O koupelně - Strop. Koupelny. Dlaždice. Zařízení. Opravit. Instalatérství

Řízení výkonu odporových pecí. Yarov V. M. Zdroje energie elektrických odporových pecí Výukový program Ovládání odporové pece

Řízení výkonu odporových pecí

Existují 2 zásadně odlišné přístupy k řízení výkonu:

1) Průběžné řízení, při kterém může být do pece zaveden jakýkoli požadovaný výkon.

2) Krokové řízení, při kterém lze do pece zavádět pouze diskrétní rozsah výkonů.

První vyžaduje plynulou regulaci napětí na topných tělesech. Takovou regulaci lze provést pomocí jakéhokoli typu výkonových zesilovačů (generátor, tyristorový usměrňovač, EMU). V praxi jsou nejrozšířenější tyristorové napájecí zdroje postavené podle schématu TRN. Takové regulátory jsou založeny na vlastnostech tyristoru zapojeného do obvodu střídavého proudu v sérii s aktivním odporem ohřívače. Tyristorové zdroje obsahují antiparalelně zapojené tyristory vybavené SIFU.

Řídicí úhel a, a tedy efektivní napětí na zátěži, závisí na vnějším napětí přivedeném ke zdroji. Je důležité poznamenat, že aby se snížil vliv výpadku proudu na tepelný režim pece, tyristorové napájecí zdroje obvykle poskytují negativní zpětnou vazbu na výstupní napětí. Tyristorové zdroje mají vysokou účinnost (až 98 %). Účiník závisí na hloubce regulace výstupního napětí lineárně, pod úhlem a menším než 0 - až M = 1, při a = 180° až M = 0. Účiník je určen nejen fázovým posunem napětím a první harmonickou proudu, ale také velikostí vyšších harmonických proudu. Z tohoto důvodu použití kompenzačních kondenzátorů neumožňuje žádné výrazné zvýšení M.

U druhého způsobu se napětí na ohřívači mění přepínáním silových obvodů pece. Obvykle jsou 2-3 kroky možného napětí a výkonu ohřívače. Nejběžnější dvoupolohový způsob krokového řízení. Podle tohoto způsobu je pec buď připojena k síti při svém jmenovitém výkonu, nebo zcela odpojena od sítě. Požadovaná hodnota průměrného výkonu přiváděného do pece je zajištěna změnou poměru doby zapnutí a vypnutí.

Průměrná teplota v peci odpovídá průměrnému výkonu přiváděnému do pece. Náhlé změny okamžitého výkonu vedou ke kolísání teploty kolem průměrné úrovně. Velikost těchto výkyvů je určena velikostí odchylek P MGOV od průměrné hodnoty a velikostí tepelné setrvačnosti pece. Ve většině obecných průmyslových pecí je tepelná setrvačnost tak velká, že kolísání teploty způsobené skokovým řízením nepřekračuje požadovanou přesnost udržování teploty. Konstrukčně může být ovládání zapnuto-vypnuto buď pomocí běžného stykače nebo tyristorového spínače. Tyristorový spínač obsahuje antiparalelní

Existují také třífázové spínače. Používají dva bloky antiparalelně zapojených tyristorů. Výkonové obvody takových spínačů jsou sestaveny podle následujícího schématu:

Existují modifikace tyristorových spínačů, které vůbec nepoužívají kontakty.

Tyristorové spínače jsou spolehlivější než stykače, jsou jiskrově odolné proti výbuchu, jsou tiché v provozu a jsou o něco dražší.

Kroková regulace má účinnost blízkou 1, až M »1.

1 Účel práce

1.1 Seznamte se se zařízením elektrické odporové pece, elektrickými ohřívači, provozním režimem elektrické pece a elektrickým ovládacím obvodem.

