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電阻爐微機(jī)控制及節(jié)能

文檔作者：石詢崔趨學(xué) 文檔來(lái)源：石索莊水泵廠		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年02月10日
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電阻爐微機(jī)控制及節(jié)能
石索莊水泵廠石詢 崔趨學(xué)
熱處理是機(jī)器制造業(yè)中高能耗工序之
一
， 我廠熱處理拌主要是高臺(tái)金自口耐磨鑄
鐵， 熱處理特點(diǎn)是溫度高、周期長(zhǎng)、熱敏感
性強(qiáng)，工藝參數(shù)要求嚴(yán)格，而且產(chǎn)量大。現(xiàn)
有四臺(tái)大電阻爐悲功率為l50O千瓦， 占全廠
用電量的三分之～ ，成為有名的電老虎。我
們把熱處理節(jié)能理解為我廠對(duì)四臺(tái)電阻爐進(jìn)
行微機(jī)聯(lián)控， 分時(shí)送電方面取得了顯著效
果，不僅實(shí)現(xiàn)了熱處理過(guò)程的自動(dòng)化，而且
節(jié)約了能源。
一
、基本原理覆硬件結(jié)構(gòu)：
微機(jī)控溫系統(tǒng)韻基本原理是 被控現(xiàn)場(chǎng)
的溫度， 利用一次儀表： (熱電偶)轉(zhuǎn)換成
相應(yīng)的M V級(jí)電信號(hào)，通過(guò)雙T網(wǎng)昭濾波器
以消除工頻年拉，進(jìn)入前置放大器． 放大后
輸入到l2散A／o卡進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，輸A主機(jī)，
主機(jī)按給定的工藝參數(shù)， 數(shù)學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)算
比較算出諺區(qū)所需功率，通過(guò)8位0／A*向調(diào)
功器輸出控制信號(hào)(0～ 9 V)來(lái)控制可控
硅調(diào)功器，從而實(shí)現(xiàn)了熱處理過(guò)程的自動(dòng)控
制。
硬件結(jié)構(gòu) 圖(I) 、
’ 圖1． 硬件框圖
圍．固固
廠■]～一巨五]～一—臣盞習(xí)
我們零用縈金Ⅱ型系統(tǒng)機(jī)， 以及軟件，
硬件灼臺(tái)理組合達(dá)到如下技術(shù)指標(biāo)
測(cè)溫區(qū)控制容量： 1----~32個(gè)溫區(qū)(現(xiàn)用
l1個(gè))
溯溫范麗： 0Nizo0~ ．
鍘溫基本誤差：≤ =0．1
控溫基本誤差 ≤ ： 0．1
檢測(cè)及顯示周期；2O S 。
超溫報(bào)警，多爐喚控、分耐送電等功
能。 ．
=：軟件筒迷及電力優(yōu)化分t
1：。軟件簡(jiǎn)述： 一
本系統(tǒng)軟件采用lBA IC語(yǔ)言編寫(xiě)， 工
-
藝參數(shù)用DATA語(yǔ)句置入， 修改方便， 公
用部份采用了程序編制， 使得主程序 清
晰，運(yùn) 靈 ，開(kāi)祝后，操作者只需將爐號(hào)
及工藝號(hào)輸入主機(jī)便開(kāi)始運(yùn)行 主要子程序
宏觀總節(jié)能量：
=83900× 4．038 = 8387．9萬(wàn)噸
標(biāo)煤
若每年雯現(xiàn)可改造率的l f15，年均節(jié)能
量可達(dá)：
年=8887．9÷15=2~5．9萬(wàn)噸標(biāo)燥
相當(dāng)于“七五 期聞壘國(guó)年均節(jié)能指標(biāo)
<2oo0萬(wàn)噸標(biāo)澡)的t
x100~ =l1．
即10％ 上，效益相當(dāng)可觀。
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／
肴1
讀電壓子程序：將每一個(gè)通道連續(xù)罘數(shù)
11個(gè)，剔除 大誤差，實(shí)現(xiàn)均值濾波，保證
了數(shù)據(jù)的可靠性。
數(shù)據(jù)處理子程序： 將采集的數(shù)值保留到
小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)， 第三恤采 阿舍六入五湊
偶的原理進(jìn)行處理， 避免丁Fh于陽(yáng)臺(tái)五入引
起的誤葶。
毫伏 度轉(zhuǎn)摸了程序：EII-z熱電偶的熱
