진공 열처리 장비의 PLC 온도 조절 시스템 설계
Mar 21, 2019|
진공 열처리 장비의 PLC 온도 제어 시스템 설계
진공 열처리 장비는 점점 더 널리 사용되고 있으며, 일반적으로 온도 제어 미터 제어 온도를 구입해야합니다. 이 논문에서는 PLC 온도 제어 시스템의 설계, PLC PID 모듈 설계 온도 제어 시스템에서 장비의 사용, 크게 온도 제어 미터를 구입할 필요가 없습니다, 장비의 비용을 크게 절감하고 실패를 줄일 수 있습니다. 동시에, 온도 제어 프로그램 및 소프트웨어 시스템 프로그래밍에서 진공 장비의 원래 프로그램, 통신 회선을 줄이기 위해, 시스템은 안정적인, 빠른 응답입니다.
1. 진공 열처리 기술
진공 열처리는 진공 기술과 열처리 기술을 결합한 새로운 열처리 기술입니다. 진공 열처리의 진공 환경은 저 진공, 중 진공, 고진공 및 초고 진공을 포함하여 1 기압하에있는 대기 환경을 의미합니다. 진공 열처리는 실제로 대기 제어 열처리에 속합니다. 진공 열처리는 진공 상태에서 열처리 공정의 전체 및 일부를 말하며, 진공 열처리는 거의 모든 종래의 열처리를 열처리 공정에 사용할 수 있지만, 열처리의 품질은 크게 향상시킬 수있다. 기존의 열처리와 비교하여 진공 열처리는 산화, 탈탄, 침탄이 없어 가공물 표면의 인산염 칩을 제거 할 수 있으며 탈지 및 탈기가 가능하여 밝은 표면 정화 효과를 얻을 수 있습니다.
1.1 진공 야금술
표준 대기압 하에서 야금 조작. 그것은 대기에서 수행 할 수없는 금속 공정을 실현할 수 있으며, 금속 산화를 방지하고, 비등점이 다른 물질을 분리하고, 금속 내의 가스 또는 불순물을 제거하고, 금속 내의 탄소의 탈산 소화 능력을 향상시키고, 품질을 향상시킨다. 금속 및 합금의 진공 야금은 일반적으로 금속의 제련, 정련, 주조 및 열처리에 사용됩니다. 최첨단 과학 기술의 급속한 발전으로 진공 야금은 희유 금속, 철강 및 특수 합금의 제련에 점점 널리 사용되고 있습니다.
1.2 온도 조절
온도 제어는 산업 생산 및 과학 연구 활동에서 매우 중요한 연결 고리가되었습니다. 온도가 필요한 범위 내에서 성공적으로 제어 될 수 있는지 여부는 전체 활동의 성공 또는 실패와 관련됩니다. 제어 대상의 다양성과 복잡성으로 인해 채택 된 온도 제어 수단은 다양합니다. 진공 열처리 장비의 온도 제어 시스템에서 먼저 온도 측정 매개 변수를 제어해야합니다, 센서는 신호로 변환되며, 사전 설정된 값과 비교, 차동 신호와 비교, 계산의 특정 규칙 후, 얻을 해당 컨트롤 값,이 시간에 자동으로 조정의 목표를 달성하기 위해, 제어 시스템을 제어하는 양을 제어하고, 지속적으로 작업을 수행합니다.
1.3 PID 제어 원리
공정 제어에서 편차 비율 (P), 적분 (I) 및 차동 (D)에 의해 제어되는 PID 제어기 (PID 제어기라고도 함)가 가장 널리 사용되는 자동 제어기입니다. 간단한 원리, 쉬운 구현, 광범위한 적용, 독립적 인 제어 매개 변수 및 간단한 매개 변수 선택이라는 장점이 있습니다. 또한 이론적으로 PID 컨트롤러가 일반적인 프로세스 제어 개체 ( "1 차 지연 + 순수 지연"및 "2 차 지연 + 순수 지연")에 대한 최적의 제어임을 이론적으로 입증 할 수 있습니다. PID 제어는 연속 시스템의 동적 품질 보정에 효과적인 방법입니다.
CPU는 이더넷 및 dp 통신, 아날로그 입출력 기능을 갖춘 Siemens s7-300 시리즈 314c-2 PLC를 채택하고 기존 열처리 장비의 요구 사항을 충족 할 수 있습니다.
또한 열전쌍 온도 전송은 실제 온도 값을 측정 할 수 있습니다. 인간 - 기계 인터페이스 TP1900 섬세한 패널 및 300 시리즈 PLC 호환성 좋은, 더 편리한 연결입니다. 전체 온도 제어 시스템 구조는 그림 1에 나와 있습니다.
