升降动作从而达到对单相电熔炼过程的恒流控制。为达到炉内电三相功率平衡,在以电流为主进行控制的同时辅以二次电压的调节,来保证输入炉内的三相功率在一定范围内达到平衡。
在钛渣冶炼工艺中,使用西门子S7-400 PLC对电调节过程进行控制能够保证设备、准确运行,能满足钛渣冶炼过程电控制要求。
1 电电流控制工艺要求及控制原理说明
常规的电升降控制,被控量计算取决于电升降调节方式,有阻抗控制、功率控制和电流控制。而钛渣冶炼是按功率曲线的设定和优化进行控制。
一个完整的工作过程是系统投运前,自动检查各设备运行状态,使其置于设定的初始位置,并由PLC系统发出确认指令,电的升降控制由预先输入到PLC的功率曲线来完成。
在钛渣冶炼过程中由于同时存在电阻炉和电弧炉的工作过程,所以我们应按2个阶段来考虑。在埋弧时,电下部埋在炉料中,其加热来自电和炉料之间的电弧热,但主要是电流通过炉料时产生的炉料电阻热,此时负荷量很小,电流从零逐渐上升,电流变化快,功率因数高,三相负荷电流控制较难实现。当炉料逐渐熔化,熔体的导电性增加,电阻值下降,明弧放电现象加明显,常易出现塌料翻渣现象,此时须快速提升电,以防短路。炉料熔化后,电根据设定参数与炉料保持一定高度,该过程通过调节电的升降,控制电电流和相电压的变化,使电功率按给定曲线运行。相对于整个工艺过程,此阶段进入冶炼“平稳区”,同时,电与时间及炉内熔体中的FeO含量一起作为控制终点的辅助控制。在冶炼终点钛渣出炉时,电随熔体液面下降,保持一定的电流电压值,当出渣时间接近设定值,切断电炉供电电源。一个冶炼周期完成,电炉按预设程序恢复到开炉前状态。
因冶炼工艺的特点,对炉子的控制和运行要采取相应的保护措施,主要有短路保护和断电保护。系统设有级:单相手动、三相手动、短路或断电时快速提升。设的计算和给定在上位机完成。
短路保护:监控高压侧相电流,当其过一预设大值时,电上升。如翻渣时,电流成倍增大,计算机输出电信号给液压系统,给大力缸供液,在5s内使电达到2.5~3m/min的速度提升,并使电流下降,甚至为零。如电流值仍不下降,则延时T秒后系统供电系统自动切断。
断电保护:在起弧阶段,当出现三电不同时与物料接触时,若仍采用正常调节方式,将因设定值和实际值之间偏差使电下降,导致电折断。因此对这种情况采用“电压-电流”控制方式,当单个电与炉料接触时,虽电流为零,但弧压也为零,该相输出为零,电停止下插。
在冶炼中,我们期望以小的输入功率换取冶炼效果,但在冶炼过程中,电电流和电压的变化与炉料反应及炉况息息相关。因此要实现恒电流控制就要找出一个参照系来做被控参数。考虑到冶炼工艺与化工控制中精细性的区别,在本方案中恒流控制的参照系是在PLC中输入的一条设定功率曲线,它按时间段设定电电流的大小,在一个冶炼周期中的不同冶炼时间,对电电流设定值加以调整。
电炉变压器高压侧如A相电流互感器检测到A相电流变化,通过电流变送器转化成4~20mA的电信号。电压信号经I/O卡板整形滤波,并与设定值比较、运算及放大处理后,去控制液压系统的电磁阀,由电磁阀控制液压换向阀导通时间,从而升降液压缸以改变电位置,终达到控制电流的目的,原理图见图1。做为电炉本体的控制,炉体温度、炉内压力、变压器数也是要检测控制的。
随着自动控制技术和计算机技术的高速发展, PLC在现代工业自动控制系统中得到广泛应用。近些年来,PLC与触摸屏、上位机(上位监控电脑)、变频器等组成的工业自动化控制系统,在控制大型、特大型复杂的设备或设施上有了很大的发展。目前,我国是世界上大的产铝国,同时也是世界上铝制品消费大国。因此对铝的深加工处理显得非常重要,而阳氧化技术是铝表面处理技术中应用广和成功的技术,也是研究和开发深入与的技术。作为对铝或铝合金制品进行表面处理的大型工业设备,铝阳氧化生产线也得到很大的发展。如何提升铝阳氧化线的装备技术水平和自动化程度是铝加工处理行业发展的现实需要,这也是铝阳氧化线未来的发展方向。
