轧辊退火热处理炉自动控制系统.pdf

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1、轧辊退火热处理炉自动控制系统AutomaticControlSystemforAnnealingFuranceforMetalRoller支永涛（邢台铸诚建安公司，邢台054025）0引言轧辊退火热处理是轧辊热处理中的最后一个环节，对产品质量起着至关重要的作用。退火热处理炉是完成此功能的设备，自动控制系统是设备运行的关键。我们根据设备分布情况自主设计了电阻炉群的温度控制及动作联锁系统。运行结果表明，该自动控制系统控制精度高，运行安全可靠，降低了能源消耗，提高了产品质量及稳定性。1控制系统组成1.1系统结构依据热处理工艺，通过控制可控硅的导通从而控制加热功率

2、以及冷却风机的频率达到精确控温的目的。另外还包括炉门及台车的行走控制。控制系统结构如图1所示。工控机图示RS-485PXR9#1热电偶#ADAMADAM2热电偶40184050EV2000#监测.铠装偶炉门.台车.风机控制6热电偶周波控制器图1控制系统结构图控制系统由工控机IPC-610H、研华PCI-1612B、ADAM4018、ADAM4050、富士程序控制仪PXW9、爱默生EV2000组成集散控制系统，采用RS－485通信。上位机主要完成工艺曲线的设定、过程曲线和数据的记录、工艺过程监视。温度控制则由温控仪通过周波控制器和变频器完成。当上位机出现故障

3、时，下级控制单元可继续完成热处理工艺而不影响生产及产品质量。1.2功能简介PCI-1612B提供4个RS-232/422/485端口、921.6kbps的传输速率，尤其是当下面设备增多时能显著增强系统的性能.另外还提供浪涌保护功能，能在电压突然升高的情况下起到有效的保护作用，这对于工业现场很有必要。ADAM4018+提供8路热电偶输入，可间接记录监测偶和铠装偶温度。ADAM4053为16路数字量输入模块,用于炉门台车及密封动作控制和指示。ADAM4018+、ADAM4053置于现场可节省补偿导线和控制电缆。2控制系统完成的功能2.1温度控制(加热和冷却)这

4、部分属单回路控制系统。以退火炉为例,每炉分为6个区，各区包括一支控温偶、一支监测偶、加热元件（加热管）、一台循环风机，每台炉有两台冷却风机。被控量即为每个区的控制热电偶检测到的温度。富士程序控制仪PXW9根据当前设定值与实际值经PID运算后输出4~20mA信号给周波控制器和变频器，分别控制反并联晶闸管组件和冷却风机，从而形成闭环控制。系统框图如图2所示。数字程序周波反并联组件各分区控制仪控制器图2温度控制系统框图冷却控制由两台风机来完成，由二区富士PXR9冷却功能输出的4～20mA信号作为两台变频器速度指令的给定，在各区与排烟管之间加装可手动调节的蝶阀，适

5、当调节其位置即可保证各区的降温速度。2.2炉门、台车及密封控制这部分主要利用研华ADAM4050的I/O数字信号经电气控制柜的主回路控制各行走机构。操作工在操作室即可完成操作并了解操作情况，实现了仪电联控。在现场还设有操作手柄，以防止上位机出现故障时的失控。3通信与上位机编程仪表、模块等与计算机的通信是至关重要的，尤其对于采用VB编程。下面以富士PXR9编程为例，简要介绍数据读写过程。3.1初始化程序Mscomm1.Commport=1选择COM1Mscomm1.Settings="9600,N,8,1"设置通信参数Mscomm1.Inputlen=0读入

6、接收缓冲区全部字符Mscomm1.OutbufferSize=256设置发送缓冲区大小Mscomm1.InbufferSize=512设置接收缓冲区大小Mscomm1.PortOpen=True打开COM13.2发送命令程序以读取节点号01的富士PXR9中PV值为例：DIMCC(255)'--------------设定发送数据-----------------------CC(1)=&H01'设定站号为1CC(2)=&H06'功能代码为6CC(3)=&H04'相对地址0439H（PV值存放寄存器41082号）高位CC(4)=&H39'相对地址0439H低

7、位CC(5)=&H00'写数据个数的高位CC(6)=&H01'写数据个数的低位COUNT=6'-------------发送CRC码-------------GOSUBCRC16计算CRC校验码CC(7)=CRC.L'CRC校验低字节CC(8)=CRC.H'CRC校验高字节COUNT=COUNT+2'-------------发送数据-----------------------------Mscomm1.Output=CCFORI=OTO30000:NEXTI'延时'------------CRC计算---------------------------

8、---CRC16：CR=&HFFFFFORI=1TOCOUNTCR