自动加热范文（精选10篇）
自动加热 第1篇
参数设置完毕上电试验,数显表显示油温26℃,低于仪表SP1报警设置值,“集中/手动”方式下加热器都不驱动,加热器原理见图1a,上传后控制程序见图1b。
经查原理图和控制程序发现问题所在:第一路报警值为下限报警,当油温<SP1时,J1继电器动作;第二路报警值为上限报警,当油温≥SP2时,J2继电器动作。从图1中可知,当油温=26℃时,J1改变状态,而J2不动作,所以加热器不驱动。
处理方法:
方法一:将J2由常开改为常闭,PLC程序进行相应的修改,见图1c。
方法二:重新设定数显表参数值,修改后参数设置见表2。第一路报警值为下限报警,当油温<SP1时,J1继电器动作,当SP1+P1H≥油温时,J1恢复常开状态;第二路报警值为下限报警,当油温<SP2时,J2继电器动作,当油温≥SP2时,J2继电器恢复常开状态。因这种方法相对来说比较简单易于实现,所以我们使用该方法解决了问题。
自动加热 第2篇
电极式电加热锅炉与电阻式电加热锅炉的区别
作者：aode 来源：本站 发表时间：2011-9-26 11:37:27 点击：88 电极式电加热锅炉
电极式元件的工作原理,是把电极插入水中,利用水的高热阻特性,直接将电能转换为热能,在这一转换过程中能量几乎没有损失。电极式元件分为普通电极式和高电压电极式。电极式锅炉运行十分安全,锅炉不会发生干烧现象。
因为一旦锅炉断水,电极间的通路被切断,电功率为零,锅炉自动停止运行。
电膜式电膜式加热技术是最近几年发展起来的新技术,比电阻丝加热有更高的电热转换效率。其原理是在搪瓷钢管表面喷镀称谓微球电热材料的半导体膜(金属氧化物),实现大功率电热转换。
其特点是使用范围更大,使用寿命长,耐电流冲击能力强,与基体附着力高,抗冷热激变破坏能力强,适用于基体材料种类多,设备简单,投资少,工艺操作环境要求低。
电阻式电加热锅炉
电阻式是采用高阻抗管形电热元件,接通电源后,管形电热元件产生高热使水成为热水或蒸汽。管形电热元件由金属外壳、电热丝和氧化续三者组成。
该种元件的优点是水中不带电,使用较为安全,对水质也不造成污染。
自动压花机加热辊冷却装置的改进 第3篇
改进后的结构
改进后的自动压花机加热辊冷却装置包括：设在加热辊相对端轴心处的套环装置以及与该套环装置相连的温控装置。
套环装置结构示意图和剖面图分别如图1和图2所示。从图中可以看出，套环装置主要包括内套管、主套体、轴接部、左/右螺纹、流水通道和引导头。主套体与加热辊的相对端轴心处进行套接，内套管设在加热辊与主套体之间。主套体与内套管连接处设有管状的轴接部，轴接部内表面的同步螺旋内分别设有左螺纹和右螺纹，形成两段流水通道，左螺纹和右螺纹在邻近加热辊的一端处相互连通，两段流水通道在此处闭合，汇成一条完整的流水通道。内套管的作用是将左螺纹与右螺纹远离加热辊一端的开放侧封闭，并在此处分别开设第一引导头和第二引导头，两引导头分别与左螺纹和右螺纹相通。第一引导头和第二引导头可通过水管外接温控装置。由此，套环装置内部可形成一条水循环。
温控装置为水冷装置，包括输水头、回水头、入水头和出水头。输水头和回水头与主套体相连，其中，输水头分为两支，分别与一侧主套体的第一引导头与另一侧主套体的第二引导头相连；回水头也分为两支，分别与一侧主套体的第二引导头和另一侧主套体的第一引导头相连。由此，套环装置中的水流可通过输水头和回水头进入温控装置，参与温控装置中的水循环过程。入水头将外界的水输入温控装置，出水头则将温控装置回收的水输出。
自动压花机开机后，冷却装置开始运行，套环装置和温控装置内部通水，水循环将加热辊的热量带走，达到冷却效果。改进后的自动压花机加热辊冷却装置示意图如图3所示。
改进后的优势
对自动压花机加热辊冷却装置进行改进后，可实现以下3个优势。
（1）当自动压花机处于工作状态时，温控装置可对加热辊进行冷却，即通过套环装置内部的水循环，将加热辊产生的热量带走，或暂时储存在温控装置中；当自动压花机处于预热或待机状态时，温控装置能将热量通过水循环传递回套环装置，使加热辊温度保持在一定范围内，当自动压花机启动工作时便无需对加热辊进行再加热，减少能量消耗，降低自动压花机生产过程中需要消耗的能源和经济成本。
（2）防止加热辊热量通过两端传递到主机，避免主机内部组件因过热而造成自动压花机发生热损坏等故障，减少维修成本，延长压花机使用寿命，保证压花产品质量。
（3）由于铜的导热系数较大，内套管、左螺纹和右螺纹均由铜管制成，提高了套环装置的导热效果。同时，左螺纹和右螺纹所形成的水流通道可产生交错的散热效应，提升了自动压花机的整体散热效果，降低了冷却成本。
高低压自动加热控制系统设计 第4篇
1 高低压自动加热装置电气控制系统的工作原理
高低压自动加温装置控制系统在实现高压转子和低压转子按工艺要求自动加热功能的同时, 还要具备多种故障保护功能。且完成加热工作或温度过高时, 系统会自动停止加热并发出报警信号。另外, 在紧急情况下, 控制系统还要具备紧急停止功能。
高低压自动加热装置控制系统中的关键问题在于温度测量的准确性和加热器温度控制精确性、稳定性。
1.1 温度测量
在工业生产中, 热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器, 其主要特点是测量精度高, 性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度最高, 它不仅广泛应用于工业测温, 而且被制成标准的基准仪。