1 系统控制原理
PLC是铝阳氧化自动线控制系统的,PLC在收到触摸屏和上位机的控制指令、数据信息,以及生产现场的控制指令、位置状态信息后,根据内部事先输入的程序进行处理,并将处理输出驱动执行元件和执行机构工作,同时将相关信息反馈给触摸屏和上位机。上位机与PLC连接,监控设备的工作状态,设定和修改程序号及相应的工艺流程、工艺参数等。触摸屏主要功能是对PLC输入控制指令、改行车参数和监控PLC的工作。铝阳氧化线上安装有上料、脱脂、碱洗、化学抛光、阳氧化、封孔、水洗和下料等共25个工作缸位,每个工作缸位中线上方都装有供2台行车读取的地址板。当装有工件的工件架推入上料位,选择程序号并确认后,由PLC控制行车按照事先设定在程序号中的工艺流程顺序和工艺参数设定的时间,自动将工件送入各工序缸内处理和流转传送,工件完成各工序处理后送到下料位。为扩大铝阳氧化线的通用性,使用不同的程序号来满足不同的产品在铝阳氧化线中同时进行生产。行车的运动和动作还具有一定的智能性和权:根据距离目标位置远近选择近的行车前来工作,通过测算行走距离,行车自动选择高速或中速行走和低速定位。当2台行车之间的距离等于一个缸位,行车不能对面向前行走,行车位于个上料位或后一个下料位时,不能再向两端尽头行走。在同时有几个工作缸内工件处理时间完成时,按工作缸在工序中的重要程度,行车吊出药水缸内的工件,然后再吊出水洗缸内的工件。
2 控制硬件系统
铝阳氧化线的自动控制系统组成如图1所示。
以欧姆龙SYSMAC CJ1系列CJ1M型PLC为,与触摸屏、上位机等组成的工业控制系统,以其灵活的组合功能,强大的远程控制能力,满足复杂多样的控制要求,在铝阳氧化线中得到成功应用,特别是其拥有强大的远程控制功能,在环境恶劣和有特殊要求的工业控制系统中可以发挥重要作用。
由于人们对智能印刷生产方法以及对报纸生产多样化提出了越来越高的要求,因此相应在印刷机管理方面也形成了新的理念。在这种新的印刷环境下,柔性和一致性成为关键要求,而基于PLC和HMI的印刷机控制系统就能够达到此项要求。
多色印刷机要求易于操作,精度高,故其输入,输出点较多,因此采用了双机通讯。上位机主要负责主传动的控制,各机组离合压的控制,以及气泵,气阀的控制等,下位机主要负责水辊电机的控制,主传动的调速输出,调版电机数据采集等。上位机与下位机采用了RS485通讯,通讯方便,。同时选用了一台触摸屏,主要负责水辊电机速度显示,调版显示,以及整机故障显示等。
对多色机而言,因素很重要。在设计中,每个机组既要考虑到控制,其中包括本位机组的急停,按钮;还要考虑方便操作,包括每个机组均应有正点,反点按钮。因此,一方面输入点增加很多;另一方面,走线也很不方便。采用双机通讯,可以很好地解决此问题,各机组的走线可以按照就近原则,进入离它较近的控制柜内,既节省了走线,也方便了控制。
印刷品的好坏一方面在于机械加工以及安装的精度,另一方面,也取决于水路,墨路的平衡以及合压的准确性。双色机的每一色组,都有水路和墨路装置。为了便于水辊速度的调节,每根水辊都用一个变频器控制,同时,主电机速度也需要变频器调节。因此,为了实现多路速度调节,需要采用数模转换器,它将PLC方给出的数字量,根据相应的算法,转换成0~10V直流电压输出,很好地实现了多路速度调节要求。
在印刷过程中,调版是一个比较繁琐的过程。尤其对多色机来说,各组版对正的精度会对印品产生很大的影响。如果套印不准,印刷品就会出现字面重叠或影像不清。一般来说,印版轴向调节范围为-2mm~+2mm,周向调节范围为-1mm~+1mm。如果使用手动调版,会浪费很多时间,而且精度不高。为了实现自动打版,我们在版辊上安装了电位器,通过电位器将模拟量传送给4A/D,经过PLC处理,可将版辊的转动精度很好地控制在打版范围内。
