Thiết kế hệ thống điều khiển nhiệt độ PLC của thiết bị xử lý nhiệt chân không
Mar 21, 2019|
Thiết kế hệ thống điều khiển nhiệt độ PLC của thiết bị xử lý nhiệt chân không
Thiết bị xử lý nhiệt chân không ngày càng được sử dụng rộng rãi, thường cần mua kiểm soát nhiệt độ đồng hồ đo nhiệt độ. Trong bài báo này, thiết kế hệ thống điều khiển nhiệt độ PLC, sử dụng thiết bị trong hệ thống điều khiển nhiệt độ thiết kế mô-đun PLC, không cần mua đồng hồ điều khiển nhiệt độ, giúp giảm đáng kể chi phí thiết bị và giảm sự cố. Đồng thời, chương trình kiểm soát nhiệt độ và thiết bị chân không chương trình gốc trong lập trình hệ thống phần mềm, đường truyền có thể giảm, hệ thống ổn định, đáp ứng nhanh.
1. Công nghệ xử lý nhiệt chân không
Xử lý nhiệt chân không là công nghệ xử lý nhiệt mới kết hợp công nghệ chân không và công nghệ xử lý nhiệt. Môi trường chân không của xử lý nhiệt chân không đề cập đến môi trường khí quyển dưới một áp suất khí quyển, bao gồm chân không thấp, chân không trung bình, chân không cao và chân không cực cao. Xử lý nhiệt chân không thực sự thuộc về xử lý nhiệt kiểm soát không khí. Xử lý nhiệt chân không đề cập đến tất cả và một phần của quá trình xử lý nhiệt ở trạng thái chân không, xử lý nhiệt chân không có thể đạt được hầu hết tất cả các xử lý nhiệt thông thường có thể tham gia vào quá trình xử lý nhiệt, nhưng chất lượng xử lý nhiệt được cải thiện rất nhiều. So với xử lý nhiệt thông thường, xử lý nhiệt chân không có thể không bị oxy hóa, không khử cacbon, không cacbon hóa, có thể loại bỏ chip phốt pho trên bề mặt phôi, và có khả năng tẩy nhờn và khử khí, để đạt được hiệu quả làm sạch bề mặt sáng.
1.1 luyện kim chân không
Hoạt động luyện kim dưới áp suất khí quyển tiêu chuẩn. Nó có thể nhận ra quá trình luyện kim không thể được thực hiện trong khí quyển, ngăn chặn quá trình oxy hóa kim loại, tách các chất có điểm sôi khác nhau, loại bỏ các chất khí hoặc tạp chất trong kim loại, tăng cường khả năng khử oxy của carbon trong kim loại và cải thiện chất lượng của kim loại và hợp kim. Luyện kim chân không thường được sử dụng trong luyện kim, luyện, đúc và xử lý nhiệt kim loại. Với sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ tiên tiến, luyện kim chân không ngày càng được sử dụng rộng rãi trong việc luyện kim loại hiếm, thép và hợp kim đặc biệt.
Kiểm soát nhiệt độ 1,2
Kiểm soát nhiệt độ đã trở thành một liên kết rất quan trọng trong sản xuất công nghiệp và các hoạt động nghiên cứu khoa học. Liệu nhiệt độ có thể được kiểm soát thành công trong phạm vi yêu cầu liên quan đến sự thành công hay thất bại của toàn bộ hoạt động. Do tính đa dạng và phức tạp của các đối tượng điều khiển, điều khiển nhiệt độ có nghĩa là đa dạng. Trong hệ thống điều khiển nhiệt độ của thiết bị xử lý nhiệt chân không, trước tiên sẽ cần kiểm soát các thông số đo nhiệt độ, cảm biến được chuyển đổi thành tín hiệu và sau đó so sánh với giá trị đặt trước, so sánh với tín hiệu vi sai, sau một phép tính đều đặn nhất định, có được các giá trị điều khiển tương ứng, tại thời điểm này sẽ kiểm soát số lượng để điều khiển hệ thống để kiểm soát và liên tục thực hiện công việc, để đạt được mục đích điều chỉnh tự động.
