真空熱処理装置のPLC温度制御システムの設計

- Mar 21, 2019-

 

真空熱処理装置のPLC温度制御システムの設計

 

真空熱処理装置はますます広く使用されている、一般的に温度制御計器制御温度を購入する必要があります。 本稿では、PLC温度制御システムの設計、PLC PIDモジュール設計温度制御システムにおける機器の使用、温度制御計を購入する必要はなく、機器のコストを大幅に削減し、失敗を減らす。 同時に、ソフトウェアシステムのプログラミングで温度制御プログラムと真空装置のオリジナルプログラムは、通信回線を減らすことができ、システムは安定した、迅速な対応です。

 

1.真空熱処理技術

真空熱処理は、真空技術と熱処理技術を組み合わせた新しい熱処理技術です。 真空熱処理の真空環境は、低真空、中真空、高真空および超高真空を含む、1気圧下の大気環境を指す。 真空熱処理は、実際には雰囲気制御熱処理に属する。 真空熱処理は、真空状態での熱処理プロセスの全体および一部を指し、真空熱処理は、熱処理プロセスに関与することができるほとんどすべての従来の熱処理を達成することができるが、熱処理の品質は大幅に向上した。 従来の熱処理と比較して、真空熱処理は、酸化、脱炭、浸炭を達成することができず、ワークピース表面上のリンチップを除去することができ、明るい表面精製の効果を達成するために脱脂および脱ガスを有する。

 

1.1真空冶金

 

標準大気圧下での冶金学的操作 大気中では不可能な冶金プロセスの実現、金属の酸化防止、沸点の異なる物質の分離、金属中のガスや不純物の除去、金属中の炭素の脱酸素能力の向上、そして品質の向上が可能です。金属および合金の。 真空冶金は一般に金属の製錬、精製、鋳造および熱処理に使用される。 最先端の科学技術の急速な発展に伴い、真空冶金はレアメタル、鋼鉄、特殊合金の製錬にますます広く使われるようになりました。

 

1.2温度制御

 

工業生産および科学研究活動において、温度管理は非常に重要なつながりとなっています。 温度が要求された範囲内でうまく制御され得るかどうかは、活動全体の成功または失敗に関連する。 制御対象の多様性および複雑さのために、採用される温度制御手段は多様である。 真空熱処理装置の温度制御システムでは、最初に温度測定パラメータを制御する必要があります、センサーは信号に変換され、次にプリセット値と比較され、微分信号と比較されます。対応する制御値は、現時点では、自動調整の目的を達成するために、制御するための制御システムへの量を制御し、連続的に作業を継続する。

 

1.3 PID制御原理

 

プロセス制御では、偏差比率(P)、積分(I)、および微分(D)によって制御されるPIDコントローラー(PIDレギュレータとも呼ばれます)が最も広く使用されている自動コントローラーです。 それは単純な原理、容易な実施、広い応用、独立した制御パラメータおよび簡単なパラメータ選択の利点を有する。 さらに、PIDコントローラーが典型的なプロセス制御オブジェクト - 「一次遅れ+純粋遅れ」および「二次遅れ+純粋遅れ」に最適な制御であることを理論的に証明することができます。 PID調整は連続システムの動的品質補正のための有効な方法である。


ハードウェア設計

 

CPUは、Siemens s7-300シリーズ314c-2 PLCを採用しています。これには、イーサネットおよびdp通信、アナログ入出力機能があり、従来の熱処理装置の要件を満たすことができます。

 

さらに、熱電対温度伝送は実際の温度値を測定することができます。 マンマシンインターフェースTP1900繊細なパネル、および300シリーズのPLCの互換性は良い、より便利な接続です。 全体の温度制御システム構造は図1に示されています。

加热8

 

イチジク。 1システム構成図

 

3. PLCプログラム設計

 