触摸屏的应用省略了原有的一些按钮、指示灯、计数器、转速表、时间继电器及润滑程控控制器等元器件,降低了故障率,也减少了接线的工作量。触摸屏的画面中可以以走马灯的形式提供了大量的报警信息,也可以设计多屏PLC输入、输出状态监视画面,还可以在系统帮助里看到本机电气操作及维修提示的详细介绍,使整机的电气系统操作、使用、维修简单方便。
该系统应用在印批量生产后,没有发现大问题。PLC功能齐全,,指令简洁,触摸屏与PLC有很好的通用性,可通过触摸屏监视并修改程序,给设计人员和用户带来了很多方便。(end)
一. 概述
一般波峰焊机比较大,流水线生产,但有些客户比如实验室、学校、小型工厂需要小型的无铅波峰焊机。某电子设备厂开发了这种产品,采用了永宏FBS 系列PLC 和Panelvisa 触摸屏。该设备需要控制三个温度,共三个PID,永宏FBS 系列PLC 多实现8路PID,可以满足该设备要求。再配上Panelvisa 触摸屏,具有很高的性价比。
二. 工艺简述
双波峰焊机要把焊锡温度、预热温度、预热补偿温度共三个温度加到设定的温度值。当条件成立后,整机就可以生产了。把PCB 板放到轨道上,按启动开关,传输电机运行,气泵启动,喷助焊剂,PCB 板助焊剂的喷涂完成,延时气泵停止。当PCB 板到左边预热区后,传输电机停止,PCB 板停在预热区,预热,时间到后,传输电机启动,PCB 板向右运行,锡泵电机启动喷锡,PCB 板经过预热补偿温度区,进入了喷锡区,过了喷锡区后,锡泵停止,当PCB 板到右边后,传输电机停止,冷风电机启动。这样一个完整的循环就结束了。
三. 硬件配置
输入点:检测开关量、操作开关等。
检测的开关量有:右点开关、左点开关。
操作开关量有:启动开关,急停开关。
输出点:三个区域的加热固态继电器、传输电机、锡泵两台电机、排烟电机、气泵电机、冷却电机、上
电自保点。
模拟量输入点:三个区的温度检测。
传输电机和锡泵电机都需要调速,用的是变频器,速度需要通讯设定。
硬件配置:
型号 数量 功能
FBS-32MA 1 主控制器,交流220V 输入,继电器输出
FB6EYT 1 8x24V,晶体管输出模块
FBS-6TC 1 4通道热电偶输入模块
Panelvisa 触摸屏PV057TST 1 人机界面
四. 程序编写
程序编写包括PLC 程序和触摸屏程序包括四大功能:设备参数、手动调试、生产画面、报警查询。
以下是一些特点:设备的每个动作都可以在手动调试画面完成在开始调试设备和维修时非常有用。
设备参数可以从触摸屏上设定,包括温度、时间、PID 系数。
报警查询,可以快速的找到故障原因。
生产画面是把生产用到的显示数据、按钮都放到这个画面了,方便用户在这个画面下监示三个区的温度、过程指示以及在这些画面中进行操作。
传输电机和锡泵电机的速度设定是触摸屏设定到PLC,再由PLC 通过PORT1传到各电机的变频器。用到了PLC 中MODBUS 主站的功能,非常方便。
由于锡锅冷却下来需要一段时间,设定了关机按钮。当按此关机按钮,PLC 计时,当温度降到80?切断电源。这样方便用户下班后,不必等温度降下来再走,比较。
五. 结束语
永宏PLC 在某电子设备厂半自动精密丝印机成功应用后,又成功应用到了小型波峰焊机。设备厂家认为,永宏PLC 与Panelvisa 触摸屏成套供货,性价比是非常高的。今后这样的配置会陆续应用到多的设备上。
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