2 Pracovní příkaz

2.1 Zapište si technické (pasové) údaje elektrické pece a elektrických měřicích přístrojů.

2.2 Seznamte se se zařízením elektrické odporové pece a účelem jejích jednotlivých částí.

2.3 Seznamte se s elektrickým obvodem pro ovládání provozních režimů elektrické odporové pece.

2.4 Sbírejte elektrické schéma provést experiment.

2.5 Proveďte experiment k určení energetické náročnosti elektrické odporové pece.

2.6 Sestavte zprávu o provedené práci.

3 Popis uspořádání laboratoře

Laboratorní instalace pro seznámení se zařízením, principem činnosti a účelem jednotlivých částí elektrické odporové pece by měla být tvořena elektrickou odporovou pecí komorový typ Modely OKB-194A nebo modely H-15 s nichromovými ohřívači určené pro tepelné zpracování kovů v individuální a malosériové výrobě. Kromě toho musí existovat výchozí materiál pro tepelné zpracování; k tomu se doporučuje připravit díly, které takové zpracování vyžadují. Měly by být známy hlavní parametry teplotních režimů.

V elektrické troubě jsou umístěny termočlánky pro řízení teploty. Instalace musí mít zařízení pro automatickou regulaci teploty a mít sadu měřicích přístrojů a regulátorů teploty pro ohřev výchozího materiálu.

V místnosti, kde se provádějí džemy, by měly být vyvěšeny plakáty zobrazující elektrické pece různé typy a struktury, schémata elektrických obvodů pro ovládání instalací elektrických pecí elektrického vytápění s odporem.

4 Stručné teoretické informace

Elektrické odporové pece, kde se elektrická energie přeměňuje na teplo prostřednictvím kapalných nebo pevných těles, mají přímý a nepřímý účinek. V pece přímo působením je ohřívané těleso přímo připojeno k síti (obr. 1) a ohříváno jím procházejícím proudem.

Obrázek 1 - Kruhový diagram zařízení pro přímý ohřev kovového sochoru: 1 - vyhřívaný sochor; 2 - transformátor

V pece nepřímé působením se teplo uvolňuje ve speciálních topných tělesech a předává ohřívanému tělesu sáláním, vedením tepla nebo konvekcí. K ohřevu válcových výrobků (tyče, trubky) se používají odporové pece a přímotopná zařízení. nepřímé vytápění pro tepelné zpracování výrobků a materiálů, jakož i pro ohřev polotovarů pro kování a lisování.

Ohřev výchozího materiálu v elektrických odporových pecích se zpravidla provádí na určitou (nastavenou) teplotu. Po zahřívací periodě následuje prodleva nutná k vyrovnání teploty. Měření teploty ohřevu a řízení průběhu technologického procesu ohřevu lze provádět vizuálně i automaticky pomocí automatických regulátorů metodou on-off (periodické zapínání a vypínání pece).

Na obr. 2 je schéma zapojení řízení elektrické pece s regulací zapnuto-vypnuto.

Obrázek 2 - Schematické schéma pece s on-off ovládáním

Schéma umožňuje ruční a automatické ovládání. Pokud spínač P dát do pozice 1 , pak bude okruh nastaven na ruční ovládání a do polohy 2 spínač přepne okruh do automatického řízení. Zapínání a vypínání topných těles NE vyrobené termostatem TP, jehož kontakty v závislosti na teplotě v peci uzavírají nebo otevírají obvod cívky stykače L přímo nebo přes mezilehlé relé RP. Teplotu ohřevu lze řídit změnou výkonu pece - přepínáním topných těles z trojúhelníku na hvězdu (obr. 3, a), přičemž výkon pece se snižuje trojnásobně a u jednofázových pecí přepínáním z paralelního připojení ohřívačů k sériovému (obr. 3, b) .

Obrázek 3 - Elektrický obvod pro spínání ohřívačů pece: a - z trojúhelníku do hvězdy; b - od paralelního k sériovému

V elektrických odporových pecích se jako topné články používají materiály s vysokým měrným odporem. Tyto materiály by neměly oxidovat a oxidy vytvořené na povrchu by neměly praskat a odrážet se při kolísání teploty.

K ohřevu surovin jsou pro svou univerzálnost nejpoužívanější komorové pece, které jsou vyrobeny ve formě obdélníkové komory se žáruvzdornou vyzdívkou a tepelnou izolací, zakryté topeništěm a uzavřené v kovovém plášti. Pece řady H jsou vyráběny s páskovými nebo drátěnými topidly uloženými na keramických policích. Pece typu OKB-194 (obr. 4 a obr. 5) jsou vyrobeny dvoukomorové, horní komora je vybavena karborundovými ohřívači a spodní nichromovými.