热电阻是利用其电阻值随温度变化而变化这一原理将温度量转换成电阻量的温度传感器。通过给热电阻施加一已知激励电流测量其两端电压的方法, 测得电阻值, 之后再根据温度曲线将电阻值转换为温度值, 从而实现温度测量。
本控制系统采用热电阻进行温度测量, 每个加热体设有两个热电阻, 提高温度测量的可靠性。
1.2 PID控制技术
在工程实际中, 应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制, 简称PID控制, 又称PID调节。PID控制器以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握, 或者得不到精确的数学模型时, 控制理论的其他技术难以采用时, 系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定, 这时应用PID控制技术最为方便。PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或者自校正、自适应算法来实现。
在本控制系统中, 结合现场实际情况, 使用智能调节器对控制温度进行PID调节, 实现高低压加热体的自动加热控制。
综上, 高低压自动加热装置控制系统是以热电阻测温原理为基础, 以高精度的智能调节器为控制核心的自动控制系统。它采用精确度较高的热电阻测温法测量加热体的时时加热温度, 利用智能调节器对测量的温度参数进行PID参数整定, 找到最佳的控制量, 实现自动加热控制功能。当达到计时时间时, 系统会自动停止加热。在加热温度超过工艺要求温度的上限时, 系统将发出声光报警信号。
2 控制系统结构组成及工作过程
高低压自动加热装置控制系统的高压部分和低压部分是相互独立的两个控制系统, 主要由加热器、温度测量部分和控制柜组成, 其中控制柜主要包括电源部分、智能温控仪、报警部分、冷却部分、指示部分、计时部分、故障保护部分及控制开关部分, 其控制框图如图1所示。
设备通电后, 电源指示灯亮, 之后按照要求对调节器和计时器进行参数设置;按下加热启动按钮, 加热指示灯亮, 加热器开始工作;当温度初次达到工作温度的下限时, 计时器开始计时;当温度达到工作温度的上限了, 系统发出指令, 加热器停止加热;当温度降到温度下限时, 系统将发出加热指令, 加热器自动继续加热;如此反复;计时器达到设置时间, 停止加热管工作, 并发出报警信号;按下加热停止按钮时, 加热指示灯灭, 加热器停止加热;加热的过程中, 若加热温度超过温度上限, 系统会自动停止加热, 并发出声光报警信号;系统设有急停按钮, 在紧急情况下, 按下紧急停止按钮, 系统将切断加热电源, 确保安全。
结语
高低压自动加热装置控制系统分为高压控制柜和低压控制柜两个相互独立的部分, 采用热电阻测温方法, 通过智能温控仪对测量的温度数据进行整定, 并根据整定结果控制加热器的加热工作, 将加热温度控制在要求范围内, 实现加热器的自动加热控制功能。同时, 控制系统还具有多种故障保护功能和超温报警功能。
摘要：高低压自动加热装置是高压压气机转子和低压压气机转子的加热设备, 其控制系统的主要功能是实现高低压加热体的自动加热控制及相应的故障保护功能和报警功能。在本控制系统中, 将高压部分和低压部分设计成两个独立的控制柜, 以提高设备的使用效率。
关键词：自动加热,智能调节器,温度测量,PID
参考文献
[1]刘国林, 殷贯西, 等.电子测量[M].北京:机械工业出版社, 2003.
[2]孙传友, 孙晓斌.感测技术基础[M].北京:电子工业出版社, 2006.
[3]陈建明.自动控制理论[M].北京:电子工业出版社, 2009.
自动加热 第5篇
关键词：蓄热式加热炉燃烧控制
蓄热式烧嘴及换向系统 拍烟系统 汽化冷却
一.加热炉综述
阿钢集团拟新建一条连续型材生产线，年生产成品100万吨，生产线设置1座步进梁式加热炉。
1.加热炉的技术特点
1)为保证轧机生产对加热质量的要求，根据国内蓄热式燃烧技术的发展，本设计采用新型的蓄热式烧嘴以及高性能的蓄热体材料和三通换向阀，来达到炉温均匀、降低能耗的目的。
2)采用蓄热式燃烧技术，将空气、煤气双双预热到1000℃以上，使排放烟气温度在140℃-160℃左右，最大限度地利用烟气余热，大幅度降低燃耗。
3)采用成熟的双交叉限幅的燃料燃烧控制系统，精确控制炉内温度，减少钢坯的氧化与脱碳，确保加热质量。
4)采用蓄热式燃烧技术后，烟气成横向流动，烧嘴成对工作，其中一个烧嘴工作时另一个烧嘴排烟蓄热，烧嘴布置于炉子两侧，一侧烧嘴喷出的火焰被对侧烧嘴吸引，这相当于加长了火焰长度，因此炉子宽度方向的温度十分均匀。
5)采用实用、可靠、先进的电控仪控设备，保证炉子的安全正常生产，实现操作自动化。
6)步进梁采用汽化冷却，采用汽化冷却技术可延长水冷梁及立柱的使用寿命，减少钢坯在加热炉中产生的黑印，有助于提高钢坯的加热质量；同时汽化冷却所产生的蒸汽，可有效地回收和利用，具有显著的节能和节水效益，降低全厂能源消耗。
7)加热炉无论在炉子结构上，还是各种辅助设施的布局、生产操作及设备的维护上，充分考虑了人身、设备与生产的安全，而且在加热炉设备和燃烧系统控制的功能方面，都设计有安全切断及声光报警等完善的安全措施。
2.工艺流程描述
