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真空燒結爐系統組成及硬件配置
作者:科佳電爐 來源：原創 發表時間：2018-05-03 14:58:22
多氣氛硬質合金真空燒結爐控制系統的組成原理如圖所示。CPU226是下位機，負責真空爐各相關信息的采集，完成對真空爐的控制，實現與上位機的通信。真空爐內的溫度由島電公司智能儀表FP93進行控制，PLC以自由口通信的方式，采用485總線與智能儀表進行數據交換。真空爐內的真空度和壓力經2個真空度變送器(粗真空和高真空)、1個壓力變送器轉換成4～20mA信號，送至PLC擴展的模擬量模塊EM235進行A／D轉換。PLC通過EM235輸出移相控制信號到觸發板，調節爐前變壓器原邊電壓的大小控制爐溫。上位機通過組態畫面指示溫度、真空度等真空爐當前的工作狀態，進行各種控制參數的輸入修改。輸入的開關量有手動自動切換開關信號、水壓開關信號、多個關鍵壓力點(如主泵的起動真空度、快冷的充氣壓力等)的真空壓力開關信號以及智能儀表的報警信號等，輸入信號主要用于實現真空爐設備和工藝所要求的聯鎖控制。輸出的開關控制量則有加熱主電路啟?？刂?，主泵、前級泵啟?？刂?，真空系統各閥f-1(如主閥、充氣閥、旁路閥等)開閉控制，報警信號等。
真空燒結爐的控制系統硬件構成
控制系統由上位機監控系統和下位機PLC控制系統組成，其主要硬件設備如下圖所示。
各主要設備的功能說明如下：
1)智能溫度控制儀表FP93
FP93是日本島電公司生產的智能溫控器，精度0．3級，具有4組曲線，每組10段，亦可一組最大40段給定輸入曲線。6組獨立PID參數，6組獨立的輸出限幅參數，以對號入座的方式設置到編程曲線中，使不同溫區的調節參數、輸出功率得到的匹配，實現PID參數跟隨真空爐爐溫變化而自動轉換?？赏ㄟ^隔離數字通訊接口RS232C或RS485與上位機進行通信，是一種功能較強的智能溫控器。FP93負責真空爐溫度的采集與PID控制。
2)可編程控制器S7-226
可編程控制器負責整個系統的信號采集、系統控制和現場保護工作。真空燒結爐控制系統所需輸入輸出點數不是太多，從PLC的性價比上考慮選擇西門子S7-200系列小型PLC。CPU226有24個輸入點，有16個輸出點，可擴展7個外接模塊，有2個RS-485接口，完全滿足系統要求。擴展的EM235模擬量輸入輸出模塊共有4路A／D輸入和l路D／A輸出，4個模擬量輸入點分辨率是12位，輸入信號類型有電壓(單極性)0～10V、O～5V，電壓(雙極性)±5V、±2.5V，電流0～20mA。單極性全量程范圍是：0～32000。模擬量輸出電壓范圍+10V，電流范圍0～20mA，對應的數字量分別為：32000～32000和0～32000。EM235用于3路壓力變送器信號的A／D輸入和升溫功率控制信號的D／A輸出。
3)研華工控機IPC-610
研華工控機IPC-610配置6114P4底板，6006LVCPU全長卡，P4 1.8GCPU，256M DDR存儲器，40G硬盤。同時采用工業加固顯示器，保證上位機防塵、防干擾，堅固耐用。工控機用于指示真空燒結爐爐內溫度、真空度以及真空泵、閥門等的當前工作狀態，同時可進行各種控制參數的輸入修改。
4)升溫功率調整裝置
升溫功率調整裝置由安東JKH．A3三相觸發板、晶閘管三相調壓電路和爐前變壓器組成。真空燒結爐的溫控系統發出控制信號，控制升溫功率調整裝置調節真空爐的加熱功率，達到控制爐內溫度的目的。
5)系統通信
在真空燒結過程中，系統控制任務主要由PLC完成，PLC與上位機、PLC與溫控器FP93之間均要進行數據通信。由于通信距離近，參與通信的設備較少，因此可直接利用西門子S7．226的2個485串行通信接口分別與上位機和溫控器FP93之間進行通信。在PLC與上位機之間增加一個RS232／RS485總線轉換器，利用上位機監控軟件的設備組態實現PLC與上位機的數據通信。而PLC與溫控器FP93之間可用雙絞線直接將485接口連接起來，利用S7-226的自由口通信方式120l實現與FP93之間的數據通信。
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