PLC在真空熱處理爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

 　　PLC在真空熱處理爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　真空熱處理是應(yīng)用于制造工業(yè)中，為了使工業(yè)產(chǎn)品具備良好性能的必要中間工序。在航空部門，飛機(jī)制造的中間工序——鈦合金熱處理所需設(shè)備為大型真空熱處理爐。國內(nèi)相關(guān)的文章對其控制系統(tǒng)的理論和實際的工作研究的并不多見。這篇文章將結(jié)合實際經(jīng)驗，并建立在前人的基礎(chǔ)上，對先進(jìn)真空熱處理設(shè)備控制予以闡述。

　　對于真空熱處理爐，國外發(fā)展的較為先進(jìn)，如法國的ECM公司，俄羅斯?fàn)枱釥柗蚬?，美國VFS公司生產(chǎn)的真空熱處理爐均具有較高的性能指標(biāo)和實用價值。對于爐膛體積大，有效工作區(qū)5立方米以上，爐膛體積10立方米以上的大型真空爐控制系統(tǒng)具備完善的理論基礎(chǔ)和實踐能力。其中，鈦合金熱處理真空爐極限真空度可達(dá)到10“Pa。溫度控制采用多種方法，自適應(yīng)PID，以及模糊控制，小型DCS控制相結(jié)合?？傮w上通用性強(qiáng)，系統(tǒng)組態(tài)靈活，控制功能完善，數(shù)據(jù)處理方便，顯示操作集中，人機(jī)界面友好，安裝簡單規(guī)范，調(diào)試方便，運(yùn)行安全可靠，控制效果好，造價低等優(yōu)點…。國外真空熱處理設(shè)備均采用PLC作為控制系統(tǒng)的核心部件，在很大程度上便于今后系統(tǒng)的擴(kuò)展，能夠適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)過程的各種需要，是新一代理想熱處理過程自動控制系統(tǒng)產(chǎn)品。

　　我國真空熱處理設(shè)備長期處于落后狀態(tài)，國家經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)又薄弱，所以目前僅在一些

　　重點企業(yè)和新興企業(yè)得到了根本性的技術(shù)改造和更新，設(shè)備也多引進(jìn)國外生產(chǎn)的真空爐，而大多數(shù)的熱處理車間仍沒擺脫落后狀態(tài)，其中國內(nèi)缺乏大型真空爐的生產(chǎn)廠家，個別也是與國外廠家進(jìn)行合作并采用國外的先進(jìn)技術(shù)設(shè)計制造，或者國外廠家在國內(nèi)興辦獨(dú)資企業(yè)。由于許多技術(shù)均有差距，如制造大型爐殼的剪板機(jī)和卷板機(jī)國內(nèi)鮮有，即使生產(chǎn)出能夠保持有效工作區(qū)尺寸的爐殼，同樣尺寸的抽真空系統(tǒng)卻難以保證生產(chǎn)零件過程中所需的真空度，以及抽高真空的擴(kuò)散泵所用的泵油難以達(dá)標(biāo)m等等。而且國內(nèi)有一些陳舊的設(shè)備正在使用，由于基本上可以滿足使用要求，故還沒有進(jìn)行更新?lián)Q代。因此，也不可能在短時間內(nèi)都得到全面更新。例如飛機(jī)制造行業(yè)，由于飛機(jī)零件體積大，所需材料特殊(鈦合金)，熱處理過程中又不允許氧化，所以只有擁有高真空度的大型熱處理真空爐才能滿足要求，而國內(nèi)很多廠家只能生產(chǎn)中小型的熱處理真空爐。同時，對于大型真空爐的控制需要的技術(shù)也較為嚴(yán)格。國內(nèi)有些真空熱處理設(shè)備仍采用硬接線方式，就是用導(dǎo)線將繼電器連接起來，并按一定的邏輯關(guān)系控制各種生產(chǎn)機(jī)械。但是對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如果某一繼電器n”損壞或某一對觸點接觸不良，都會影響整個系統(tǒng)的運(yùn)行，查找故障也很困難。另外，生產(chǎn)工藝如果變化，控制系統(tǒng)的元件和接線也需要大的變動，改造工期長，費(fèi)用高。再有，許多設(shè)備沒有自診斷功能，需要技術(shù)人員一點一點去查找故障。無疑這些很大程度都影響了工期。這些年，國內(nèi)對于某些自動化技術(shù)方面的發(fā)展已經(jīng)有了長足的進(jìn)步，有的已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平，但是能否將這些技術(shù)整體化，生產(chǎn)出各項具有自動化先進(jìn)水平元器件控制先進(jìn)的大型自動控制設(shè)備尚需時日。為了改善國內(nèi)的工業(yè)自動化水平，不少廠家已經(jīng)花很大物力、人力進(jìn)行研究，將會生產(chǎn)出越來越多的令人滿意的自動化產(chǎn)品。其中包括真空熱處理處理設(shè)備所需要的觸摸屏式工業(yè)控制計算機(jī)…’、各種溫度傳感器、真空壓力傳感器m、PLC可編程序控制器、液體流量傳感器、繼電器、接觸器、固態(tài)繼電器、單片機(jī)、各種電磁閥、大型機(jī)械泵、大型羅茲泵、以及熱輻射的加熱裝置等等。再有就是普遍提高專門從事此項專業(yè)研究的工程技術(shù)人員和理論研究人員的專業(yè)水平，國家對此也投入大量的資金。對于飛機(jī)制造行業(yè)，由于我國的國防建設(shè)正在加大力度，針對飛機(jī)各大組裝件，對于工業(yè)熱處理增加其性能顯得極為重要。這就要求要有一個能夠滿足要求的控制系統(tǒng)作為保證，以更先進(jìn)的控制方法為基礎(chǔ)，從理論和實踐兩方面發(fā)展。由于原有的設(shè)備控制系統(tǒng)較為落后的現(xiàn)狀，這也決定了我國熱處理設(shè)備發(fā)展必須要走根本性更新和設(shè)備技術(shù)改造兩條道路。因此，加快熱處理設(shè)備技術(shù)更新的步伐，提高熱處理產(chǎn)業(yè)的整體素質(zhì)是我國熱處理行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。

　　對于真空熱處理設(shè)備控制系統(tǒng)的研究，可以尋找到與國際水平的差距，提高工程技術(shù)人員的技術(shù)水平。對從事理論研究的技術(shù)人員提供一定的理論基礎(chǔ)，采用怎樣的控制系統(tǒng)可以進(jìn)行自動查找故障，并在關(guān)鍵時刻能夠及時簡單處理，以保護(hù)設(shè)備。采用怎樣的控制方法可以更好地滿足真空爐的爐溫均勻性，采用怎樣的抽真空設(shè)備可以達(dá)到極高的真空度，以至生產(chǎn)出質(zhì)量過關(guān)的鈦合金零件等等，從而在熱處理方面能夠滿足先進(jìn)的熱處理工藝，生產(chǎn)出像高性能殲擊機(jī)這樣的大型工業(yè)產(chǎn)品。