连铸坯料送上炉前辊道后，在炉外上料辊道上经测长、核对，在确定炉内的空料位后，装料炉门打开，钢坯进入炉内装料端悬臂辊道上按布料图准确定位。装料炉门关闭，同时对齐推钢机推杆前进，将钢坯推正后继续前进将其推到固定梁的预设位置上，推杆快速退回原位。
人炉后的钢坯通过活动梁和固定梁的相对运动，由人炉端运送到出炉端。加热炉根据入炉钢坯的温度调整其供热制度，使钢坯在到达出炉端时其温度也加热到预定的出钢温度。步进机构的水平运动是通过平移液压缸驱动平移框架，使其在升降框架的滚轮上作水平移动。
当钢坯加热到预定的轧制要求温度后，按照轧制节奏出炉。钢坯运行至炉内最后一个料位时，其温度也正好被加热到轧机要求的出钢温度；此时，加热炉也收到轧线计算机的要钢信号，出料炉门打开，活动梁将钢坯由固定梁托送到炉内出料悬臂辊道上，由辊道快速正转送往轧机进行轧制。在钢坯出炉后出料炉门关闭。
二.控制系统
阿钢蓄热式加热炉的监控系统，运行于windowsxP系统下，采用西门子的STEP7V5.4编程软件及WINC C6.2画面监控软件。系统运行时，PLC系统采集现场数据，进行基础运算，并输出信号控制现场设备，本系统从PLC系统获得数据并实现显示、报警、记录、生成历史曲线和报表功能，并能手动控制现场阀门动作或选择自动由PLC系统实现自动控制。控制系统主要由燃烧控制系统、换向控制系统、排烟温度及炉膛压力控制系统、助燃空气压力调节系统、气化冷却控制系统、公辅温度监视、趋势、报警等组成。
1.燃烧控制系统
该加热炉使用高炉煤气为燃料，采用空气、煤气双蓄热系统，三通换向阀分段分侧集中换向。加热炉采用三段式炉温制度，分别为：均热段、加热段、预热段。通过设定各段的温度值，对该控制段的燃料量进行自动控制，以保证出炉钢坯达到工艺要求的加热温度。
加热炉各每段炉膛温度的控制均采用串级平行双交叉限幅燃烧控制系统。在该控制系统的燃料流量控制回路中，将温度调节器的输出值与助燃空气流量测量值一起送入高选器及低选器进行选择，选择后的输出值作为设定值输入到燃料流量调节器，通过PID运算输出4～20mADC信号控制燃料调节阀的开度，从而控制燃料流量。
在PID参数设定上，采用多级变PID控制，即根据阿钢现场实际情况分为4个阶段的PID参数设置，从而增强了控制系统适应负荷变化的能力。
蓄热式烧嘴及换向控制系统
2.1蓄热式烧嘴
阿钢加热炉蓄热式烧嘴选用蜂窝体作蓄热体，满足供热负荷的需要，达到合理配比燃烧的目的。
2.2换向系统
·换向阀
阿钢采用三通换向阀集中换向，换向阀采用气动执行机构控制，动作时间快，换向过程时间短，安全性能好。
·换向控制
换向控制系统主要功能有：定时换向、定温换向、手动换向、超温报警、动作异常报警等。在换向控制中采用不同步换向方式。确保加热炉的炉压控制更为容易
2.3排烟系统
为了防止换向阀泄漏的空、煤气混合发生安全事故，空、煤气排烟系统单独设置排烟机。在每个换向阀后的排烟管路上设有烟温检测和自动调节阀，其调节阀门与炉膛压力检测信号构成单回路控制系统，用来控制炉膛压力，保持炉内为微正压。炉膛压力的稳定是节约能源，保障加热质量，减少氧化铁皮的有效手段。
3.汽化冷却系统
为了防止冷却构件过热等现象发生，加热炉水梁及立柱汽化冷却方式采用强制循环汽化冷却。加热炉汽化冷却系统由支撑梁冷却回路系统、循环回路系统、除氧给水系统、补给水系统蒸汽系统等组成。除此之外阿钢加热炉还有风机调压自动控制系统，水封槽补水自动控制系统，加之各种介质流量的计量、累积，曲线记录、数据记录、报警记录等功能，共同实现了阿钢集团100万吨蓄热式加热炉的自动化控制，满足了阿钢生产节奏、事故率低、操作简单、维护方便的要求。
4.PLC系统配置即网络拓扑结构
PLC系統采用两层网络，分别为：HMI与PLC之间的控制网及PLC与现场设备之间的现场设备网，两层网络均为总线型拓扑结构。其中控制网采用标准工业以太网；现场设备网采用Profibus DP现场总线。
该再加热炉仪控单独采用一套PLC，传动单独采用一套PLC，两套PLC之间通过工业以太网连接，传输介质为光纤。
仪控PLC下挂现场总线分布式I／O模块，PLC及现场总线I／O模块均采用德国SIEMENS公司的$7-300系列产品，现场总线分布式I／O模块采用德国西门子公司的ET-200M系列产品。现场总线网络采用Profibus-DP协议。
三、结束语
自动加热 第6篇
柴油是我国铁路空调发电车所采用的主要动力能源, 但由于凝固点较高, 使其存在在环境温度较低时工作性能较差的问题, 特别是在我国冬季较为寒冷的北方地区, 为了保证其工作性能, 需要使用凝固点较低的高标号柴油, 这样才能够使铁路空调发电车中的发电机正常运行, 因此会大大增加运行成本。同时, 铁路空调车在冬季运行中经常需要跨越存在较大温差的地域, 如我国冬季南北方的温差能够接近50℃, 这就为铁路空调发电车提出了一个明确的要求, 即其发电机必须要满足在不同温度环境下能够正常工作。但现阶段的解决办法只有使用高标号的柴油, 以保证其在经过冬季较为寒冷的地区时所使用的柴油仍然尚未达到凝固点, 这样一来便不仅造成了运行成本的增加, 还会浪费大量的工时来更换铁路空调发电车中发电机所使用的柴油[1]。
为了解决现有铁路空调发电车适应环境的温差范围小的问题, 国内大多采用在铁路空调发电车下邮箱安装自动加热设备的办法。
2 工作原理