Obrázek 4 - Komorová elektrická pec typ OKB-194: 1 - mechanismus pro zvedání dvířek horní komory; 2 - válečky dveří spodní komory; 3 - tepelná izolace; 4 - horní komora; 5 - spodní komora; 6 - deska topeniště

Směrnice

Technické (pasportové) údaje elektrické pece, řídicího a monitorovacího zařízení a elektrických měřicích přístrojů se zaznamenávají podle tabulkových údajů zařízení. V budoucnu by se tato informace měla promítnout do zprávy o práci. Technická data zařízení jsou jejich jmenovité parametry, proto je během provozu nutné dodržovat proud, napětí, výkon a další hodnoty uvedené v pasech.

Při seznamování s elektrickou odporovou pecí byste měli věnovat pozornost její konstrukci a uspořádání topných těles a jejich umístění v peci. Doporučuje se změřit odpor topných těles zkoušečkou. Udělejte si náčrt spouštěcího zařízení, věnujte pozornost jeho jednotce. Zjistěte, jaké teplotní režimy je třeba dodržovat při tepelném zpracování výchozího materiálu (dílů) během experimentu. Určete, které přístroje budou měřit teplotu ohřevu, kde budou instalovány termočlánky. Schéma elektrického zapojení elektrické pece a měřicích přístrojů pro experiment je znázorněno na Obr. 5.

Žáci musí vybrat elektrické měřicí přístroje, ovládací zařízení, provést potřebné zapojení a před uvedením obvodu do provozu předat vedoucímu třídy k ověření.

Obrázek 5 - Schematické elektrické schéma pece typu OKB-194: a - elektrické schéma; b - schéma činnosti univerzálního spínače UP

Po kontrole elektrického schématu zapojení a získání povolení a pokynů vedoucího lekce k tepelnému zpracování výchozího materiálu vloží žáci výchozí materiál (díly) do nakládacího zařízení a zapnou pec. Při pokusu je nutné pečlivě sledovat odečty elektrických a teploměrných přístrojů (ampérmetr, voltmetr, wattmetr, sekundární termočlánkový přístroj) a v pravidelných intervalech zaznamenávat jejich odečty. Údaje pozorování a následných výpočtů zapište do tabulky 1. Při dosažení mezní teploty (dle zadání) a přítomnosti regulátoru dojde k regulaci teploty. Je nutné sledovat, jak regulátor pracuje a poznamenat si dobu výpadku proudu. Na konci experimentu určete spotřebu energie a účiník instalace.

Spotřeba A elektrická energie je určeno odečtem měřiče a v případě, že v obvodu chybí, můžete použít hodnoty výkonu R(jak ukazuje wattmetr) a trvání t funguje:

A = Pt.(1)

Účiník instalace:

cosφ = Р/( UI).(2)

Tabulka 1 - Experimentální data

Protokol o práci se vyhotovuje ve formě uvedené v příloze č. 1. Protokol musí obsahovat pasportní údaje strojního aparátu a měřicích přístrojů, stručně popsat provedení elektrické odporové pece, způsob tepelného zpracování výchozího materiálu, způsob tepelného zpracování výchozího materiálu, způsob tepelného zpracování výchozího materiálu a údaje o strojním zařízení. poskytněte náčrt nakládacího zařízení, umístění elektrických topných prvků, schéma elektrického zapojení zařízení a zařízení použitých v experimentu. Zaznamenejte výsledky pozorování a výpočtů. Popište způsoby regulace teploty při tepelném zpracování. Odpověz na bezpečnostní otázky.

Výkon moderních elektrických odporových pecí se pohybuje od stovek wattů do několika megawattů.

Pece o výkonu nad 20 kW jsou třífázové s rovnoměrným rozložením zátěže na fáze a jsou napojeny na sítě 220, 380, 660 V přímo nebo přes pecní transformátory (nebo autotransformátory).

Elektrické zařízení používané v elektrických odporových pecích zahrnuje 3 skupiny: silové elektrické zařízení, řídicí zařízení a přístrojové vybavení (KIP).

Energetická výbava zahrnuje

Výkonové snižovací transformátory a seřizovací autotransformátory,

silové elektrické pohony pomocných mechanismů,

Spínací a ochranná zařízení.

