退火炉车间分布式控制系统的研究与设计
在机械制造行业，退火炉是金属热处理中的重要设备，其加热温度控制技术的好坏对企业生产、炉体寿命以及技术指标都有直接的影响。目前，国内部分企业退火炉控制系统仍采用继电器控制方式，工作输出主要依靠员工经验进行手动调节，导致退火炉的过程控制效果很不理想。本文提出将分布式控制系统和退火炉控制技术相结合，实现将多台退火炉设备通过不同类型的总线连成一个整体，对其进行管理控制。 本文首先对退火炉设备及其生产过程进行介绍，对其主要控制指标与退火炉车间设备控制需求进行分析，提出以车间退火炉为设备层、PLC为现场控制单元、组态王软件为上位机监控平台与现场总线通信技术为一体的分布式退火炉控制系统设计方案。 然后，根据系统设计方案进行硬件和软件部分的设计。参照单台设备控制需求，对主要元器件进行选型，选用CP1H-XA型PLC、扩展I/O单元CP1W-40EDT及其温度控制模块CJ1W-TC001作为现场控制单元对设备主电路、温度控制电路、压力控制电路以及系统通信电路进行设计。依据系统功能的需求对软件部分进行设计，主要包括PLC程序设计、触摸屏界面开发、上位机组态王KingView软件的设计开发以及分布式控制系统通信技术的软件设计，组态王数据模块开发中需要对Access数据库进行研究。 此外，基于模糊自整定PID控制算法设计退火炉的温度控制系统。研究分析退火炉采取模糊自整定PID控制的可行性，基于模糊自整定PID控制算法对退火炉温度控制系统进行设计，给出实现模糊自整定PID控制的具体结构以及具体实现过程，包括输入输出变量模糊化设计、模糊控制规则的建立、通过Matlab软件的计算分析，结合CX-Programmer软件介绍模糊自整定PID的程序，并给出模糊自整定PID控制程序的实现方法。 最后，结合具体工件内齿圈的退火工艺对退火炉车间分布式控制系统进行功能调试。调试内容包括：现场控制单元和上位机监控中心的通信调试，现场控制单元和分布式控制系统的手动、自动功能调试。在调试完成后，根据电能使用状况报表、内齿圈温控曲线以及生产过程压力曲线进行调试结果分析。结果表明，退火炉车间分布式控制系统达到预定方案设计要求。
金属热处理;退火炉;分布式控制系统;程序设计
江苏大学
硕士
机械电子工程
殷苏民
2016
中文
TG155.1;TP273
100
2016-08-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）