무화과. 1 시스템 블록 다이어그램
3. PLC 프로그램 설계
PLC 프로그램은 열처리 PV 시작 프로그램, 가열 공정 SP 계산 프로그램, 세그먼트 삽입 / 삭제 / 건너 뛰기 프로그램, PID 모듈 프로그램을 포함하여 보텀 V 13의 SCL 언어로 작성됩니다. PID 프로그램은 PID 함수 계산주기의 정확성을 보장하기 위해주기가 100m s 인 루프 인터럽트 블록 O B1에 기록됩니다. PID 모듈은 FB58 온도 제어 PID 모듈을 채택하여 제어 및 자체 설정의 기능을 가지며 사용하기 편리합니다.
3.1 변수 정의
모든 중요한 매개 변수는 손실을 방지하기 위해 DB 데이터 블록에 저장됩니다.
3.2 시작 값이 PV 다음에옵니다.
가열이 시작되면 SP = PV로 만듭니다. 심지어 고온 실패 난방 중단, 재가열, PV 시작에서 직접 시간을 절약 할 수 있습니다. 그림 2를 참조하십시오.
그림 2 PV 시작 다이어그램
3.3 가열 공정에서의 SP 계산
가열 동안, 시간 T가 증가함에 따라, SP는 시간에 따라 증가한다.
3.4 세그먼트 삭제, 삽입 및 점프 작업
세그먼트 삭제 작업을 수행 할 때 Del 세그먼트를 삭제하고 모든 후속 세그먼트를 앞으로 이동합니다. Ins 세그먼트를 삽입하면 Ins 세그먼트와 모든 후속 세그먼트가 뒤로 이동하고 삽입 된 세그먼트가 Ins 세그먼트에 배치됩니다. 건너 뛰기 조작 (가열시)을 수행 할 때 프로그램의 다음 섹션으로 바로 건너 뛰십시오. 세그먼트 삽입 삭제는 그림 3에 나와 있습니다.
그림 3 세그먼트 삽입 및 삭제
3.5 PID 함수 디버깅
(1) 0 초기 PID 파라미터 설정 : 실제 경험에 따라 이득 P = 5, 적분 시간 I = 120s, 미분 시간 D = 30s. 그림 5는 PID 루프 설정 인터페이스의 스크린 샷입니다.
(2) PID 자체 튜닝 : P = 6.0, 각각의 PID 값을 설정 한 후 얻은 설정, 시간의 기간 후, 프로그램을 일시 중지 , 800 ℃ , 프로그램을 일시 중지, PID 자체 튜닝 기능을 시작, 6.0, 23, I = D = 5.78 (그림 5) 그림 6의 온도 곡선과 같이 다시 저온 가열 공정에서 시작하여 온도 제어 정확도가 높고 저온에서 약간의 오버 슈트가 발생하며, 400 ℃ 온도 조절 정확도는 +/- 1 ℃ 이며, 요구 조건을 만족시킵니다.
3.6 가열 중 자동 보호 프로그램
가열 할 때, 때때로 많은 수의 재료가 수축되어 진공 회복이 빨라질 때까지 수동 유지 보수를 사용하여 많은 양의 진공을 신속하게 줄이고 계속 가열합니다. 이 작업은 자동 프로그램에 기록 할 수 있습니다. 진공도가 설정 값보다 낮 으면 자동으로 유지됩니다. 회복 후에 자동으로 가열되어 작동 량을 줄입니다.
그림 4 PID 매개 변수 설정
그림 5 PID 자체 조정
그림 6 man-machine 인터페이스
4. 인간 - 기계 인터페이스 설계
그림 6은 프로세스 편집, 조작 버튼, 데이터 표시, 막대 그래프 및 온도 곡선으로 구성된 터치 스크린 온도 제어 화면을 보여줍니다. 프로세스 커브는 총 20 개의 섹션으로 설정할 수 있습니다. 프로세스 매개 변수는 프로세스 편집 섹션이나 수식에서 직접 설정할 수 있습니다. 그런 다음 수식 데이터를 변수로 내보낼 수 있습니다. 수식에서 프로세스 이름을 수정할 수 있습니다. 삽입 세그먼트 수, 세그먼트 작업을 삭제, 실행 시간에 점프 작업이 될 수 있습니다. 실행 시간, 실행중인 섹션 번호 및 기타 매개 변수를 표시하여 프로세스 관찰을 용이하게합니다.
운영 오류로 인한 사고를 방지하기 위해 각 매개 변수 수정 단추 및 모듈에 대해 서로 다른 조작 권한을 설정할 수 있습니다. 모든 작동 매개 변수는 언제든지 장비의 작동 상태를 관찰하기 위해 인간 - 기계 인터페이스에 표시됩니다. 프로세스 저장 및 읽기를 용이하게하는 공식 함수를 추가하십시오.
5. 결론
이 논문은 하드웨어 시스템 설계, PLC 소프트웨어 시스템 설계, 터치 스크린 인터페이스 설계를 포함한 PLC 온도 제어 시스템을 설계합니다. 이 시스템은 기존의 열처리 장비 작동 습관에 맞춰 간단하고 조작하기 쉽습니다.
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