立式高温真空烧结炉控制系统的设计

2010-05-17 张峰 兰州真空设备有限责任公司

  介绍了立式高温真空烧结炉系统结构、功能。根据系统要求及操作工艺设计了基于分布式、模块化DCS 控制解决方案。详细论述了控制系统的硬件配置、软件设计,实现了生产设备工艺运行工况实时监测,以及被控量的在线实时显示。该控制方案具有硬件简单,组态灵活的特点,适用于中小型控制系统。

  随着科学技术的不断发展,我国工业、国防、航天等领域都取得了长足的进步,这其中制造业不管是设备水平、制作工艺、控制技术也有了很大的提高。加之科学技术的不断提高也促使材料领域的不断发展,在航空、航天、军工、能源、化工等领域一些特种材料、新材料得到了广泛的应用。而真空热处理技术在这些特种材料、新材料的生产制造过程起着越来越重要的作用。本文所述立式高温真空烧结炉主要适合于硬质合金、陶瓷材料、磁性材料、多孔材料等的真空烧结,能够满足各种耐高温氧化零件表面涂层的烧结要求,是为国内某航天军工企业研制的航天装备专用设备,主要由真空系统、炉体、底炉门平移与锁紧机构、封闭式水系统、加热电源系统及电气自动控制系统等组成,如图1 所示。

  图1 中:真空系统采用1 台德国 公司DIP50000 油扩散泵、1 台德国Leybold 公司RA3001 罗茨泵做前级泵、1 台德国Leybold 公司SV630BF 机械泵组成三级抽气系统。另配1 台德国Leybold 公司D60C 直联机械泵作扩散泵的维持泵使用。扩散泵设有油温控制并设前级真空度显示。罗茨泵的开动采用日本SMC 公司压力开关控制。本系统的特点是能实现较高的真空度,具有经济、紧凑之特点;炉体使用双层水冷套,立式结构,热屏、压力表、热电偶、电缆、工件支承等都装在炉体上,结构紧凑。水冷电极保证电极密封的可靠性,加热器同电极直接连接,炉体夹层内的导水环使冷却效果提高;底炉门采用4 根丝杠及减速机实现升降,并通过弹性装置固定在导轮式炉门车上,整体降落到地面后采用减速机实现前后平移,方便装卸工件;炉体加热采用闭环无级调压电源供给,分为三大区五小区进行控制,利于炉体均温性的调节;整个系统采用自循环封闭水冷方式。

立式高温真空烧结炉系统模拟图

图1 立式高温真空烧结炉系统模拟图

3、结束语

  本文介绍的高温烧结炉控制系统,是根据多年对各类真空炉控制设计、调试实践的基础上,依据计算机控制系统的体系结构,充分利用智能仪表、智能控制器、高端PLC 通讯协议的开放性及其与第三方组态软件的兼容性,运用先进的计算机网络技术,进行了分层、模块化的设计,且控制层中设备的数量可增减,系统组网简单灵活,二次开发无需大量工作。整个系统的可靠性、先进性、通用性得到完美体现,多台真空炉的平稳可靠运行取得了良好效果。

参考文献

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