電特性是非線性的，為了保證控溫精度，我
們將0~1100℃分為十段分別建立數(shù)學(xué)模
型，對(duì)重蔓溫度點(diǎn)采用查接法， 以減少數(shù)學(xué)
模型嗇白誤差。 ，
， 超前控制手程序： 大功率電阻熱慣性
大，如果處理不當(dāng)， 將形成一巾很寬的控溫
帶，這樣既影響產(chǎn)品質(zhì)量，又浪費(fèi)能源，我
們宴際測(cè)量了爐子的熱慣性后，采取了超前
控制的方法， 較好地解決了這個(gè)問(wèn)題。
溫度超高、超低報(bào)警子程序t在運(yùn)行過(guò)程
中， 由于某種原因，使?fàn)t內(nèi)溫度大干被控上
限或小于下限對(duì)，計(jì)算機(jī)報(bào)警提醒操作者，
及時(shí)采取措施， 加以調(diào)整達(dá)到工藝要求， 以
保證產(chǎn)品質(zhì)量。
2． 電力優(yōu)化分配。’ ，
高臺(tái)金白口鑄件的熱處理工藝周期長(zhǎng)，。。
產(chǎn)最大， 需要吁盎 電爐總功率1500K
理在電力資源緊張， 經(jīng)常限電， 有時(shí)只供
409K．~~、6∞K w??。如果各個(gè)溫區(qū)單獨(dú)
控制， 則供600K w 電只能開(kāi)一臺(tái)420Kw
爐，-這樣不僅生產(chǎn)任務(wù)完不成， 而且有限的
電能不能充分利用，尤其在低溫時(shí)，工藝要
求均速緩慢升溫， 從宏觀上看只能消耗爐子
額定功率的20 N30 不等，即使到篙溫也
只能消耗70 左右， 但如果開(kāi)兩臺(tái)爐子則瞬
間超載，為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們采 ：微機(jī)
聯(lián)控，實(shí)行分時(shí)送電，避開(kāi)瞬時(shí)用電高峰，
取得了良好效果。具體辦法是：將所來(lái)宴際溫
度原T i與給定溫度T，比較，如果T i> T。則
根據(jù)差值的大小，計(jì)算f}{千芝醫(yī)所需功率，
輸出之前，先計(jì)算出其他器溫 所，Ⅱ功率之
和即：W 總：W +W ：? +W n，再將W 總與
W危(允許使用的最犬功率)進(jìn)行比較。若
w >w 完， 則按程序給定的優(yōu)先權(quán)分配功
率， 先高溫后低溫， 分時(shí)送電，若W總<W 時(shí)="時(shí)" 在限電600K="~時(shí)，能同時(shí)開(kāi)總
功率為1080Kw的三☆爐子， 在限電250KW
時(shí)． 可以開(kāi)總功率為IS00K 的四臺(tái)爐子，其
秤序框圖見(jiàn)網(wǎng)2。這樣很好地解決丁增產(chǎn)與
電力緊張的矛盾， 而且均衡丁變壓器負(fù)堿，
使有限的電能得到了充分利用。
圖 功率分配框圖
三、常麓逮徑夏效益
采 微機(jī)系統(tǒng)對(duì)四臺(tái)爐子11個(gè)溫區(qū)進(jìn)行
聯(lián)控， 分時(shí)遂電，宴現(xiàn)了電力的優(yōu)化分配一
充分利用有限能源，使變壓器負(fù)載均衡，減
少了空載損耗。
執(zhí)行原件原用接觸器， 由于觸點(diǎn)表面不
平，以及氧化層的存在，觸點(diǎn)的不斷燒損等，
呈現(xiàn)fi1較大的接觸電阻。并在逢斷瞬向產(chǎn)生
極大的電弧電流， 既列：周嗣的電子設(shè)備產(chǎn)生
干擾，又漕費(fèi)了能源，改為可控硅調(diào)功器后，
克服了以上缺陷， 改善了調(diào)節(jié)品質(zhì)， 減少了
電網(wǎng)電壓波動(dòng)
r ，
I
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袖于嫩機(jī)控制實(shí)現(xiàn)了均速加熱．減少了 當(dāng)爐溫接近規(guī)定溫度-(例；低lO℃或8℃根
升溫過(guò)程中的熱損失。原用位式儀表只能控 據(jù)具體爐子而定)但尚未達(dá)到時(shí)，瘴進(jìn)行計(jì)
制溫度，不能控制升溫速度，即使每小時(shí)調(diào) 算比較，如果溫度處于上升趨勢(shì)則開(kāi)始減少
溫一次，也不能實(shí)現(xiàn)均速瑜熱 例 工藝要 輸出直至完壘停電。這樣既避免了溫度過(guò)
求5O℃／小時(shí)，只用幾分鐘就升到溫度了， 由 沖， 又節(jié)省了電能。
于升溫速度怏，消耗了較大的功率，其余50分 微機(jī)控制可以準(zhǔn)確地計(jì)時(shí)，打印以及到