Ovládací zařízení zahrnuje kompletní ovládací stanice se spínacími zařízeními. V obvyklém provedení se používají spínače, tlačítka, relé, koncové spínače, elektromagnetické spouštěče, relé.

Instrumentace zahrnuje zařízení (přístroje) pro řízení, měření a signalizaci. Obvykle se umisťuje na štít. Každá odporová pec musí být vybavena pyrometrickými materiály. U malých nekritických pecí to může být termočlánek s indikačním zařízením, u většiny průmyslových pecí je automatická regulace teploty povinná. Provádí se pomocí přístrojů, které zaznamenávají teplotu pece.

Většina elektrických odporových pecí nepotřebuje výkonové transformátory.

Regulační transformátory a autotransformátory se používají, když je pec vyrobena s topnými články, které mění svůj odpor v závislosti na teplotě (wolfram, grafit, molybden), k napájení solných lázní a přímotopných zařízení.

Všechno průmyslové pece odpory pracují v režimu automatické regulace teploty. Regulace provozní teploty v elektrické odporové peci se provádí změnou příkonu.

Regulace výkonu dodávaného do pece může být diskrétní a spojité.

Na oddělený regulace je možná následujícími způsoby:

Periodické připojování a odpojování elektrické odporové topné pece k síti (dvoupolohová regulace);

Přepínání topných těles pece z "hvězdy" na "trojúhelník", nebo ze sériového zapojení na paralelní (třípolohová regulace).

Nejpoužívanější on-off regulace, protože metoda je jednoduchá a umožňuje automatizovat proces.

Podle tohoto způsobu je pec buď připojena k síti při svém jmenovitém výkonu, nebo zcela odpojena od sítě. Požadovaná hodnota průměrného výkonu přiváděného do pece je zajištěna změnou poměru doby zapnutí a vypnutí.


Průměrná teplota v peci odpovídá průměrnému výkonu přiváděnému do pece. Náhlé změny okamžitého výkonu vedou ke kolísání teploty kolem průměrné úrovně. Konstrukčně může být ovládání zapnuto-vypnuto buď pomocí běžného stykače nebo tyristorového spínače. Tyristorový spínač obsahuje tyristory zapojené v antiparalelním provozu s a=0.

Na kontinuální regulace je plynulá regulace napětí na topných tělesech. Takovou regulaci lze provést pomocí jakéhokoli typu výkonových zesilovačů. V praxi jsou nejrozšířenější tyristorové regulátory napětí. Tyristorové zdroje obsahují antiparalelně zapojené tyristory vybavené SIFU.

Tyristorové zdroje mají vysokou účinnost (až 98 %).




Napájecí bloky

Pro řízení pecí nabízíme řadu pohonných jednotek integrovaných s mikroprocesorovým PID regulátorem teploty

THERMOLUX-011. Napájecí bloky jsou dodávány v kompletně připravené k provozu, vyžadují pouze připojení k elektrické síti a k ​​topeništi (ohřívači). Výkonové bloky jsou postaveny na bázi optotyristorových modulů typu MTOTO nebo tyristorových modulů typu MTT třídy minimálně 10. Řízení je realizováno bez jakýchkoliv přídavných zařízení jako jsou bloky FIM, FIM, BUS, VUT - regulátor ihned přenáší signál do akčního členu (tyristor, triak, optotyristor, optosimistor).

Bloky jsou malé velikosti a hmotnosti, mohou být instalovány kdekoli v blízkosti pece. Bloky jsou lakovány práškovou barvou, v bloku je instalován chladicí ventilátor.

Typy napájecích bloků

typ bloku Fáze 1P/3P Typ připojení zátěže Maximální proud na fázi
1F-25A 1F Y/A 25A
1F-40A 1F Y/A40A
1F-63A 1F Y/A63A
1F-80A 1F Y/A80A
1F - 125A 1F Y/A125A
1F - 160A 1F Y/A160A
1F - 250A 1F Y/A250A
1F - 400A 1F Y/A400A
1F - 630A 1F Y/A630A
3F-25A 3F Y/A25A
3F-40A 3F Y/A40A
3F-63A 3F Y/A63A
3F-80A 3F Y/A80A
3F - 125A 3F Y/A125A
3F - 160A 3F Y/A160A
3F - 250A 3F Y/A250A
3F - 400A 3F Y/A400A
3F - 630A 3F Y/A630A

V silových obvodech je povoleno pouze zapojení "otevřený trojúhelník". Také výkonové bloky lze vyrábět pro dvoufázové zatížení v případech jako standardní velikost, a s rozměry na přání zákazníka.

