El diseño del sistema de control de temperatura PLC de equipos de tratamiento de calor al vacío

- Mar 21, 2019-

 

El diseño del sistema de control de temperatura PLC de equipos de tratamiento térmico al vacío.

 

El equipo de tratamiento térmico al vacío se usa cada vez más, generalmente se necesita comprar la temperatura de control del medidor de control de temperatura. En este documento, el diseño del sistema de control de temperatura PLC, el uso del equipo en el diseño del sistema de control de temperatura del módulo PLC PID, no es necesario comprar un medidor de control de temperatura, reduce en gran medida el costo del equipo y reduce la falla. Al mismo tiempo, el programa de control de temperatura y el programa original del equipo de vacío en una programación del sistema de software, las líneas de comunicación se pueden reducir, el sistema es estable, respuesta rápida.

 

1. tecnología de tratamiento térmico de vacío

El tratamiento térmico al vacío es una nueva tecnología de tratamiento térmico que combina la tecnología de vacío y la tecnología de tratamiento térmico. El ambiente de vacío del tratamiento térmico al vacío se refiere al ambiente atmosférico bajo una presión atmosférica, incluido el vacío bajo, el vacío medio, el vacío alto y el vacío ultraalto. El tratamiento térmico al vacío en realidad pertenece al tratamiento térmico controlado por la atmósfera. El tratamiento térmico al vacío se refiere a todo y parte del proceso de tratamiento térmico en el estado vacío, el tratamiento térmico al vacío puede lograr que casi todo el tratamiento térmico convencional pueda participar en el proceso de tratamiento térmico, pero la calidad del tratamiento térmico mejoró en gran medida. En comparación con el tratamiento térmico convencional, el tratamiento térmico al vacío no puede producir oxidación, descarburación, carburación, puede eliminar el chip de fósforo en la superficie de la pieza de trabajo y desengrasar y desgasificar, para lograr el efecto de la purificación de la superficie brillante.

 

1.1 metalurgia al vacio

 

Funcionamiento metalúrgico bajo presión atmosférica estándar. Puede realizar el proceso metalúrgico que no se puede realizar en la atmósfera, evitar la oxidación de metales, separar sustancias con diferentes puntos de ebullición, eliminar los gases o impurezas del metal, mejorar la capacidad de desoxigenación del carbono en el metal y mejorar la calidad Del metal y la aleación. La metalurgia al vacío se utiliza generalmente en la fundición, refinación, fundición y tratamiento térmico de metales. Con el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología de vanguardia, la metalurgia al vacío se usa cada vez más en la fundición de metales raros, acero y aleaciones especiales.

 

1.2 control de temperatura

 

El control de la temperatura se ha convertido en un vínculo muy importante en la producción industrial y en las actividades de investigación científica. Si la temperatura se puede controlar con éxito dentro del rango requerido se relaciona con el éxito o el fracaso de toda la actividad. Debido a la diversidad y complejidad de los objetos de control, los medios de control de temperatura adoptados son diversos. En el sistema de control de temperatura del equipo de tratamiento térmico al vacío, primero deberá controlar los parámetros medidos de temperatura, el sensor se convierte en una señal, y luego se compara con el valor preestablecido, se compara con la señal diferencial, luego de una cierta regularidad de cálculo, obtenga Los valores de control correspondientes, en este momento, controlarán la cantidad al sistema de control a controlar y continuarán el trabajo, a fin de lograr el objetivo del ajuste automático.

 

Principio de control 1.3 PID

 

En el control del proceso, el controlador automático más utilizado es el controlador PID (también conocido como regulador PID) controlado por la proporción de desviación (P), integral (I) y diferencial (D). Tiene las ventajas de un principio simple, una implementación fácil, una amplia aplicación, parámetros de control independientes y una simple selección de parámetros. Además, se puede demostrar teóricamente que el controlador PID es un control óptimo para los objetos de control de proceso típicos: "retraso de primer orden + retraso puro" y "retraso de segundo orden + retraso puro". La regulación PID es un método eficaz para la corrección dinámica de la calidad del sistema continuo.


2. Diseño de hardware

 

La CPU adopta el PLC Siemens s7-300 serie 314c-2, que tiene comunicación Ethernet y dp, entrada analógica y funciones de salida, y puede cumplir con los requisitos de los equipos convencionales de tratamiento térmico.

 

Además, la transmisión de la temperatura del termopar puede medir el valor real de la temperatura. El panel delicado de la interfaz hombre-máquina TP1900 y la compatibilidad con el PLC de la serie 300 es una conexión buena y más conveniente. La estructura completa del sistema de control de temperatura se muestra en la figura 1.