柴油自动加热装置的工作原理 (见图1) 是以柴油发电机组的冷却水为热源, 通过油泵、水泵、热交换器及自动控制箱, 下油箱中柴油热交换的经过可归纳为:将柴油发电机组冷却水出口管路与热交换器中的水循环泵吸水管路进行连接, 再将热交换器中的水循环回水管路与柴油发电机组冷却水进水管路进行连接;自动化控制箱中的智能化测量仪表实时的接收由温度传感器测量得到的下油箱柴油温度, 智能化测量仪表设15℃和20℃两个信号点。当下油箱柴油温度降到15℃时, 智能化测量仪表15℃信号点发出信号, 执行元件接收到信号吸合, 油泵1 (油泵2) 开始工作, 其将油箱中的柴油抽入到热交换器之中, 并且和热交换器中的热水回路进行热交换, 从而实现对柴油的加热。当下油箱温度升至20℃时, 智能化测量仪表20℃信号点发出信号, 执行元件接收到信号后断开, 油泵关闭, 停止换热工作, 然后继续监测油箱中的油温。柴油自动加热装置利用柴油机组冷却水的热量作为热源, 下油箱中的柴油实现了通过热交换器循环加热, 不仅保证了在温度较低的情况下, 铁路空调发电车中发电机的正常工作, 还能够为冷却水降温, 减少冷却系统的功率损耗。
3 实施方案
如图2所示的柴油自动加热装置是由柴油发电机组冷却系统、自动控制系统、热交换器、油泵、油箱和温度传感器等部分组成的。其中, 在热交换器中的热交换回路上将油泵和油箱部分串联进去, 再在柴油发电机组冷却系统中的冷却水回路部分将热交换器中的热水回路部分串联进去, 而温度传感器则能够对柴油箱中的柴油进行温度测量。
(1) 热交换器, 是本装置的主要设备, 采用1Cr18Ni9Ti板与同等材质的Φ14×2管使用氩弧焊焊接成型。
(2) 油泵, 油泵承担需要加热的柴油的输送任务, 是本装置的主要配套设备。为确保正常工作, 本装置配备同样型号油泵两台, 可以互相交替工作和维修替换。
(3) 水泵, 本装置的热水管路接入到柴油发电机组的冷却水热水管路中。柴油发电机组工作时, 其循环泵产生的输送压力使热水在热交换器中循环工作。为防备在室外温度太低时, 热交换速度满足不了低温时的要求, 可启动水泵做强制热水循环。
(4) 自动控制系统, 本装置属于全自动设备, 安装在控制室。为防止自动控制系统发生故障时影响使用, 本装置还设有手动控制系统, 以保证在自动控制系统发生故障时本装置能够正常工作。
智能化测量仪表还设有35℃休眠信号点。当车下油箱温度升至35℃时, 即使使用手动控制启动油泵, 油泵也无法启动, 避免因故障或误操作而使下油箱油温过高。
(5) 温度传感器, 安装在下油箱上, 是自动控制系统的“雷达”, 自动控制系统在接收到它传回的信号时, 才能开始工作。
(6) 油、水管路, 与下油箱和冷却水管路对接, 按图2中各管路的布置走向说明, 将装置的吸油管路、回油管路与下油箱的吸油管路、回油管路的对接。将装置的热水管路、冷水管路与发电机冷却水热水管、与冷水管对接。
4 操作方法
(1) 外温低于5℃时开启柴油自动加热装置对下油箱柴油进行加温。 (2) 下油箱柴油温度控制仪控温范围为15-20℃ (一次调整到位, 日常不作调整) 。 (3) 柴油机组启动后, 柴油机组冷却水温已达到80度, 换热箱回水温度低于20℃时, 需开启水泵强制循环;待回水温度高于40℃后关闭水泵。 (4) 根据下油箱两侧温度差异调整吸油及排油油管, 保证两侧油箱温度均匀。 (5) 选择吸油及排油管路时, 须在控制箱内断电后进行调整。 (6) 停用前将换热箱内水排出。 (7) 发电车库内停留, 应适时开启加热装置, 保证油温15℃-20℃。
5 结束语
在铁路空调发电车上应用自动加热装置是现阶段最为有效的方式, 其不仅可以保证空调发电车能够运行于我国存在较大温差的各个地域, 还不需要浪费工时来更换夏季和冬季所使用的不同油号柴油, 大大地降低了铁路空调发电车运行所需要的成本。同时, 由于柴油发电机全年都在使用相同标号的柴油进行工作, 这也有利于柴油发电机使用寿命的延长。
目前, 空调发电车柴油自动加热装置已经在全国推广, 解决了在我国北方高寒地区的发电车使用低标号柴油的技术问题[2], 产生了极大的经济效益。
摘要：通过在空调发电车上加装柴油自动加热装置, 以柴油发电机组的冷却水为热源, 与下油箱中的柴油进行热交换, 来实现对下油箱内柴油的加热, 达到在低温下使用低标号柴油的目的。文中介绍了柴油自动加热装置的原理和该装置应用于国内铁路空调发电车上的情况。
关键词：柴油自动加热装置,发电车,应用
参考文献
[1]胥建玲.铁路空调发电车下油箱的柴油自动加热装置:CN.图2柴油自动加热装置结构示意图
定子套感应加热设备自动化系统设计 第7篇
生产电机时,需要将定子套与定子配合,为使它们容易装配并达到过盈配合,需要将定子套受热膨胀,则需对定子套进行加热。传统的加热方法是利用火炉或电炉对其进行加热,火炉加热时温度不好控制,对空气污染大,加热速度慢,且生产效率低等。
为了克服以上缺点,本文根据加热设备的实际需求,利用高频感应加热机［1］,依据现代控制技术、信息技术、机械结构设计等技术,对加热控制系统进行了设计。该控制系统采用了可编程逻辑控制器( PLC) 实现对高频加热机、外围设备以及各附件单元控制,提高了系统的可靠性,实现了生产过程的自动化［2］、规模化,满足了高效生产的要求。
1 控制系统内容描述
