鐘罩爐廣泛應用于氧化鋯陶瓷插芯材料、電子陶瓷、鎢合金產品、鋰電正負極等等材料的燒結。本文介紹一種觸摸屏+PLC集中控制監(jiān)控系統--鐘罩爐自動化控制柜。

一、控制方案

1、加熱控制：加熱元件一般采用沿圓周均勻布置，所選加熱元件視使用溫度而定，包括加熱板、外絲加熱棒、硅鉬棒等等，最高工作溫度達到1750℃。本鐘罩爐自動化控制系統溫度控制采用輝達智能通訊管理模塊HD-M-DY4000系列+PLC控制，升溫、保溫、降溫控制根據需求自行設置。降溫升溫時靠變頻分機控制降溫速率，通過氣動角閥和電磁閥控制占空比確定對應的溫控組升降溫速度，從而使溫度一致性更好。

2、氣氛控制：配合鐘罩爐常使用的氣氛有氧氣、氮氣、壓縮空氣、氫氣等等，視用戶需求對關鍵氣氛進行流量控制。下文以氮氣為例。本鐘罩爐自動化控制系統的配氣系統采用若干個氮氣電磁閥和若干個空氣電磁閥，通過調節(jié)電磁閥的開啟和占空比來調節(jié)氣體的配比，通過氧分析儀將爐膛內的氧含量傳送給控制器，與設定的氧含量比較自動控制空氣與氮氣的流量，快速達到爐內平衡氣氛。

3、內循環(huán)控制：內部循環(huán)系統通過攪拌爐內氣體，使得爐內溫度場、氣氛場更加均勻。本系統循環(huán)風機由變頻器控制，通過調節(jié)變頻器頻率來控制風機流量。一般循環(huán)風機入口溫度不能大于300℃，升溫過程中氣體強制循環(huán)，加強體流動將磁芯在升溫過程中排出的水汽、膠質等及時被帶走。保溫時，開啟循環(huán)風機是為保證爐內有一定正壓，當壓力爐內壓力大于3KPa時開泄壓閥。

4、排廢排膠控制：本系統排廢排膠系統通過一臺引風機將燒結升溫過程中排出的雜質及時排出爐體外，大大縮短排膠時間(通過風機的不同頻率間接達到不同的進氣流量，風機頻率不同的溫度段頻率不同，提前設定)?？刂葡到y能夠自動檢測并控制電動蝶閥的開度,將爐氣及時排出爐體外，大大縮短排膠時間。與內部循環(huán)系統配合協調使用效果更加顯著，風機啟動及停止要與水密封閥及頂部轉換出氣閥配合使用。

5、升降機控制：鐘罩爐由一個升降機構托住爐膛底板，制品放在升降機爐膛板上，通過升降機上升到爐膛進行工藝曲線的加熱。為了保證在升降過程中的平衡可靠，在發(fā)生傳動及電機故障時，能自動地進行處理和報警。使排除故障時間及生產設備損失降到最低。交流變頻器的應用，使得升降機傳動系統的調速和控制非常方便，同時變頻調速具有良好的無級調速性，驅動功率損耗小，并能方便的進行正反轉控制。升降如可變頻控制也可考慮，達到均勻加減速。該項目根據配置情況，自控預留相關控制接口?？蓪崿F變頻控制與啟?？刂苾煞N模式。

6、故障檢測報警控制：通過安裝爐體被動端一側的傳感器對升降運動狀態(tài)監(jiān)測，保證在傳動過程中對于升降機故障的自動處理和報警，在液壓頂緊后通過電接點壓力表對壓力監(jiān)控，當壓力低于下限時液壓電機啟動電磁閥開啟補壓，一個燒結周期超過3次補壓輸出報警。電源異常監(jiān)測，電機異常監(jiān)測，超溫報警，氣氛超差，制品垂直度等。

二、集中控制監(jiān)控系統

控制系統計算機站由工業(yè)計算機加上大屏液晶顯示器，基于Windows系統下，配以國內先進的組態(tài)軟件環(huán)境下開發(fā)的窯爐運行軟件，完成數據監(jiān)控、處理、參數設定、趨勢顯示、報警顯示、報表等操作。

系統的控制軟件系為窯爐“量身定做”的專業(yè)測控軟件，充分考慮了窯爐運行各道工序的需求和特點，充分考慮了該行業(yè)的特點和各種個性化需求；具有很強的針對性。

系統的主貌圖中形象直觀的再現窯爐的工藝流程。操作員通過觀察主貌圖就能了解各主要的藝段運行狀態(tài)，報警狀態(tài)等，并可以根據操作需要快速的切換到調整畫面和報警監(jiān)測畫。

（重要數據實時顯示，包括溫度，爐內氧含量及壓力，風機狀態(tài)，氮氣及氧氣流量，重要閥的狀態(tài)）

系統的主貌圖中形象直觀的再現鐘罩爐的工藝流程。主貌圖包括：工藝曲線、參數設定、實時曲線、歷史曲線、實時數據、報警記錄、生產記錄、登錄權限管理。

1、負載監(jiān)測說明

根據預先設置負載的老化率、監(jiān)測點等參數的設置，控制器采集負載電壓、電流對負載的老化情況進行判斷，顯示負載的性能狀況。負載老化到一定程度后系統自動報警提示，有效避免因負載老化造成的能源浪費和生產事故發(fā)生。

圖3-6 負載監(jiān)測圖（僅供參考）

2、電量監(jiān)測

系統具有電量監(jiān)控功能。通過對電量參數設置，按設定時段，分時段記錄電量使用情況，使用數據導出將電量數據導出，提供電量查詢。方便查看歷史電量使用情況，并可生產電費統計報表，所有數據可導出存檔。能及時有效的了解統計電量的使用情況并作出相應的節(jié)能調整和改進措施。

3、功率監(jiān)測

按設定的時段，調出歷史的功率曲線，通過打印，將歷史功率曲線打印出來，進行紙質的記錄。

4、自動升溫程序控制（新窯升溫程序、二次上電升溫程序）

新窯初次升溫或者爐窯二次上電升溫時，一鍵啟動，系統實現自動升溫程序控制，避免升爐時操作不當給爐窯硅鉬棒帶來損害，也能有效避免突然斷電后又突然來電情況引起硅鉬棒燒斷的危險。

5、數據報表記錄及打印

記錄溫度及電流等數據，并方便的查詢和打印記錄數據。

6、電能監(jiān)測及費用統計報表

提供電量監(jiān)測及記錄，方便查看歷史電量使用情況，并可以導出數據進行存檔。

7、曲線監(jiān)控

8、報警記錄、工藝記錄

a.報警記錄

以表格的形式，記錄報警事件，報警記錄內容有：通信報警、超溫報警、溫度采集故障報警、缺相報警等（包括溫度、氣氛、壓力、液壓壓力、帶反饋閥狀態(tài)等異常除報警外，有解除故障方法提示）。

b.工藝記錄

完整的工藝記錄功能，能夠保存不同的工藝記錄。保證對不同工藝需求時做出迅速的反應，減少重復編輯。

9、溫度控制、參數設置

儀表參數，現場模塊參數都能很直觀在組態(tài)軟件上顯示出來。多區(qū)參數設置可一鍵同步完成所有參數相同加熱區(qū)的參數設置，避免重復繁雜的操作步驟；多區(qū)工藝曲線相同時可實現一鍵多區(qū)工藝曲線同步下載，操作便捷。

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