鐘就是保溫， 在保溫過(guò)程中又增加了能耗 時(shí)報(bào)警， 自動(dòng)停爐等功能，杜絕了由于人為
這種小臺(tái)階式的加熱方式既不能保證產(chǎn)品質(zhì) 因素造成的延長(zhǎng)時(shí)間等誤操作， 達(dá)到節(jié)能目
置，又增如能耗。微機(jī)控溫具有計(jì)算，控制 的。
速度快， 使調(diào)功器輸出功率在0～ l oo％可 采川微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行多爐聯(lián)控， 實(shí)現(xiàn)分時(shí)
凋等特點(diǎn)，使升溫曲線與工藝曲線基本吻 送村，用較小的功率，來(lái)驅(qū)動(dòng)較大的負(fù)載是
合， 降低了能耗。 ～ 種可靠的節(jié)能途徑，投產(chǎn)兩年 來(lái)效果韭
由于一次儀表韻熱惰性，使得指示溫度 著，使噸熱處理件的平均耗電由原來(lái)的5 gl電．
始終滯后實(shí)際爐強(qiáng)，到溫后不能及時(shí)停電， 度j降為450度，節(jié)電2O ，實(shí)現(xiàn)了熱處理過(guò)程
造成溫度過(guò)沖，既影響了工藝參數(shù)的嚴(yán)格執(zhí) 的自動(dòng)控制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，設(shè)備故障少，
行，又造成電能靛費(fèi)。采； 微機(jī)超前控制后， !提高生產(chǎn)宰15 。取得了顯著的經(jīng)薪效益。
節(jié)能會(huì)議、消息報(bào)導(dǎo)
。 機(jī)械電子工業(yè)部召開(kāi)節(jié)能會(huì)議
● - 一
機(jī)械電子部于1988年12月和1989年1月分別在天津，西安召開(kāi)了機(jī)電工業(yè)和兵工系統(tǒng)節(jié)
能工撐會(huì)議。主要內(nèi)容 總結(jié)近兩年來(lái)機(jī)電工業(yè)貫徹國(guó)務(wù)院《節(jié)約能源管理暫行條例
開(kāi)展企業(yè)節(jié)能升馨工作的清況J部署今叩兩年節(jié)能工作任務(wù)，討論制訂 機(jī)械電子工業(yè)國(guó)象
級(jí)節(jié)能企業(yè)審定辦法 、“國(guó)家級(jí)節(jié)能企 評(píng)審員工作規(guī)貝{l J總結(jié)交流各地區(qū)節(jié)能工作經(jīng)
驗(yàn)j領(lǐng)發(fā)1986年1987年度國(guó)家級(jí)節(jié)能企業(yè)證書(shū)a會(huì)議還討論了“機(jī)械電子工業(yè)部關(guān)于全國(guó)性
社會(huì)團(tuán)體清理整頓的意見(jiàn)”及省市廳局協(xié)作組等問(wèn)題。
、會(huì)議認(rèn)為，機(jī)電工業(yè)在工交系統(tǒng)十大耗能行業(yè)中居第5位，過(guò)去兩年節(jié)能工柞敢得了較
好的成績(jī)-但是，由于機(jī)電互業(yè)多數(shù)企業(yè)工藝裝備陳舊，管理落厲，能源利用效率仍然很低．
抓好節(jié)能工作是十分迫切的任務(wù)。 ’ ．
為此，要認(rèn)真貫徹國(guó)務(wù)院Ⅸ節(jié)約能源管理暫行條例 ，重點(diǎn)抓好節(jié)電、節(jié)油。采取曲措
施是：深入開(kāi)展企業(yè)節(jié)能升級(jí)T-作，-并從今年起，在全行業(yè)試行國(guó)家級(jí)節(jié)能企業(yè)評(píng)審員制度I
抓好節(jié)能管理基礎(chǔ)工作，建立健全節(jié)能降耗髁證體系}進(jìn)一步在壘行 韭推廣節(jié)能新技術(shù)，新
工 ， 新設(shè)備j繼績(jī)貫徹執(zhí)行國(guó)家壓縮燒油政策j繼續(xù)做好企業(yè)節(jié)能升級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)克 修訂
工低 、
．
f
隨著行政機(jī)構(gòu)改革，政府職靛的轉(zhuǎn)變， 今后部將發(fā)揮能源研究會(huì)和節(jié)雛中心的侔用 蚓
此，根據(jù)部的統(tǒng)一規(guī)定，今年適當(dāng)時(shí)問(wèn)將現(xiàn)有的機(jī)械，電子兩個(gè)節(jié)能研究會(huì)合并，重新組建
機(jī)槭電子工業(yè)能源研究去。
、
辮

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