感应加热设备控制系统包括转台控制系统、冷却控制系统、排烟控制系统和气动控制系统。其定子套自动加热系统总图如图1 所示。转台系统部分主要包含电机、减速器、间歇分度机构。其中电机提供动力,通过减速器传递后,降低运转速度,使整个转台系统运转更平稳,满足系统要求,将力传递给间歇分度机构,带动转台平稳的工作。采用工装夹具对工件定子套进行定位,并利用其自身的重力来固定工件。由于感应圈在加热工件时,自身会因工件热传递而产生热量,连续加工过程中会使感应圈的温度升至很高,最终达到它的熔点温度,所以必须对其进行冷却。加热工件时,工件自身有油污,当温度升高时,会产生油烟,所以要排烟系统对其进行排烟处理。本设计还需要气动控制部分,在加热的过程中要对感应圈进行升降控制,使其能够自由的上升下降。最后使用PLC对其各个子系统进行顺序控制［3］。其控制系统结构图如图2 所示,控制流程图如图3所示。
2 控制系统要求
( 1) 采用高频感应加热设备对定子套进行加热,加上辅助设备,设计控制系统［4］,使完成加热一个定子套保持在三分钟,并且完成自动控制。
( 2) 控制过程中需要有手动控制模式和自动控制模式两种操作模式。
( 3) 需要有HMI显示操作屏幕,以便于观察数据和操作［5］。
( 4) 此系统可以任意设置加热时间和加热温度。
( 5) 系统需要有紧急停止和保护功能。
( 6) 系统必须保证在停电以后转台具有自动校准功能。
3 控制系统模块设计
( 1) 手动模式模块PLC程序设计
当系统在钥匙状态为“开”时,设备亮绿灯,表明设备系统已上电。在HMI触屏控制板上选择手动模式,此时系统为手动模式,系统上电,高频机热源处于待机模式。在屏幕上可按下冷水机控制按钮,此时冷水机打开。按下排烟机控制按钮,此时排烟机打开［6］。按下转台按钮,在感应圈处在最上位置时转台开始运转,待转台转到一个工位时( 旋转一次为120°) ,转台停止转动。当按下高频机下降按钮时,高频机开始下降,待高频机下降到最低位置时,此时下限位开关为闭合状态,感应圈停止下降。在冷水机和排烟机按钮按下的条件下,按下高频机控制键,此时热源开始加热。当按下高频机上升按钮高频机上升,当上升到最高位置时,此时上限位开关为闭合状态,高频机禁止上升。
( 2) 自动模式模块PLC程序设计
在触摸屏控制板上按下自动模式,进入自动模式状态,此时冷水机打开,排烟机打开,高频机处于待机状态。按下机器启动按钮,当高频机处在最上位置时,转台开始转动,当转台转到一个工位时( 旋转一次为120°) 。转台转到位时,感应圈开始下落,感应圈下落到最低位置,且检测到冷水机和排烟机打开的条件下,高频机开始启动,并对感应圈下落命令进行复位,时间继电器开始计时,待计时时间到达时间设定值后,感应圈开始向上回落,感应圈上升到最高位置时,此时系统又返回到自动状态模式。从而进入下一个循环周期。
( 3) 加热时间和加热温度模块PLC程序设计
在制作触屏控制板时设置D203 工件设定时间的数据寄存器,D212 为工件设定温度的数据寄存器。在触屏控制板上通过按扭设置参数,按下时间温度设置按钮,进入时间温度设置界面,设置工件的参数,需要设置时间数据寄存器D203 的值,由于设定值以毫秒为单位,在程序中处理,将它乘以10,最终以秒为单位,将数据存在D208 数据寄存器中,最后再除以10,将数据存在D200 数据寄存器中,作为自动加工是显示时间。在设置温度数据寄存器D212 的值时,设置的是实际的温度值,使它与温度传感器采集回来的值作比较［7］,必须转化成和它为同级别的数据,所以要对设置的实际温度值做处理。
( 4) 系统紧急停止和保护模块PLC程序设计
当冷水机按钮按下时,如果超过1 s冷水机还没有启动,此时整个系统会发出报警信号,且每个系统回到初始状态;
当排烟机按钮按下时,如果超过1 s排烟机还没有启动,此时整个系统会发出报警信号,且每个系统回到初始状态;
当转台按钮按下时,如果超过1 s转台还没有转动,此时整个系统会报警,且每个系统回到初始状态;
当高频机按钮按下时,如果超过1 s高频机还没有启动,此时整个系统会报警,且每个系统回到初始状态中去;
当对感应器发出升或降命令时,如果过了1 s感应圈还没有升降,此时整个系统会报警,且每个系统回到初始状态;
当采集温度大于设定温度时,此时每个系统回到初始状态。
(5)转台校准模块PLC程序设计
考虑到整个系统正在工作时,突然停电,而转台却未到指定位置时,下次转台将无法正常转动。所以需要设计一个转台校转模块。
当在触屏控制板上按下转台校准按钮时,辅助继电器M50为1,当感应圈处在最上面的位置时,转台开始转动,待转台转到指定位置时,辅助继电器M51 发出上升沿指令,此时对辅助继电器M50 进行复位,转台转到指定位置。
4 结束语
加热式全自动脊椎牵引装置的研制 第8篇
关键词：加热式全自动脊椎牵引装置,脊椎牵引,热疗,控制器
据国家卫生部统计,我国大约有7～10%的人患有颈椎病,而且正以每年10%比例迅速上升,另外腰椎间盘突出症也是临床常见病及多发病[1,2]。针对脊椎的急慢性病变,目前临床治疗的方法较多,但非手术治疗中的物理疗法仍然是消除疼痛的有效方法,其中以脊椎牵引、热疗最为常用[3]。
1 全自动脊椎牵引装置
脊椎牵引装置是应用人体生理学与机械物理力学结合特点,采用机械传动实行牵引的一种器械。按控制方式可分为全自动控制装置和人工控制装置,由于人工控制脊椎牵引一般只能进行持续牵引,不能进行间歇牵引或阶梯式牵引,故医疗单位一般主要使用功能较全的全自动脊椎牵引装置。现行的全自动脊椎牵引装置一般由3大部分组成:①调节、控制部分;②牵引动力装置;③辅助装置。
