过程控制课程设计——钢化玻璃.doc

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1、1、钢化玻璃控制系统组成钢化玻璃自动化生产设备主要有加热炉、冷却风栅、玻璃传送给进装置及控制系统等组成。对5mm厚度的玻璃加热时间在2分2秒至2分10秒之间。加热温度为680~685摄氏度。玻璃呈水平由给进装置中的辊道输送，以6米/分钟左右的速度加入加热炉内加热，玻璃有加热炉出来后移到开度为100mm，风压为650水柱的风栅中急速冷却1分40秒左右进行钢化。图1为设备工作原理示意图。图中左部位炉前玻璃进给装置，中部为加热炉，右部为冷却风栅部分。图1水平钢化玻璃生产线工艺示意图图2系统总体框图2、控制方案①进给装置运动方式和传动方

2、式的确定进给装置由三部分组成：炉前进给部分、炉内进给部分和出炉风栅部分。玻璃的进给右进给装置上的若干根平行排列的辊子的旋转运动实现，即辊子旋转时，玻璃在辊子摩擦力的带动下水平运动。②电气传动控制系统考虑到进给装置的速度和运动精度不高。为简化结构、降低成本，采用三相交流电机，经减速器和链条驱动与辊子连接的链轮作旋转运动。由于风机产生的空气压力需要根据生产工艺情况而变化，所以风机电机应能调速。因此，采用交流变频调速器实现风机的变频调速。在进给装置中，有PLC控制电机。③微机温度控制系统本设计采用AT89C51单片机扩展系统，加热元件

3、由电阻丝、可控硅控制电路等组成，通过热电偶及其变送器检测加热炉内的温度并转化为4-20mA电流信号。微机控制系统有微机部分、键盘及显示器和可控硅控制电路等组成。系统框图见图2。3、钢化玻璃进给过程控制(1)进给控制的工作过程钢化玻璃进给行程控制是借助于行程开关来实现的。当辊子的玻璃撞压到行程开关后，行程开关的触点动作。此信号有可编程控制器检测，控制电机的转、停和正反转，以达到行程开关的控制的目的。进给装置的工作流程如下：玻璃原料被工人用吸盘放到进给部分1的辊子上——>玻璃压下行程开关sw1、sw2——>延时10s——>进给部分电

4、机1启动，辊子带动玻璃进给，使玻璃在加热炉被加热，出炉——>玻璃完全运动到风栅冷却区内，玻璃压下行程开关sw21、sw22——>进给停止，开启风栅，对玻璃进行冷却淬火，冷却时间为1分40秒——>启动进给部分2，是玻璃离开风光栅，由操作人员用吸盘吸走。(2)硬件电路设计①PLC型号电路确定目前国内PLC型号种类繁多，如德国SIMENS公司的s-200，日本欧姆龙公司生产的C200，三菱公司的FX2系列。②．进给驱动电机进给装置分为2个部分，需要2台电机分别驱动。炉前和炉内进给部分的进给运动由1台电机驱动，出炉和在风栅下的进给运动由

5、另1台电机驱动，选取电机型号为J02-21-6三相交流异步电机，极对数为3，功率为0.8KW，额定电压380V，额定转速n=970r/m。电机上带电磁铁，在电机断电时，可以迅速制动电机，由于在某些工况下，要有反向进给运动，因此，要求能控制电机的正反转。电机到辊子的传动比为:ζ=n电机/n辊子=970/31.85=30.455，采用1级齿轮传动即可实现。③．PLC控制电路连线图及I/O端子号分配PLC控制电路连线图如图3.I/O端子号分配如表1.输入端流入的电路很小，采用直流汇点式接线，其中SW3接通为自动方式，断开为手动方式。当

6、设置为手动状态时，PB1～PB4按钮为手动点动按钮，操作人员点动的对应按钮控制电机的正反转，从而完成手动控制进给量。输出端4个端子为一组，每组有一个公共端(COM)，每个端子允许流过的额定电流为1A，由于输出端与接触器的线圈相接，电流小于1A，这种接法完全可行。输出外接220V交流电。输入器件及符号输入端子号输出器件及符号输出端子号启动按钮1SBX0电机正转接触器Y30总停按钮2SBX1线圈KM1行程开关SW11X2电机1反转接触器Y31行程开关SW12X3线圈KM2行程开关SW21X4电机2正转接触器Y32行程开关SW22X5

7、线圈KM3自动/手动电机2反转接触器Y33切换开关SW3X400线圈KM4电机1正转PB1X401风栅接触器Y35电机1反转PB2X402线圈KM5电机2正转PB3X403工作指示灯Y36电机2反转PB4X404报警指示灯Y37表1④．模拟输入输出单元的配置从加热炉出来的玻璃需急冷淬火，急冷淬火除需要控制温度外，还有一个重要的参数是空气压力。空气压力可通过对空气压缩机电机变频调速来实现。实现的方法是PLC通过D/A转换器输出控制电压给变频器，来调节电机的转速，从而调节空气压力，PLC配置的模拟量单元为FX2-6A-E。其配置如图

8、4.图4图5进给控制工作流程图3PLC控制进给过程接线图