立式高溫真空燒結(jié)爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2010-05-17 張峰 蘭州真空設(shè)備有限責(zé)任公司

  介紹了立式高溫真空燒結(jié)爐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能。根據(jù)系統(tǒng)要求及操作工藝設(shè)計(jì)了基于分布式、模塊化DCS 控制解決方案。詳細(xì)論述了控制系統(tǒng)的硬件配置、軟件設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)設(shè)備工藝運(yùn)行工況實(shí)時(shí)監(jiān)測,以及被控量的在線實(shí)時(shí)顯示。該控制方案具有硬件簡單,組態(tài)靈活的特點(diǎn),適用于中小型控制系統(tǒng)。

  隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,我國工業(yè)、國防、航天等領(lǐng)域都取得了長足的進(jìn)步,這其中真空裝備制造業(yè)不管是設(shè)備水平、制作工藝、控制技術(shù)也有了很大的提高。加之科學(xué)技術(shù)的不斷提高也促使材料領(lǐng)域的不斷發(fā)展,在航空、航天、軍工、能源、化工等領(lǐng)域一些特種材料、新材料得到了廣泛的應(yīng)用。而真空熱處理技術(shù)在這些特種材料、新材料的生產(chǎn)制造過程起著越來越重要的作用。本文所述立式高溫真空燒結(jié)爐主要適合于硬質(zhì)合金、陶瓷材料、磁性材料、多孔材料等的真空燒結(jié),能夠滿足各種耐高溫氧化零件表面涂層的燒結(jié)要求,是為國內(nèi)某航天軍工企業(yè)研制的航天裝備專用設(shè)備,主要由真空系統(tǒng)、爐體、底爐門平移與鎖緊機(jī)構(gòu)、封閉式水系統(tǒng)、加熱電源系統(tǒng)及電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成,如圖1 所示。

  圖1 中:真空系統(tǒng)采用1 臺德國Leybold 公司DIP50000 油擴(kuò)散泵、1 臺德國Leybold 公司RA3001 羅茨泵做前級泵、1 臺德國Leybold 公司SV630BF 機(jī)械泵組成三級抽氣系統(tǒng)。另配1 臺德國Leybold 公司D60C 直聯(lián)機(jī)械泵作擴(kuò)散泵的維持泵使用。擴(kuò)散泵設(shè)有油溫控制并設(shè)前級真空度顯示。羅茨泵的開動(dòng)采用日本SMC 公司壓力開關(guān)控制。本系統(tǒng)的特點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)較高的真空度,具有經(jīng)濟(jì)、緊湊之特點(diǎn);爐體使用雙層水冷套,立式結(jié)構(gòu),熱屏、壓力表、熱電偶、電纜、工件支承等都裝在爐體上,結(jié)構(gòu)緊湊。水冷電極保證電極密封的可靠性,加熱器同電極直接連接,爐體夾層內(nèi)的導(dǎo)水環(huán)使冷卻效果提高;底爐門采用4 根絲杠及減速機(jī)實(shí)現(xiàn)升降,并通過彈性裝置固定在導(dǎo)輪式爐門車上,整體降落到地面后采用減速機(jī)實(shí)現(xiàn)前后平移,方便裝卸工件;爐體加熱采用閉環(huán)無級調(diào)壓電源供給,分為三大區(qū)五小區(qū)進(jìn)行控制,利于爐體均溫性的調(diào)節(jié);整個(gè)系統(tǒng)采用自循環(huán)封閉水冷方式。

立式高溫真空燒結(jié)爐系統(tǒng)模擬圖

圖1 立式高溫真空燒結(jié)爐系統(tǒng)模擬圖

3、結(jié)束語

  本文介紹的高溫?zé)Y(jié)爐控制系統(tǒng),是根據(jù)多年對各類真空爐控制設(shè)計(jì)、調(diào)試實(shí)踐的基礎(chǔ)上,依據(jù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),充分利用智能儀表、智能控制器、高端PLC 通訊協(xié)議的開放性及其與第三方組態(tài)軟件的兼容性,運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),進(jìn)行了分層、模塊化的設(shè)計(jì),且控制層中設(shè)備的數(shù)量可增減,系統(tǒng)組網(wǎng)簡單靈活,二次開發(fā)無需大量工作。整個(gè)系統(tǒng)的可靠性、先進(jìn)性、通用性得到完美體現(xiàn),多臺真空爐的平穩(wěn)可靠運(yùn)行取得了良好效果。

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