在牵引前首先通过调节、控制部分设定、控制牵引装置的牵引方式(持续牵引或间歇牵引)、牵引力量的大小、牵引时间的长短、牵引方向等参数,参数设定后即可以开始牵引过程。装置还配有一些必要的辅助装置,如急退键和病人手持急退开关,用以保障病人的安全;无间隙牵引拖板,使得牵引平稳无晃动等。
脊椎牵引治疗适用于:①椎间盘突出或脱出、椎间孔狭窄等所致的脊神经根刺激或压迫;②退行性椎间盘疾病;③脊柱关节功能障碍导致的节段运动受限;④急慢性关节突关节疾患造成的关节疼痛;⑤肌肉痉挛或紧张;⑥椎间盘损伤造成的疼痛、椎体后压缩性骨折和其他问题[4]。
2 热疗
热疗常用的热源有电热、激光及射频3种,其作用主要有改善局部血液循环、促进水肿的吸收和炎症的消退、有利于损伤的软组织修复、解除肌肉痉挛、使肌肉放松、缓解疼痛等[5,6]。
从脊椎牵引和热疗的治疗作用来看,二者具有协同与补充作用,可将二者有机的结合在一起[7,8]。
3 加热式全自动脊椎牵引装置
3.1 设计原理
加热式全自动脊椎牵引装置是应用人体生理学与机械物理力学及热效应学结合组成的新型装置,可将牵引治疗和热疗功能合并在一起,并要在确保安全的前提下提高牵引疗效。为了达到上述要求,在保留现行全自动脊椎牵引装置结构的同时,我们增加了加热元件,可采用包扎方式将其放置在牵引部位处(如颈、腰部),由控制器控制加热元件的输出功率和时间。牵引装置和加热装置的控制电路均采用常用、可靠、成熟的电路设计,可保证装置的安全性、可靠性和易操作性。
3.2 结构组成
加热式全自动脊椎牵引装置主要由控制部分、输入(调节、设定)部分、输出部分及辅助装置组成。输入部分由牵引前时间调节、牵引中时间调节、牵引后时间调节、热产生器功率输出设定、牵引力设定、其他参数设定等结构组成;控制部分由控制器组成;输出部分由热产生器、牵引动力装置、其他功能输出及工作状态指示装置组成;其他辅助装置有牵引床、牵引传动装置等。加热式全自动脊椎牵引装置结构示意图[9],见图1。
3.3 工作流程
加热式全自动脊椎牵引装置工作流程为:首先调节有关参数(如牵引前热产生器工作时间、牵引时间及牵引力、牵引方式、牵引后热产生器工作时间等)→启动工作→牵引前时间调节器工作→热产生器通电发热,给被牵引部位进行加热→在到达牵引前时间调节器设定的时间后,牵引前时间调节器停止工作→牵引中时间调节器工作,牵引装置开始计时工作,热产生器继续通电工作→到达设定时间后,牵引中时间调节器停止工作,牵引停止→牵引后时间调节器工作,开始计时→到达设定时间后,牵引后时间调节器停止工作→热产生器断电停止加热→整个牵引治疗过程结束,装置发出声、光提示。
在整个牵引过程中根据需要可随时调节热产生器输出功率,热产生器可选用超声、微波、远红外等加热方法,产热元件安装在布料内,牵引时安放在患部(腰部)或包扎于患部的相应部位(如颈、腰部),在牵引的全过程中可保持连续加热。
4 装置优势
在全自动脊椎牵引治疗中,由于患者肌肉紧张,在牵引前期需要的牵引力较大,而一开始就用较大的牵引力会使患者感觉不适,但牵引力小,疗效就较差。由于牵引过程中牵引力不便调整,通常患者在牵引治疗的同时也做其他一些辅助治疗,如按摩、超声或远红外线等热疗,其目的是在牵引前使被牵引部位脊椎两侧的肌肉紧张度得到一定程度的放松以便牵引,牵引后使被牵引的肌肉得到更好的恢复。故热疗在整个牵引过程中都发挥着重要作用。
加热式全自动脊椎牵引装置是以全自动脊椎牵引装置为基础设计的,它将牵引和热疗结合应用,不但能发挥两种疗法的各自功能,还可以使二者的功能互相加强。在温热状态下的牵引可加强骨骼肌、韧带、肌腱和关节囊等粘弹性材料的修复;同时温热作用可缓解肌肉痉挛或紧张状态,从而减少牵引可能引起的损伤。新型脊椎牵引装置的应用,不但安全、有效,而且易于让患者接受,也降低了患者的医疗支出[10,11,12]。
参考文献
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步进式加热炉自动控制系统设计 第9篇
钢坯在轧制以前都要进行热处理, 保证轧制的温度, 细化钢坯内部的晶粒结构。步进式加热炉就是满足轧制工艺的热处理设备。课题来源于包钢无缝钢管厂步进式加热炉工程项目。包钢无缝厂为适应钢管市场需求的多样性、复杂性, 对￠180机组中步进式加热炉及再加热与热处理炉控制环节进行全面的改造, 以提升步进式加热炉及再加热与热处理工艺的科学性与合理性。
1 系统组成与工作原理
整个控制系统由电气控制和过程控制两大部分组成。电气控制的最终目的是保证荒管在加热炉内顺利的传输, 维持荒管对轧机的供应量。这需要各种电气设备密切配合, 严格按照时序动作, 包括辊道控制、炉门控制、步进梁控制、翻钢机控制等, 以开关量为主体;步进式加热炉的过程控制系统完成控制然气和空气的流量来调节燃烧过程, 保证炉温稳定在设定值, 波动不超过允许的偏差, 从而确保荒管能被均匀地加热到符合工艺要求的温度。通常的温控系统是利用实际测量值与预设值的偏差量来调节燃气管道及空气管道的流量控制阀门, 以实现炉膛温度恒定。对大型加热炉, 其炉长方向可设置多个温度可控段, 大致为预热段、加热段、均热段, 钢坯在向前步进的过程中, 要求其加热过程要接近于该钢坯的理想加热曲线, 根据理想加热曲线来确定加热炉各段的设定温度。
