針對真空高壓氣淬爐存在溫度控制精度低、均勻性較差等問題,應(yīng)用模塊化硬件和結(jié)構(gòu)化編程優(yōu)化設(shè)計真空爐自動控制系統(tǒng)。模塊化硬件以S7-300PLC為核心開發(fā),按工藝邏輯配置硬件I/O及應(yīng)用功能,通過模糊PID結(jié)構(gòu)化編程實時處理真空爐內(nèi)溫度,分別優(yōu)化加熱、保溫和冷卻等熱處理階段過程參數(shù)。結(jié)果表明,真空高壓氣淬爐溫度控制精度和均溫控制性能都滿足工藝要求,溫度控制精度低于1℃、均溫偏差低于5℃。 

【文章來源】：制造業(yè)自動化. 2020,42(10)CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

臥式單室真空高壓氣淬爐總體結(jié)構(gòu)

真空高壓氣淬爐電控系統(tǒng)復雜，采用西門子S7-300PLC和威綸通MT6070i H觸摸屏控制技術(shù)，PLC硬件的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。S7-300 PLC系統(tǒng)主要實現(xiàn)真空爐裝料及爐前監(jiān)測、抽真空、檢漏、加熱和冷卻等工位狀態(tài)的在線監(jiān)控，PLC硬件以CPU 315-2DP為核心開發(fā)，通過STEP7分別硬件組態(tài)5A電源PS 307、CPU、數(shù)字量輸入SM321和輸出SM322、模擬量輸入SM331和輸出SM332、溫度控制閉環(huán)模塊FM335等[5,6]。I/O端口的測量輸入和控制輸出需要確保工件的真空熱處理參數(shù)和真空爐的運行狀態(tài)滿足工藝設(shè)定。端口SM321和SM322主要負責數(shù)字量信號控制，包括控制臺上電、自動運行/手動切換、急停、氣淬電機和風扇點動、真空系統(tǒng)點動、冷卻水循環(huán)點動等主令開關(guān)輸入，控制臺聲光報警（信號燈和電鈴）、氣淬電機和風扇使能、真空系統(tǒng)泵使能等開關(guān)輸出。端口SM331和SM332主要負責模擬量信號控制，包括爐內(nèi)真空度和溫度、石墨管供電電壓和電流、循環(huán)冷卻水溫度和流量、氮氣流量等模擬輸入，多路晶閘管調(diào)壓信號（爐內(nèi)升溫）等模擬輸出。模塊FM335與CPU 315-2DP、真空爐多路晶閘管調(diào)壓設(shè)備（執(zhí)行器）、1100℃K型熱電偶/1600℃S型熱電偶（傳感器）構(gòu)成爐內(nèi)溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)，應(yīng)用STEP7編程軟件開發(fā)溫度模糊PID控制算法，由此動態(tài)調(diào)節(jié)多路晶閘管的輸出參數(shù)。

真空高壓氣淬爐人機交互平臺設(shè)計采用MT6070i H觸摸屏和Easy Builder Pro程序編輯器。根據(jù)真空氣淬爐的熱處理過程，分別開發(fā)設(shè)備控制、工藝參數(shù)設(shè)置、工藝狀態(tài)實時刷新反饋、溫度顯示和報警信息反饋等基本功能，主控界面如圖3所示。3.2 熱處理工藝邏輯程序設(shè)計


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