1.3 Nguyên tắc điều khiển PID
Trong điều khiển quá trình, bộ điều khiển PID (còn được gọi là bộ điều chỉnh PID) được điều khiển theo tỷ lệ sai lệch (P), tích phân (I) và vi sai (D) là bộ điều khiển tự động được sử dụng rộng rãi nhất. Nó có những ưu điểm của nguyên tắc đơn giản, dễ thực hiện, ứng dụng rộng rãi, các tham số điều khiển độc lập và lựa chọn tham số đơn giản. Ngoài ra, về mặt lý thuyết có thể chứng minh rằng bộ điều khiển PID là một điều khiển tối ưu cho các đối tượng điều khiển quá trình điển hình - "độ trễ bậc một + độ trễ thuần" và "độ trễ bậc hai + độ trễ thuần". Quy định PID là một phương pháp hiệu quả để hiệu chỉnh chất lượng động của hệ thống liên tục.
CPU sử dụng PLC s7-300 sê-ri 314c-2 của Siemens, có chức năng giao tiếp Ethernet và dp, chức năng đầu vào và đầu ra tương tự, và có thể đáp ứng các yêu cầu của thiết bị xử lý nhiệt thông thường.
Ngoài ra, truyền nhiệt độ cặp nhiệt điện có thể đo giá trị nhiệt độ thực tế. Giao diện người-máy TP1900 bảng điều khiển tinh tế và khả năng tương thích PLC 300 series là kết nối tốt, thuận tiện hơn. Toàn bộ cấu trúc hệ thống kiểm soát nhiệt độ được thể hiện trong hình 1.
SUNG. Sơ đồ khối 1 hệ thống
3. Thiết kế chương trình PLC
Chương trình PLC được viết bằng ngôn ngữ SCL trong botu V 13, bao gồm chương trình khởi động PV sưởi, chương trình tính toán SP trong quá trình gia nhiệt, chương trình chèn / xóa / bỏ đoạn, chương trình mô-đun PID. Chương trình PID được viết trong khối ngắt vòng lặp O B1 có chu kỳ là 100m s để đảm bảo độ chính xác của chu trình tính toán hàm PID. Mô-đun PID thông qua mô-đun PID điều khiển nhiệt độ FB58, có chức năng điều khiển và tự cài đặt và thuận tiện để sử dụng.
Định nghĩa biến 3.1
Tất cả các tham số quan trọng được lưu trữ trong khối dữ liệu DB để tránh mất mát.
3.2 giá trị khởi động sau PV
Khi bắt đầu làm nóng, tạo SP = PV. Ngay cả khi gián đoạn nhiệt độ cao bị gián đoạn, hâm nóng, có thể được trực tiếp từ PV bắt đầu, tiết kiệm thời gian. Xem hình 2.
Hình 2 Sơ đồ khởi động PV
3.3 Tính toán SP trong quá trình gia nhiệt
Trong quá trình gia nhiệt, khi thời gian T tăng, SP tăng theo thời gian.
3.4 hoạt động xóa, chèn và nhảy phân đoạn
Khi thực hiện thao tác xóa phân đoạn, hãy xóa phân đoạn Del và di chuyển tất cả các phân đoạn tiếp theo về phía trước; Khi phân đoạn Ins được chèn, phân đoạn Ins và tất cả các phân đoạn tiếp theo sẽ được di chuyển trở lại và phân đoạn được chèn được đặt trong phân khúc Ins. Khi thực hiện thao tác bỏ qua (khi được làm nóng), hãy nhảy trực tiếp đến phần tiếp theo của chương trình. Xóa phân đoạn chèn được hiển thị trong hình 3.
