光亮铜管井式退火炉温度控制系统的研究与设计

作者：赵健

摘要：冷加工过程中金属材料会产生加工硬化,其强度会不断增加,但塑性指标会不断降低直到被破坏.产品经过成品退火之后应力会被消除,这样以来金属材料组织结构发生再结晶,会使材料强度降低,塑性提高,这种金相组织和性能变化过程称为"再结晶"退火.本文以某厂铜盘管的退火炉为选题背景,对井式退火炉的结构特征和工艺流程进行了分析,根据井式退火炉的加热特点和设备情况,设计出了整体控制方案.前期对井式退火炉炉内温度场进行了全方位的检测,在温度检测前首先设计了一种总线式多通道测温仪,采用热电偶为温度传感器,设计测温板卡,上位机采用LaBVIEW进行编程.根据所测数据进行对比分析,得出炉内温度大致分布规律,从而得知退火炉存在的问题与不足.后期根据所得数据与结论针对性的对此退火炉进行升级改造.首先,方案硬件方面以最新型的西门子S71500为主控制器,方便以后系统升级改造,并以昆仑通泰组态触摸屏为人机交互界面,在方便工人进行操作的同时还可以直观的显示炉内各个数据.其次,软件方面应用Totally Integrated Automation Portal(简称TIA Portal,中文简称博图)软件进行编为西门子S7-1500来进行编程.应用MCGS组态软件对触摸屏进行编程.再次,此外在控制理论方面本文研究了PID控制控制的参数自整定方法,设计出了用于井式退火炉炉温控制的系统的模糊PID控制器,改善了现有控制系统的不足,提高了原有控温系统的准确性,稳定性,迅速性以及抗干扰性.最后,同时增加有工业网络模块,以现场总线为技术基础实现了PLC,触摸屏,工控机等设备之间的通信,实现了高速稳定的信息数据传递.收起

关键词：井式退火炉；温度控制系统；PID模糊控制；MCGS；西门子PLC