Mikroprocesorové PID regulátory teploty "Termolux"

Všechna naše elektrotepelná zařízení jsou vybavena regulátorem Thermolux-011 nebo Thermolux-021, není-li se zákazníkem zařízení dohodnuto jinak.

Stručná charakteristika a hlavní výhody ovladače "Thermolux" - 011:

Hlavní výhody regulátoru Thermolux jsou dány tím, že tento regulátor byl vyvinut jako specializované zařízení speciálně pro ovládání odporových pecí. Zařízení je určeno pro práci s jakýmkoliv typem ohřívačů - jak se statickou závislostí odporu na teplotě (drátěné a karbidové ohřívače), tak klesajícím (zářiče chromit lanthanu) a zvyšujícím se (disilicid molybdenu, molybden, wolfram). Zařízení implementuje fázově pulzní metodu řízení výkonu (PPM) dodávanou do ohřívačů pece, což umožňuje zvýšit zdroj ohřívačů o 30% ve srovnání s metodou pulsně šířkové modulace (PWM) řízení výkonu, která je implementována ve všech ostatních PID regulátorech na trhu.





Metoda řízení FIM umožňuje dosáhnout plynulého napájení, eliminující prudké kolísání teploty na samotném ohřívači a také umožňuje přesněji řídit teplotu ve srovnání s metodou pulzně šířkové modulace (PWM).

Zařízení Thermolux dodává energii do ohřívače 100krát za sekundu, díky čemuž se ohřívač plynule zahřívá a nestihne vychladnout před zapnutím dalšího proudu. Ohřívače zároveň nepodléhají dalšímu namáhání a pracují ve velmi měkkém režimu, což přispívá ke zvýšení životnosti.

Téměř všechny ostatní programovatelné regulátory pracují pomocí metody pulzně šířkové modulace (PWM), ve které je napájení dodáváno podle schématu „plně otevřeno / plně zavřeno“; přitom je do ohřívače okamžitě dodáváno 100 % výkonu. V tomto režimu provozu ohřívače zažívají vzácné silné otřesy, respektive životnost ohřívače se snižuje.

Ovládání je realizováno bez jakýchkoliv přídavných zařízení jako jsou bloky FIM, FMU, BUS, VUT - regulátor okamžitě přenáší signál do akčního členu (tyristor, sedmistor, optotyristor, optosemistor), bez ohledu na typ zátěže - jedno nebo třífázové , schéma připojení zátěže "hvězda" nebo "trojúhelník". Volbu typu zátěže provádí operátor programově, z obrazovky ovladače, bez jakýchkoli fyzických úkonů a bez instalace dalších zařízení.

Zařízení mají výstup sběrnice RS-232 pro připojení zařízení k počítači, což umožňuje získat na displeji graf průběhu ohřevu a chlazení v reálném čase.

Zařízení umožňuje řídit proces tepelného zpracování prostřednictvím PC, ukládat data, a to jak v tabulkové, tak grafické podobě. Tabulková data lze v tomto případě převést do formátu EXCEL s možností následné úpravy.

Graf procesu v reálném čase

Všechna zařízení mají možnost nastavit obsluhou 16 různých programů pro ohřev-udržování-chlazení pece, z nichž každý (programy) se skládá z 10 libovolných bodů v souřadnicích čas-teplota. Zařízení má adaptivní řídicí algoritmus - samotné zařízení automatický režim neustále zkoumá systém pece + zatížení a určuje potřebné koeficienty systému bez účasti obsluhy. Díky přítomnosti adaptivního algoritmu může být zařízení použito na jakékoli peci bez rekonfigurace.

