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STD总线工业控制机在垂熔炉上的应用
 
慧聪网   2005年10月8日17时12分   信息来源:中国自动化网    

    垂熔炉是生产钨钼条的关键设备。长期生产表明:垂熔工艺的好坏直接影响钨钼条的质量,要生产高质量的钨钼条,就必须严格控制垂熔工艺过程,因此,必须对垂熔工艺的操作过程进行严格的控制,以确保垂熔工艺的质量。传统的垂熔工艺是指在氢气的保护下,让数百安至数千安电流通过钨钼条而产生高温。控制不同的电流和时间,就能间接控制垂熔温度,但存在以下几方面难以克服的问题:(1)电流控制误差超出±50A,难以保证产品质量;(2)产品质量一致性差;(3)工人操作时间长,劳动负荷大;(4)难以实现均衡用电等。80年代初,部分工厂已开始从事“自动垂熔”的研制工作,但是,由于客观条件的限制,始终没有取得突破性的进展。近年来,国内少数钨钼丝生产厂家从国外引进了成套垂熔炉装置,使用效果较好。但是国外商家只提供少量技术资料及备品、备件,无疑,这对于工厂可持续生产和设备维修极为不利。针对以上这些问题,我们将STD总线工业控制机应用于垂熔炉上,取得了成功。
1 系统构成
  整个系统主要由奔腾586微机、STD总线工业控制机、感应调压器、实时显示器、打印机、垂熔炉等部分组成,并保留了手动操作电路和电压表、电流表。系统结构框图如图1所示。上位机为奔腾586微机,主要对垂熔炉系统进行监控和管理,如修改或设定工艺曲线,实时显示垂熔炉参数(电流、电压、时间)、工艺流程、故障状态、统计及打印报表等。下位机为STD总线工业控制机,每台控制机控制4台垂熔炉,整个系统实现32台垂熔炉的群控。同时通过键盘实现工艺设定或修改工艺曲线等功能,并保持同上位机通信联络。

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2 系统软件
  垂熔炉温度控制系统软件由上位机和下位机两部分构成。上位机管理程序设计成模块结构,这样易于扩展。管理程序由8086汇编语言、dBASEⅢ、dBASE-plus和BASIC共3种语言编制。其中菜单1部分由8086汇编语言编制,菜单2(工艺管理)部分由dBASEⅢ和dBASE-plus语言编制,菜单3及菜单4(监控管理)部分由BASIC编制。管理程序操作采取由上至下逐级菜单提示方式,用户只需简单的操作便可对垂熔炉工作过程实行监控。上位机3部分程序框图详见图2。下位机主程序流程图见图3。

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3 可靠性措施

  为了适应控制现场灰尘多、高温、有害气体和各种电磁干扰,进一步提高整个系统的可靠性,本系统采取了以下措施。
  (1)电源的滤波和输入、输出信号的处理
  在电源进线处,设有隔离变压器以及高抗干扰稳压电源,开关量输入、输出通道,模拟量输入、输出通道,与继电器的连接通道都设置了光电隔离器,这样可将从电网窜入的干扰滤除,特别是当主回路启停,继电器吸合等电流冲击时,系统均能正常工作。
  (2)克服惯性超调
  本系统采用以下几种方法消除电流振荡:1)软件实现分段调节电流;2)软件设置使工作电流在±20A范围内波动时,系统不予调节;3)在A/D的输入端接入滤波电容,滤去瞬变干扰信号。
  (3)接地处理
  在有模数转换的地方特别要注意模拟地和数字地问题,同时,为了保证整个系统可靠地工作,还要防止系统各部分电路共地。为此,本系统采用浮地式接地,上位机电源与各接口电路板不共地,系统模拟地与数字地彻底分开。
4 结束语
  STD总线工业控制机应用于垂熔炉的自动控制系统,这在国内属于首次。STD总线控制机把操作工人从紧张而单调的重复劳动中解放出来,一人可操作4台垂熔炉,而手工操作时,一人只能操作1台,并且工艺过程中消除了人为因素的影响,用计算机执行垂熔工艺,时间控制相当准确,电流控制误差范围不超出±20A,自动垂熔炉生产出来的钨钼条表面光洁,收缩均匀,比重合格,无欠熔或过熔现象,一次合格率高,加工性能好。

 
 
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