退火炉温度控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种退火炉温度控制系统包括：多个温度控制器，每个温度控制器配置成按照目标温度参数输出一台退火炉的温度控制信号；多个固态继电器，每个固态继电器的低压控制线圈与一个温度控制器连接，以按照温度控制信号执行对退火炉的加热设备的控制；以及可编程逻辑控制器，通过第一通讯电缆分别与多个温度控制器连接，以向多个温度控制信号提供目标温度参数。该退火以实现退火炉的自动控制，提升了温度控制的稳定性、保证了产品的优良品质，结构简单，控制成本低。
【专利说明】
退火炉温度控制系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及工业控制设备，特别是涉及退火炉温度控制系统。
【背景技术】
[0002]退火是金属热处理中的重要工序，通过退火可以达到细化组织、降低硬度、改善切削系能、消除应力等目的。整个退火过程主要包括升温、保温、降温等过程。
[0003]根据所需退火的产品性能要求，在退火工艺过程中需要精确对温度控制，使温度按照设定的曲线变化。传统的退火炉一般采用传统的手动控制方式，这需要操作人员不断地根据炉温的检测值以及给定值的比较结果，根据经验调节供给炉体的热量，以调节炉温。这种控制方式，完全依靠操作人员的经验，容易出现波动，影响了产品质量。
[0004]虽然现有技术中出现了一些针对退火炉的自动控制系统，然而由于退火炉是一个复杂的受控对象，具有多参数、非线性、时变性、时滞性、多干扰的特点，现有的退火炉的自动控制系统一方面控制效果较差，另一方面架构复杂、成本较高。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的一个目的是要提供一种架构简单、成本较低的退火炉温度控制系统。
[0006]本实用新型提供的退火炉温度控制系统包括:多个温度控制器，每个温度控制器配置成按照目标温度参数输出一台退火炉的温度控制信号；多个固态继电器，每个固态继电器的低压控制线圈与一个温度控制器连接，以按照温度控制信号执行对退火炉的加热设备的控制；以及可编程逻辑控制器，通过第一通讯电缆分别与多个温度控制器连接，以向多个温度控制信号提供目标温度参数。
[0007]可选地，上述退火炉温度控制系统还包括:触摸屏，通过第二通讯电缆与可编程逻辑控制器连接，以获取设定参数并向可编程逻辑控制器提供。
[0008]可选地，第一通讯电缆与第二通讯电缆均为RS485通讯电缆。
[0009]可选地，上述退火炉温度控制系统包括:多个测温元件，每个测温元件与一个温度控制器连接，用于测量对应的退火炉的温度并向温度控制器提供。
[0010]本实用新型的退火炉温度控制系统，改变了通过断路器和交流接触器搭建的简单电路控制系统，电气主回路采用固态继电器元件，利用可编程逻辑控制器(ProgrammableLogic Controller，简称PLC)，实现退火过程中不同阶段目标时长和目标温度值的设定以及温度输出控制功能，使用智能温度控制器作为控制单元，实现与PLC完成数据通讯功能。温度控制器输出信号直接接入固态继电器低压控制线圈，实现对电加热设备的控制，以实现退火炉的自动控制，提升了温度控制的稳定性、保证了产品的优良品质，结构简单，控制成本低。
[0011]根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。
【附图说明】
[0012]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
[0013]图1是根据本实用新型一个实施例的退火炉温度控制系统的示意性结构图；以及
[0014]图2是根据本实用新型一个实施例的退火炉温度控制系统的结构框图。如图所示。
【具体实施方式】
[0015]图1是根据本实用新型一个实施例的退火炉温度控制系统的示意性结构图。该退火炉温度控制系统包括:多个温度控制器130、可编程逻辑控制器110、触摸屏120。可编程逻辑控制器110通过第一通讯电缆140分别与多个温度控制器130连接。可编程逻辑控制器110通过第二通讯电缆150与触摸屏120连接。第一通讯电缆140与第二通讯电缆150可以根据可编程逻辑控制器110、温度控制器130、触摸屏120具备的接口进行设置，例如可以均为RS485通讯电缆。
[0016]触摸屏120可以选用OMRON品牌NB7W-TW00B型号，与PLCllO通过RS485接口实现数据通讯，主要用来完成时间、温度等必要参数的设定，并完成对每台退火炉的启/停控制，实时进行温度曲线显示，报警信息显示等。