PLCプログラムは、加熱PV始動プログラム、加熱プロセスにおけるSP計算プログラム、セグメント挿入/削除/スキッププログラム、PIDモジュールプログラムを含むボットV 13においてSCL言語で書かれている。 PID関数計算周期の精度を保証するため、PIDプログラムは周期100m sのループ割り込みブロックO B1に書き込まれます。 PIDモジュールはFB58温度制御PIDモジュールを採用しています。そして、それは制御と自己設定の機能を持っていて、使いやすいです。

 

3.1変数定義

損失を防ぐために、すべての重要なパラメータはDBデータブロックに格納されています。

加热7

3.2起動値はPVに従う

加熱が始まったら、SP = PVにします。 高温故障でも暖房の中断、再加熱、PV起動から直接できるので、時間を節約できます。 図2を参照してください。

加热6

 

図2 PV起動図

 

加熱プロセスにおける3.3 SP計算

加熱中、時間Tが増加するにつれて、SPは時間と共に増加する。

加热5

3.4セグメントの削除、挿入、ジャンプの操作

セグメント削除操作を実行するときは、Delセグメントを削除して、後続のすべてのセグメントを前方に移動します。 Insセグメントが挿入されると、Insセグメントとそれ以降のすべてのセグメントが後退し、挿入されたセグメントはInsセグメントに配置されます。 スキップ操作(加熱時)を実行するときは、プログラムの次のセクションに直接ジャンプしてください。 セグメント挿入の欠失は図3に示されています。

 

加热4

図3セグメントの挿入と削除

 

3.5 PID関数のデバッグ

(1)0初期PIDパラメータ設定:実際の経験に従って、ゲインP = 5、積分時間I = 120秒、微分時間D = 30秒に設定します。 PIDループ設定インターフェースのスクリーンショットを図5に示します。

(2)PIDセルフチューニング:プログラムを起動し、800 で、プログラムを一時停止し、PIDセルフチューニング機能を開き、一定時間後にP = 6.0のPID値を設定した後、設定値を取得します。図5に示すように、I = D = 5.78である。図6の温度曲線に示すように、試験の低温加熱プロセスから再び開始すると、温度制御精度はより高く、低温で少量のオーバーシュートがある。 400 ℃の 温度制御精度は+ / - 1 であり、要件を満たしています。

 

3.6暖房中の自動保護プログラム

加熱すると、時には大量の材料が収縮し、一般的には手動メンテナンスを使用して、真空が回復するまで急速に減圧され、その後も加熱され続けます。 この操作は自動プログラムに書くことができます。 真空度が設定値より低い場合は自動的に維持されます。 復旧後は自動的に昇温して操作量を減らします。

加热3

図4 PIDパラメータ設定

加热2

図5 PIDセルフチューニング

加热1

図6マンマシンインターフェース

 

マンマシンインターフェース設計

 

図6はタッチスクリーン温度制御画面で、プロセス編集、操作ボタン、データ表示、棒グラフ、温度曲線から構成されています。 プロセスカーブは合計20セクションまで設定できます。 プロセスパラメータは、プロセス編集セクションまたは計算式で直接設定できます。 その後、式データを変数にエクスポートできます。 プロセス名は式で変更できます。 セグメントの挿入、セグメントの削除操作、実行時のジャンプ操作が可能です。 プロセスの観察を容易にするために、実行時間、実行セクション番号、およびその他のパラメーターを表示します。

 

誤操作による事故を防ぐため、各パラメータ変更ボタンやモジュールごとに異なる操作権限を設定することができます。 すべての運転パラメータはマンマシンインターフェースに表示され、機器の運転状態をいつでも観察することができます。 プロセスの保存と読み取りを容易にするための式関数を追加してください。

 

5。結論

本論文は、ハードウェアシステム設計、PLCソフトウェアシステム設計、タッチスクリーンインタフェース設計を含むPLC温度制御システムを設計した。 システムは、操作が簡単で、従来の熱処理装置の操作習慣に沿って簡単です。

微信图片_20190321134200

IKS PVD、真空コーティング機は三菱FXシリーズPLCロジックコントローラと機能モジュールを使用して、 全自動、半自動、そして手動で全機械を制御します。PVDコーティング技術についての質問は、私たちと今すぐに連絡してください。 foxmail.com