Regulátor tepelných procesů "Termolux" má následující vlastnosti:

  • diskrétnost nastavení teploty - 1? С;
  • diskrétní nastavení času - 1 minuta;
  • možnost nastavit neomezený čas pro udržení konečné teploty;
  • rozlišení měření teploty - 0,1 g C;
  • kontrola přerušení termočlánku;
  • přítomnost režimu ručního řízení výkonu;
  • možnost omezení výstupního výkonu;
  • schopnost omezit maximální teplotu objektu;
  • možnost pracovat s libovolnými termočlánky včetně VR IR v celém rozsahu provozních teplot termočlánku. Programovatelný přechod z jednoho typu termočlánku na druhý z obrazovky přístroje;
  • schopnost pracovat s pyrometrem místo termočlánku;
  • umístění snímače teplotní kompenzace na bloku termočlánkové šňůry zařízení, což umožňuje vyhnout se nutnosti používat vodiče teplotní kompenzace;
  • schopnost zaznamenávat cyklogramy na PC;
  • možnost nastavení programu a změny parametrů z PC

Ovladač "Thermolux"-021

Při řízení pecí topnými tělesy, které mají rostoucí závislost odporu na teplotě (disilicidní molybdenové topné tělesa, molybden, wolfram), to znamená s velmi nízkým odporem při pokojové teplotě, spotřebovávají topidla při nízkých teplotách velmi velký proud, výrazně překračující kritickou hodnotu. hodnota proudu ohřívače. Pokud proud není tak či onak omezen, nevyhnutelně to povede k poruše ohřívačů. Obecně je proud omezen instalací přídavných výkonných drahých zařízení omezujících proud do řídicí jednotky pece. přístroj "Thermolux"-021 umožňuje vybudovat systém řízení vytápění pro takové pece bez instalace zařízení omezujících proud.

Kromě všech funkcí ovladače "Thermolux"-011 v ovladači "Thermolux"-021 je implementována možnost kontinuálního měření proudu dodávaného do zátěže (organizována proudová zpětná vazba). To vám umožní programově omezit maximální proud procházející ohřívači. Regulátor „zohledňuje“ toto omezení při napájení ohřívačů a nedovolí, aby proud překročil hodnotu nastavenou operátorem, čímž zajišťuje fungování ohřívačů v bezpečném režimu. Často však zařízení "Thermolux"-021 vám umožňuje odmítnout použití transformátorů s ručně spínaným vinutím a někdy dokonce úplně opustit použití transformátorů, což vede k výraznému snížení nákladů na zařízení.

Zařízení « Thermolux" - 011 a "Thermolux"-021 certifikováno Federální agenturou pro technickou kontrolu a metrologii jako „MĚŘIC-REGULÁTOR“ teploty, osvědčení RU.C.32.010.A ​​​​N 22994, registrované ve Státním registru měřicích přístrojů pod N 30932-06.

Řídicí systém pece


Veškeré řízení technologického procesu provádí operátor z dotykové obrazovky průmyslového počítače.Veškeré řízení pece je prováděno automatickým řídicím systémem postaveným na bázi průmyslového počítače. Průmyslový počítač je vybaven 17palcovou dotykovou obrazovkou (Touch-Pad Type), která zobrazuje všechny informace o procesu. V hlavním režimu se na obrazovce zobrazuje mnemotechnický diagram ovládání pece.

Topení je řízeno mikroprocesorovým PID regulátorem "Thermolux-021"

Ovladače « TERMODAT"

Mezi hlavní výhody tohoto zařízení patří:

  • přítomnost velké obrazovky;
  • vizuální reprezentace informací a technického procesu;
  • přítomnost vestavěné paměti pro archivaci dat o technických procesech;
  • vícekanálový - možnost ovládat několik nezávislých zón pece pomocí jednoho zařízení.

Mezi nevýhody zařízení patří:

  • způsob řízení výkonu - relé nebo PWM (pulzní šířková modulace);
  • potřeba instalovat další zařízení do napájecí jednotky:
  • pro ovládání pece metodou FIM je nutné instalovat drahé tyristorové regulátory typu Zvel;
  • pro řízení metodou PWM je nutné osadit mezilehlou tyristorovou řídicí jednotku typu BUT-3.
  • potřeba instalovat další zařízení omezující proud do pohonné jednotky při práci s pecemi s ohřívači vyrobenými z disilicid-molybdenu, molybdenu, wolframu.