[0017]PLCllO可以采用西门子品牌6ES7 216-2BD23-0XB8进行编程，接收触摸屏120传输的设定参数，同时将相关数据传输到触摸屏120进行显示。以对6套退火炉进行控制为例进行介绍，由于每台退火炉都具有较多的工艺曲线及参数设定值，考虑到PLCl 10的PID(Proport1n-1ntegrat1n-Differentiat1n，比例积分微分)控制的上限(如西门子200型PLC仅有8路PID控制)，如果使用PLCl 10的PID进行控制会大大影响CPU的处理速度。所以本实用新型中的PLC100仅用于完成目标温度曲线的生成与控制输出，以及各控制环节的相关逻辑保护功能，具体的温度控制输出功能，则由每台退火炉各自的温度控制器130来实现。
[0018]温度控制器130可以采用0MR0N品牌E5CC-RX2ASM-802型号，该控制器具备自整定功能，可以根据被控对象的特性，自动寻找最优参数以达到很好的控制效果，无需人工整定参数。控温精度可以达到达±0.rc，无明显超调、欠调工况出现。其输入回路可接受多种类型的测温元件的信号，以配合执行器件对加热设备进行PID调节控制。
[0019]图2是根据本实用新型一个实施例的退火炉温度控制系统的结构框图。如图所示，本实施例中使用多个固态继电器160作为控制执行机构。固态继电器160是一种新型无触点电子开关，在逻辑控制电路中，可实现以弱电控制强电和弱强隔离的目的。固态继电器160具有工作安全可靠、寿命长、无触点、无火花、低触发电流、开关速度快、抗震动等性能，被广泛应用在电加热装置、仪器设备、多种机械、数控机床等自动化设备及控制系统中，是交直流接触器的更新换代产品。本实施例中采用固态继电器后，可以满足实现电加热装置的频繁通/断电控制，不仅降低了能耗，还大大提高了系统的安全性能。
[0020]在该实施例中示出了使用一个PLCllO对六台退火炉进行控制的情况，在实际使用时，可以根据实际情况确定退火炉170、温度控制器130、固态继电器160的数量。
[0021]每个温度控制器130配置成按照目标温度参数输出一台退火炉170的温度控制信号。多个测温元件171可以分别设置于多台退火炉170内，每个测温元件171与一个温度控制器130连接，并测量对应的退火炉170的炉内温度并向温度控制器130提供。测温元件可以为热电偶、热电阻或其他将温度转换为电流或电压的温度测量器件。
[0022]每个固态继电器160的低压控制线圈与一个温度控制器130连接，以按照温度控制信号执行对退火炉170的加热设备173的控制。
[0023]本实用新型的退火炉温度控制系统，改变了通过断路器和交流接触器搭建的简单电路控制系统，电气主回路采用固态继电器160，利用可编程逻辑控制器110实现退火过程中不同阶段目标时长和目标温度值的设定以及温度输出控制功能，使用智能温度控制器130作为控制单元，实现与PLCllO完成数据通讯功能。温度控制器130输出信号直接接入固态继电器160的低压控制线圈，实现对电加热设备173的控制，以实现退火炉170的自动控制，提升了温度控制的稳定性、保证了产品的优良品质，结构简单，控制成本低。
[0024]至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
【主权项】
1.一种退火炉温度控制系统，其特征在于包括: 多个温度控制器，每个所述温度控制器配置成按照目标温度参数输出一台所述退火炉的温度控制信号； 多个固态继电器，每个所述固态继电器的低压控制线圈与一个所述温度控制器连接，以按照所述温度控制信号执行对所述退火炉的加热设备的控制；以及 可编程逻辑控制器，通过第一通讯电缆分别与所述多个温度控制器连接，以向所述多个温度控制信号提供所述目标温度参数。2.根据权利要求1所述的退火炉温度控制系统，其特征在于还包括: 触摸屏，通过第二通讯电缆与所述可编程逻辑控制器连接，以获取设定参数并向所述可编程逻辑控制器提供。3.根据权利要求2所述的退火炉温度控制系统，其特征在于 所述第一通讯电缆与所述第二通讯电缆均为RS485通讯电缆。4.根据权利要求1所述的退火炉温度控制系统，其特征在于还包括: 多个测温元件，每个测温元件与一个所述温度控制器连接，并测量对应的退火炉的温度并向所述温度控制器提供。
【文档编号】C21D1/26GK205528902SQ201620270289
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】王敦坤, 朱德明
【申请人】王敦坤, 朱德明