Hình 3 chèn và xóa phân đoạn
3.5 Gỡ lỗi chức năng PID
(1) 0 Cài đặt tham số PID ban đầu: theo kinh nghiệm thực tế, đặt mức tăng P = 5, thời gian tích phân I = 120s, thời gian vi sai D = 30s. Ảnh chụp màn hình giao diện cài đặt vòng lặp PID được hiển thị trong hình 5.
(2) Tự điều chỉnh PID: khởi động chương trình, 800oC , tạm dừng chương trình, mở chức năng tự điều chỉnh PID, sau một khoảng thời gian cài đặt thu được sau khi đặt giá trị PID tương ứng là P = 6.0, 23, I = D = 5.78, như trong hình 5. Bắt đầu từ quá trình gia nhiệt ở nhiệt độ thấp của thử nghiệm một lần nữa, như trong hình 6 đường cong nhiệt độ, độ chính xác kiểm soát nhiệt độ cao hơn, có một lượng nhỏ quá mức ở nhiệt độ thấp, Độ chính xác kiểm soát nhiệt độ 400oC là + / - 1oC , đáp ứng yêu cầu.
3.6 chương trình bảo vệ tự động trong quá trình sưởi ấm
Khi sưởi ấm, đôi khi một số lượng lớn vật liệu xì hơi, dẫn đến rất nhiều chân không giảm nhanh chóng, thường sử dụng bảo trì thủ công, cho đến khi phục hồi chân không và sau đó tiếp tục nóng lên. Hoạt động này có thể được viết thành một chương trình tự động. Khi độ chân không thấp hơn giá trị cài đặt, nó sẽ được duy trì tự động. Sau khi phục hồi, nó sẽ tự động nóng lên để giảm lượng hoạt động.
Hình 4 Cài đặt tham số PID
Hình 5 Tự điều chỉnh PID
Hình 6 Giao diện người-máy
4. Thiết kế giao diện người máy
Hình 6 cho thấy màn hình điều khiển nhiệt độ màn hình cảm ứng, bao gồm chỉnh sửa quy trình, nút thao tác, hiển thị dữ liệu, biểu đồ thanh và đường cong nhiệt độ. Đường cong quá trình có thể được thiết lập tổng cộng tối đa 20 phần. Các tham số quy trình có thể được đặt trực tiếp trong phần chỉnh sửa quy trình hoặc trong công thức. Sau đó, dữ liệu công thức có thể được xuất sang các biến. Tên quy trình có thể được sửa đổi trong công thức. Có thể chèn phân đoạn, xóa phân đoạn hoạt động, trong thời gian chạy có thể là một hoạt động nhảy. Hiển thị thời gian chạy, số phần chạy và các thông số khác để thuận tiện cho việc quan sát quá trình.
Các quyền hoạt động khác nhau có thể được đặt cho từng nút và mô-đun sửa đổi tham số để ngăn ngừa tai nạn do lỗi vận hành. Tất cả các thông số vận hành được hiển thị trong giao diện người-máy để quan sát trạng thái hoạt động của thiết bị bất cứ lúc nào. Thêm chức năng công thức để tạo điều kiện cho quá trình lưu trữ và đọc.
5. Kết luận
Bài viết này thiết kế hệ thống điều khiển nhiệt độ PLC, bao gồm thiết kế hệ thống phần cứng, thiết kế hệ thống phần mềm PLC, thiết kế giao diện màn hình cảm ứng. Hệ thống đơn giản, phù hợp với thói quen vận hành thiết bị xử lý nhiệt thông thường, dễ vận hành.
IKS PVD machine Máy phủ chân không sử dụng bộ điều khiển logic PLC dòng Mitsubishi FX và các mô đun chức năng, Đạt được điều khiển hoàn toàn tự động, bán tự động và thủ công của toàn bộ máy. Mọi câu hỏi về công nghệ phủ PVD, hãy liên hệ với chúng tôi ngay bây giờ, iks.pvd @ con cáo