本加热炉的燃烧介质为煤气和空气, 燃烧控制的目的就是通过控制煤气与空气的流量及其配比来控制炉膛的温度, 从而控制荒管的出炉温度。加热炉分为左部和右部两个加热段, 煤气和助燃空气通过各自的总管被送到左部及右部加热段的管道中, 经过燃烧调节系统后再送往烧嘴燃烧, 从而加热炉膛及荒管。过程产生的废气通过烟道、烟囱排入大气。在通过烟道时, 经换热器把热量传给助燃空气, 回收部分余热。
2 系统设计方案
2.1 系统总体方案
步进式加热炉自动化控制系统采用基于现场总线的网络化系统方案[1], 系统结构如图1所示。
整个控制网络分为三层:1层为传感器 (变送器) 与执行机构组成的基础自动化层;第2层为由Profibus连接起来的各远程站I/O模块, 接收传感器送来的信号或者向执行机构发出指令;第3层为上位机以及其它设备组成的操作员站、工程师站, 可以向PLC发出控制指令及设定参数等, 它使用MPI总线与PLC通讯, 同时它还可为以后的车间级管理及公司级管理层提供接口。
2.2 系统硬件设计
本控制系统的特点是电气和过程控制共用一套PLC。对变量进行统计结果为:开关量输出103点, 开关量输入140点, 模拟量输入26点, 模拟量输出10点。组建系统时, 对输入输出点留有一定备用, 最终选用了SM321开关量输入模块5块, 共计160点;SM322开关量输出模块4块, 共计128点;SM331模拟量输入模块3块, SM332模拟量输出模块1块, SM334模拟量输入输出模块 (4输入2输出) 1块, 所以模拟量输入共计28点, 模拟量输出10点。由于步进炉的各种被控设备比较分散, 但是在液压站、炉体本身、操作室、电气室四个控制区域内又相对集中, 因此硬件系统采用了远程站接收输入和发送控制指令的方式, 而远程站与PLC的CPU则通过总线通讯方式交换数据, 这种结构大大节约了硬件建设的成本。
通过对现场情况及I/O点的统计结果进行分析, 采用s7-300中型PLC即可完成任务。CPU的型号选为315-2DP, 其自身带有Profibus和MPI两种类型的总线通讯接口, 在组建控制网络时不需要再插入专门的通讯模块。
2.3 系统软件设计
在硬件装配好后, 就可以在Step7中对组成系统的硬件进行配置, 定义输入输出I/O的地址, 完成后就可以对这些地址进行逻辑编程, 按工艺的要求编制控制任务, 下载到CPU中, 指挥生产机械动作。系统硬件组态[2]如图2所示。
3 系统控制策略
步进式加热炉过程控制的任务是在维持炉膛温度稳定在设定值基础上保证燃烧过程的经济性、环保性, 操作的安全性等。
3.1 炉膛温度控制
炉膛温度是指炉内加热空间的温度, 同时也代表了炉内烟气的温度, 是操作加热炉的一项关键性指标。根据实验和经验可知这一环节为纯滞后对象, 加热炉是又个综合复杂的系统, 耦合干扰因素也较多, 为了提高控制品质, 设计中采用了模糊双交叉限幅燃烧控制的方法[3,4], 系统控制结构如图3所示。温度控制环为主环, 是一个定值系统, 作为系统的粗调, 采用模糊自适应PID控制, 而双交叉限幅系统是一个随动系统, 跟随温度控制器的输出, 起微调作用, 现场实际运行效果如图4, 增强了系统的稳定性和抗干扰的能力。
3.2 压力控制
压力控制分为燃气压力、助燃空气压力及炉膛压力3个子系统。由于气源压力稳定有利于稳定燃烧过程, 不会造成温度的波动, 因此燃气和助燃空气压力控制的任务就是在供气气源上游压力发生变化时, 能产生调节作用, 使气体压力回到设定值, 设计中采用了PID控制方式;炉膛压力控制是使炉内保持微正压环境, 防止开启炉门时冷风灌入炉内或者向炉外喷火。为了消除生产率、炉温、燃烧、烟气含氧量等对炉膛压力的干扰, 炉膛压力除了采取常规PID单环控制外, 还对开关炉门这种可预见的干扰采取了附加自学习算法的方法来抑制。
4 结论
设计针对包钢无缝厂￠180机组步进式加热炉进行自动控制改造, 构建了基于现场总线的网络化系统方案, 并进行了具体的软硬件设计工作, 对炉膛温度采取了模糊串级双交叉控制策略, 增强了系统的稳定性和抗干扰的能力, 且电气和过程控制共用一套PLC, 大大节约了硬件建设的成本, 有效提高了企业的经济效益。
参考文献
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自动加热 第10篇
东北特殊钢集团高合金线材公司的步进梁式加热炉是本公司关键设备, 主要作用是加热冷钢坯, 使钢坯的温度达到轧制所要求的温度。整座加热炉由炉体、上料辊道、炉内步进梁、出料辊道、燃烧系统、冷却系统以及计算机检测控制系统组成, 共同负责完成钢坯入炉、步进加热、出炉的整个过程。加热炉设备的良好运行直接影响到整条轧线的正常运作。
2 生产过程简介
坯料是通过辊道逐个送入炉内, 传送至炉入口前的称重辊道上进行称重, 然后通过光栅完成长度测量, 测长后的坯料在装料辊道上准确定位, 装料机将料推到固定梁第一个料位, 然后步进梁的提升缸和水平缸会按PLC的指令, 自动的将料往前移动。 (坯料在炉内主要的传送步骤有:1) 将所有的坯料向出料端传送;2) 将高温区的坯料向出料端传送;3) 增加高温区坯料之间的距离。) 加热炉的二级管理系统会根据该料坯的相关参数, 进行优化计算, 并将计算结果给一级PLC。PLC根据得到数值 (如各区的炉温设定值) 与实际测得值进行比较, 然后经PID综合计算出各区煤气的流量值和空气的流量值, 保证其空燃比。该结果将用于控制煤气的流量调节阀和空气流量调节阀, 使该区的温度满足计算要求, 从而实现坯料的最优化加热。当步进梁将坯料送至最后一个料位时, 坯料已完成整个加热过程达到工艺要求的加热温度。这时, 出料机将料移至出料辊道上, 出料辊道将料坯送出至炉外辊道, 进入轧制环节。