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HIGO. 1 diagrama de bloques del sistema

 

3. Diseño del programa de PLC

 

El programa PLC está escrito en lenguaje SCL en botu V 13, incluido el programa de arranque de la instalación fotovoltaica de calefacción, el programa de cálculo de SP en el proceso de calefacción, el programa de inserción / eliminación / salto de segmento, el programa del módulo PID. El programa PID está escrito en el bloque de interrupción de bucle O B1 cuyo ciclo es de 100 ms para garantizar la precisión del ciclo de cálculo de la función PID. El módulo PID adopta el módulo PID de control de temperatura FB58, que tiene las funciones de control y configuración automática y es fácil de usar.

 

3.1 definición de variable

Todos los parámetros importantes se almacenan en el bloque de datos DB para evitar pérdidas.

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3.2 el valor de inicio sigue PV

Cuando empiece el calentamiento, haga SP = PV. Incluso en fallas de alta temperatura, la interrupción del calentamiento, el recalentamiento, puede ser directamente desde el inicio de la fotovoltaica, ahorrando tiempo. Ver figura 2.

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Figura 2 diagrama de inicio de PV

 

3.3 Cálculo de SP en el proceso de calentamiento.

Durante el calentamiento, a medida que aumenta el tiempo T, SP aumenta con el tiempo.

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3.4 Operación de borrado, inserción y salto de segmentos.

Al realizar una operación de eliminación de segmento, elimine el segmento Del y mueva todos los segmentos subsiguientes hacia adelante; Cuando se inserta el segmento Ins, el segmento Ins y todos los segmentos subsiguientes se mueven hacia atrás y el segmento insertado se coloca en el segmento Ins. Al realizar una operación de omisión (cuando se calienta), salte directamente a la siguiente sección del programa. Las eliminaciones de inserción de segmento se muestran en la figura 3.

 

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Figura 3 inserción y eliminación de segmentos

 

3.5 depuración de la función PID

(1) 0Configuración del parámetro PID inicial: según la experiencia práctica, ajuste la ganancia P = 5, tiempo integral I = 120s, tiempo diferencial D = 30s. La captura de pantalla de la interfaz de configuración de bucle PID se muestra en la figura 5.

(2) autoajuste de PID: inicie el programa, 800 , suspenda el programa, abra la función de autoajuste de PID, después de un período de tiempo el ajuste obtenido después de configurar el valor de PID de P = 6.0, respectivamente, 23, I = D = 5.78, como se muestra en la figura 5. Comenzando de nuevo desde el proceso de calentamiento a baja temperatura de la prueba, como se muestra en la curva de temperatura de la figura 6, la precisión del control de temperatura es mayor, hay un pequeño exceso de temperatura a baja temperatura, La precisión del control de temperatura de 400 es + / - 1 , cumple con el requisito.

 

3.6 programa de protección automática durante el calentamiento

Cuando se calienta, a veces se desinfla una gran cantidad de materiales, lo que produce una gran cantidad de vacío que se reduce rápidamente, generalmente mediante el mantenimiento manual, hasta que se recupera el vacío y luego se continúa calentando. Esta operación se puede escribir en un programa automático. Cuando el grado de vacío sea inferior al valor establecido, se mantendrá automáticamente. Después de la recuperación, se calentará automáticamente para reducir la cantidad de operación.

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Figura 4 ajuste del parámetro PID

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Figura 5 autoajuste PID

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Figura 6 interfaz hombre-máquina

 

4. Diseño de interfaz hombre-máquina.

 

La Figura 6 muestra la pantalla de control de temperatura de la pantalla táctil, que se compone de edición de proceso, botón de operación, visualización de datos, gráfico de barras y curva de temperatura. La curva de proceso se puede configurar hasta 20 secciones en total. Los parámetros del proceso se pueden configurar directamente en la sección de edición del proceso o en la fórmula. Entonces los datos de la fórmula se pueden exportar a las variables. El nombre del proceso se puede modificar en la fórmula. Se puede insertar segmento, eliminar operación de segmento, en el tiempo de ejecución puede ser una operación de salto. Muestra el tiempo de ejecución, el número de sección de ejecución y otros parámetros para facilitar la observación del proceso.

 

Se pueden establecer diferentes permisos de operación para cada botón y módulo de modificación de parámetros para evitar accidentes causados por errores operativos. Todos los parámetros operativos se muestran en la interfaz hombre-máquina para observar el estado de funcionamiento del equipo en cualquier momento. Agregue la función de fórmula para facilitar el proceso de almacenamiento y lectura.

 

5. Conclusión

Este papel diseña un sistema de control de temperatura PLC, que incluye el diseño del sistema de hardware, el diseño del sistema del software PLC y el diseño de la interfaz de la pantalla táctil. El sistema es simple, en línea con los hábitos de operación del equipo de tratamiento térmico convencional, fácil de operar.

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