«
Thermodat-16E5 »
- jednokanálový softwarový PID regulátor teploty a elektronický záznamník s 3,5" grafickým displejem. Zařízení má univerzální vstup určený pro připojení termočlánků nebo tepelných odporů, ale i čidel s proudovým výstupem. Rozlišení 1°С nebo 0,1° С nastavuje uživatel Může ovládat topení i chladič.Intuitivní ovládání zajišťují 4 tlačítka ve spodní části obrazovky.

Vlastnosti:

  • PID regulátor
  • Elektronický záznamník
  • Grafický displej
  • Regulace programu
  • Zákon regulace PID, automatické nastavení zisku
  • Univerzální vstup
  • Logický (diskrétní) vstup
  • Výstupy: relé, triak, tranzistor, analog
  • Rozhraní pro komunikaci s počítačem RS485
  • Poplach
  • Robustní kovové pouzdro, velikost 1/4 DIN (96x96x82mm)

Vytvořeno pro:

  • Náhrada za zastaralé záznamníky
  • Regulace teploty podle daného programu
  • Měření a registrace teploty
  • nouzový alarm

Kromě výše popsaných ovládacích zařízení Vám na základě pokynů zákazníka nainstalujeme jakékoliv Vámi požadované zařízení.


pyrometry


Jedná se o ideální zařízení pro bezdotykové měření teploty v průmyslu, dopravě a komunálních službách. Pyrometry "Kelvin" poskytují vysoce přesnou on-line regulaci teploty a také schopnost ovládat pece na tento signál v rozsahu od -40 do 2200 ° C v místech, kde je instalace termočlánku z jakéhokoli důvodu obtížná, jako stejně jako v teplotním rozsahu, který přesahuje měření termočlánků, těžko přístupných míst.

Specifikace:

  • Rozsah měření teploty: -40…+2200°С
  • Rozsah provozních teplot: -40°…+70°С
  • Chyba měření: 1%+1°С
  • Doba měření: 0,15 sec
  • Rozlišení: 1°C
  • Poměr pohledu: 1:200
  • Rozsah nastavení emisivity: 0,01 ... 1,00
  • Spektrální rozsah: 1,0 - 1,6 um
  • Výstupní digitální rozhraní: RS232 9600 baud
  • Standardní délka komunikační linky senzor-konzola: 3 m ( maximální délka: 20 m)
  • Rozměry dálkového ovladače: 120x120x60mm
  • Stupeň ochrany proti prachu a vlhkosti: IP65

Ampérmetry « OMIX »


Řada jednofázových/třífázových ampérmetrů Omix je vyrobena v kvalitních plastových pouzdrech, s jedním nebo třemi LED indikátory pro zobrazení naměřených hodnot proudu.

Vlastnosti zařízení:

Přímé připojení - 0 ... 10 A

Přes standardní CT - 0…1 MA

  • Přesnost měření

0,5 % + 1 u.m.r.

  • Rychlost měření

3 měření/s.

  • Napájecí napětí

U mazlíčka. = 220 V

podmínky použití-15…+50 o С

Voltmetry « OMIX »


Řada jednofázových/třífázových voltmetrů Omix je vyrobena v kvalitních plastových pouzdrech, s jedním nebo třemi LED indikátory pro zobrazení naměřených hodnot napětí.

Vlastnosti zařízení:

  • Rozsah měření napětí

Přímé připojení - 0…500 V

Přes standardní VT – 0…380 kV

  • Přesnost měření

0,5 % + 1 u.m.r.

  • Rychlost měření

3 měření/s

  • Napájecí napětí

U mazlíčka. = 220 V

  • podmínky použití

15…+50 о С


Tyristorové regulátory napětí "ZVEL"

Určeno pro instalaci uvnitř elektrických skříní. Řada regulátorů je určena pro třífázovou zátěž s proudem do 1000 A. Má jednofázové / třífázové provedení.

