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PLC在真空熱處理爐控制系統(tǒng)中的應用
PLC在真空熱處理爐控制系統(tǒng)中的應用
真空熱處理是應用于制造工業(yè)中，為了使工業(yè)產品具備良好性能的必要中間工序。在航空部門，飛機制造的中間工序——鈦合金熱處理所需設備為大型真空熱處理爐。國內相關的文章對其控制系統(tǒng)的理論和實際的工作研究的并不多見。這篇文章將結合實際經驗，并建立在前人的基礎上，對先進真空熱處理設備控制予以闡述。
對于真空熱處理爐，國外發(fā)展的較為先進，如法國的ECM公司，俄羅斯爾熱爾夫公司，美國VFS公司生產的真空熱處理爐均具有較高的性能指標和實用價值。對于爐膛體積大，有效工作區(qū)5立方米以上，爐膛體積10立方米以上的大型真空爐控制系統(tǒng)具備完善的理論基礎和實踐能力。其中，鈦合金熱處理真空爐極限真空度可達到10“Pa。溫度控制采用多種方法，自適應PID，以及模糊控制，小型DCS控制相結合。總體上通用性強，系統(tǒng)組態(tài)靈活，控制功能完善，數(shù)據(jù)處理方便，顯示操作集中，人機界面友好，安裝簡單規(guī)范，調試方便，運行安全可靠，控制效果好，造價低等優(yōu)點…。國外真空熱處理設備均采用PLC作為控制系統(tǒng)的核心部件，在很大程度上便于今后系統(tǒng)的擴展，能夠適應工業(yè)生產過程的各種需要，是新一代理想熱處理過程自動控制系統(tǒng)產品。
我國真空熱處理設備長期處于落后狀態(tài)，國家經濟基礎又薄弱，所以目前僅在一些
重點企業(yè)和新興企業(yè)得到了根本性的技術改造和更新，設備也多引進國外生產的真空爐，而大多數(shù)的熱處理車間仍沒擺脫落后狀態(tài)，其中國內缺乏大型真空爐的生產廠家，個別也是與國外廠家進行合作并采用國外的先進技術設計制造，或者國外廠家在國內興辦獨資企業(yè)。由于許多技術均有差距，如制造大型爐殼的剪板機和卷板機國內鮮有，即使生產出能夠保持有效工作區(qū)尺寸的爐殼，同樣尺寸的抽真空系統(tǒng)卻難以保證生產零件過程中所需的真空度，以及抽高真空的擴散泵所用的泵油難以達標m等等。而且國內有一些陳舊的設備正在使用，由于基本上可以滿足使用要求，故還沒有進行更新?lián)Q代。因此，也不可能在短時間內都得到全面更新。例如飛機制造行業(yè)，由于飛機零件體積大，所需材料特殊(鈦合金)，熱處理過程中又不允許氧化，所以只有擁有高真空度的大型熱處理真空爐才能滿足要求，而國內很多廠家只能生產中小型的熱處理真空爐。同時，對于大型真空爐的控制需要的技術也較為嚴格。國內有些真空熱處理設備仍采用硬接線方式，就是用導線將繼電器連接起來，并按一定的邏輯關系控制各種生產機械。但是對于復雜的控制系統(tǒng)，如果某一繼電器n”損壞或某一對觸點接觸不良，都會影響整個系統(tǒng)的運行，查找故障也很困難。另外，生產工藝如果變化，控制系統(tǒng)的元件和接線也需要大的變動，改造工期長，費用高。再有，許多設備沒有自診斷功能，需要技術人員一點一點去查找故障。無疑這些很大程度都影響了工期。這些年，國內對于某些自動化技術方面的發(fā)展已經有了長足的進步，有的已經達到了國際先進水平，但是能否將這些技術整體化，生產出各項具有自動化先進水平元器件控制先進的大型自動控制設備尚需時日。為了改善國內的工業(yè)自動化水平，不少廠家已經花很大物力、人力進行研究，將會生產出越來越多的令人滿意的自動化產品。其中包括真空熱處理處理設備所需要的觸摸屏式工業(yè)控制計算機…’、各種溫度傳感器、真空壓力傳感器m、PLC可編程序控制器、液體流量傳感器、繼電器、接觸器、固態(tài)繼電器、單片機、各種電磁閥、大型機械泵、大型羅茲泵、以及熱輻射的加熱裝置等等。再有就是普遍提高專門從事此項專業(yè)研究的工程技術人員和理論研究人員的專業(yè)水平，國家對此也投入大量的資金。對于飛機制造行業(yè)，由于我國的國防建設正在加大力度，針對飛機各大組裝件，對于工業(yè)熱處理增加其性能顯得極為重要。這就要求要有一個能夠滿足要求的控制系統(tǒng)作為保證，以更先進的控制方法為基礎，從理論和實踐兩方面發(fā)展。由于原有的設備控制系統(tǒng)較為落后的現(xiàn)狀，這也決定了我國熱處理設備發(fā)展必須要走根本性更新和設備技術改造兩條道路。因此，加快熱處理設備技術更新的步伐，提高熱處理產業(yè)的整體素質是我國熱處理行業(yè)的當務之急。
對于真空熱處理設備控制系統(tǒng)的研究，可以尋找到與國際水平的差距，提高工程技術人員的技術水平。對從事理論研究的技術人員提供一定的理論基礎，采用怎樣的控制系統(tǒng)可以進行自動查找故障，并在關鍵時刻能夠及時簡單處理，以保護設備。采用怎樣的控制方法可以更好地滿足真空爐的爐溫均勻性，采用怎樣的抽真空設備可以達到極高的真空度，以至生產出質量過關的鈦合金零件等等，從而在熱處理方面能夠滿足先進的熱處理工藝，生產出像高性能殲擊機這樣的大型工業(yè)產品。
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