3 步进炉的自动化控制
炉子8个控制区的每区装有两支分度号为S型热电偶, 用于炉温测量。电偶经补偿导线将测量的毫伏信号传输至控制系统, 控制系统的温度控制器将处理后的模拟输出信号作为温度控制的设定值, 驱动助燃空气和煤气的流量控制阀, 控制炉子的供热量。炉子的8个区由孔板来测量助燃空气和煤气的流量, 经流量变送器转换电流信号后送至控制系统。预热后的助燃空气的温度也由热电阻测量, 并送至控制器, 以温度和压力作为修正流量的条件。助燃空气流量控制功能之一是在控制器内部经PID综合运算出煤气的流量值 (取决于空燃比设定值) 计算结果将用于煤气流量控制阀的控制。靠近出料端安装一取压点来测量炉压, 经由变送器转换成电流信号送至控制系统。控制器计算出输出值作为炉压控制的设定值, 驱动烟道闸阀。流经换热器入口和出口的废气温度选用分度号为K型热电偶测量, 测量信号送至控制器。热交换器下游的助燃空气压力被测量并以模拟量信号送给控制系统, 经PID计算送出输出信号作为设定值给助燃风机的入口调节阀门, 调节助燃空气压力。
4 加热炉动作的联锁控制
推钢机处于原始位置;坯料定位完毕;钢坯头部自炉外上料辊道运行到PH 1光电开关, 炉内门开;炉内装料辊道自0.18m/s速度升到1m/s;钢坯尾部经过PH 1光电开关, 装料辊上脉冲发生器开始脉冲计数, 进行钢坯对中;钢坯对中后炉内辊道必须停止转动;步进机械处于下限;激光测距仪检测坯料到位。推钢机将钢坯推到固定梁上;推钢机推钢时, 炉门打开到达上极限时推钢机才能推钢;推钢机返回到待机位置后炉门关闭;步进梁与推钢机连锁, 当推钢机推杆还在炉内时, 不准步进梁动作;推钢机回到原始位置;步进梁运动一个周期 (上升160m m, 前进240m m, 返回) ;步进梁与光电开关连锁, 坯料前进到指定位置时, 步进梁在完成当前的正循环后停止;装料炉门自动开启时步进梁必须是返回到原点位置;装料炉门关闭时步进梁才允许动作;步进梁与出料炉门连锁, 步进梁处于原点时出料炉门才允许操作;步进梁与出钢机连锁, 出钢机不在待机位置步进梁不能起动;步进梁与出料辊道连锁, 出料辊道上有钢坯或钢坯尾部还在出料炉门内不允许步进梁运动, 步进梁的每步前进行程均由脉冲发生器输给计算机, 以实现坯料在炉内的自动跟踪;出料机抓伸到“卸料接钢位”, 辊道停止转动, 钢坯放到出料辊道上62号位激光开关指令出料机抓后退100m m, 钢坯对准炉门中心线, 辊道从静止升速为1m/秒, 出料炉门开启。
5 控制系统构成
控制系统由人机界面 (H M I) 和PLC控制系统组成, 并包括必要的软件和硬件设备。基础自动化控制PLC采用的是S7-400的414型, 具备强大的逻辑及浮点计算能力、丰富的寻址方式、完整的与上位机通讯的协议、完善的数学函数功能, 能快速响应来自传感器的信号, 平稳实现钢坯在炉内的运输, 避免了机械机构造成冲击的可能性。一级自动化控制系统由主机架部分与远程ET200分站组成, 实现炉子全自动模式的集中控制、在线检测、物料的炉内跟踪、集中操作、故障管理以及过程数据的存储等功能。主要分温度控制系统和物料跟踪及液压控制系统。主机架均配置以太网卡, 通过以太网 (TC P/IP) 与二级计算机及H M I服务器进行通讯。各传动PLC与公共PLC间有大量的信号进行交换, 为了减少以太网的通讯负担, 保证信号的实时性, 各传动PLC与公共PLC采用M PI网络进行通讯。与炉子基础PLC连接的二级计算机系统可以模拟料坯在炉内的加热过程, 用来计算各个操作阶段最佳的加热曲线, 作为实际产品、钢铁等级、理想出炉温度和各区炉温的理论依据。最优化模型在保证了产品质量, 低氧化和低脱碳情况下, 具有较低的单耗和较好的炉子性能。为了灵活地满足各种生产节奏和操作方式, 二级系统上可以修改、编辑、调用料坯的相关信息或参数, 包括:定货号、装料数据、物料编号、坯料材质、坯料数量、出料温度、钢种、重量、坯料尺寸、料坯的目标温度、质量控制等。当料坯装入炉内时, 二级系统将自动根据以上信息, 自动选择预存在系统中的目标曲线, 通过计算料坯的实际温度与目标温度的偏差来计算相应各区的设定温度, 从而保证炉料的加热质量。
6 结束语
高合金线材公司的步进梁式加热炉的自动控制系统主要采用西门子公司生产的S7-400控制系统。这套系统的投入, 使从钢坯的上料、辊道运行、数据跟踪、装钢、出钢全程实现自动化, 避免了人为操作带来的失误, 提高了设备的运行精度, 减少了人员的操作强度。在维护方面则大幅度地减少了设备的维护量, 提高了设备的工作性能, 并且参数的在线修改极度方便, 有利于根据现场实际及时调整设备连锁保护以及动作时序。
摘要：步进梁式加热炉与传统推钢式加热炉相比, 钢坯的加热质量得到提高;炉子长度不受推钢比的限制, 不会产生拱钢、粘钢现象;钢坯下表面不会有划痕, 并且钢坯的“黑印”也少;可以准确计算和控制加热时间, 便于实现加热过程的自动化。东北特殊钢集团高合金线材公司的步进梁式加热炉采用低温和高温区分离的两段式滑轨步进结构。下面对其设计特点进行详细的分析。
关键词：步进梁,加热炉,计算机,自动化控制
参考文献
[1]武文斐, 陈伟鹏, 刘中强, 等.冶金加热炉设计与实例[M].北京:化学工业出版社, 2008.