Funkčnost regulátorů ZVEL se vyznačuje přítomností servisních funkcí:


  • displej z tekutých krystalů s indikací zátěžových proudů, nastavovacího signálu a chybových kódů;
  • funkce omezení proudu;
  • klávesnice pro programování nastavení;
  • elektronická ochrana proti zkratu, přetížení a přehřátí;
  • autodiagnostika rozpadu tyristorů;
  • kontrola připojení zátěže;
  • ochrana proti poškození v zátěži (proudová nesymetrie);
  • ztráta fáze nebo „přilepení“ fází;
  • metody řízení výkonu - fáze pulsu nebo přeskakování period (programovatelné);

Zesilovač "U13M"

Navrženo pro řízení výkonu elektrické zátěže v jednofázových střídavých obvodech (pro třífázovou zátěž jsou zapotřebí tři zařízení) díky fázově pulzní modulaci (PPM) z analogových vstupních signálů. Zařízení má zpětnou vazbu na síťové napětí, což umožňuje velmi přesné nastavení výkonu na zátěži.

Charakteristický:

  • Převod vstupního stejnosměrného signálu (stejnosměrné napětí) na výstupní výkon (fázově pulzní řízení);
  • Vytvoření režimu zákazu zapínání tyristorů;
  • Zajištění lineární závislosti hodnoty výstupního výkonu přiděleného zátěži na hodnotě vstupního signálu. Pro řízení vysokého výkonu je možné připojit externí blok výkonných tyristorů;
  • Galvanické oddělení vstupních a výstupních signálů

Termočlánky


Termoelektrické měniče (termočlánky) - zařízení pro měření teploty v komoře pece. Představuje 2 pájené dohromady z jednoho konce drátu z různých chemické složení. V tomto případě by nepájené konce měly být mimo komoru (v chladné zóně
e), ale křižovatka v komoře (v horké zóně).

Firma vyrábí termokeramikutermočlánky různých délek následujících typů:

  • THA - chromel alumel
  • TVR - wolfram-rhenium
  • CCI - platina-platina
  • TPR - platinarodium-platinarodium
Značka Typ Materiál 1 Materiál 2 Teplota aplikace, o C Poznámka
THA 0292 NA

Slitina Chromel

(Ni-90,5, Cr-9,5 %)

Slitina Alumel (Ni-94,5, Al-5,5, Si, Mn, Co) 0-1300
CCI 0392 S

Slitina Platina-Rhodium

(Pt-87 %, Rh-13 %)

platina (Pt) 0-1400
TPR 0392 V

Slitina Platina-Rhodium

(Pt-70 %, Rh-30 %)

Slitina platina-rhodium (Pt-94%, Rh-6%) 600-1800
TVR 0392 A1

Slitina Tungsten-Rhenium

(W-95%, Re-5%)

Slitina wolfram-rhenium (W-80%, Re-20%) 0-2200 v neoxidačním prostředí


Kompenzační vodiče (termočlánkové vodiče, termočlánkové vodiče) se používají k připojení termoelektrických měničů (termočlánků) k měřící nástroje a převodníky, aby se snížila chyba měření. Protože termočlánkové dráty se používají k prodloužení přívodů termoelektrických měničů (termočlánků), nazývají se termoelektrodové prodlužovací dráty.

  1. Vodivé lankové vodiče ze slitiny "XA" - chromel-alumel
  2. PVC izolace I40-13A
  3. PVC plášť I40-13A
  4. Obrazovka

Elektrické odporové pece (komorové, šachtové, zvonové atd.) jsou široce používány pro tepelné zpracování výrobků v různých průmyslových odvětvích: v hutnictví, energetice, kovoobrábění, keramické a sklářské výrobě. Použití automatizovaných řídicích systémů při tepelném zpracování zlepšuje kvalitu produktu a usnadňuje práci personálu údržby.

Moderní zařízení a nové metody automatického řízení umožňují snížit náklady na opravy a údržbu zařízení, získat ekonomický efekt z racionálního využívání energetických zdrojů díky optimálnímu řízení technologického procesu.

V tomto článku autor navrhuje dvě konstrukční řešení modernizace řídicího systému elektrických pecí s přihlédnutím k technologickým potřebám jako je přesná regulace teploty, možnost rychlé změny režimů při zpracování různé druhy produkty.

Při přípravě projektů modernizace systému automatizovaného řízení byl proveden podrobný rozbor procesu tepelného zpracování za účelem objasnění hlavních nedostatků a problémů v provozu pecí. Například při žíhání dílů a kovových konstrukcí jsou nepřijatelné i nepatrné teplotní odchylky od hodnot uvedených v technologické mapě. Porušení teplotní režim může vést k nesouladu mezi mechanickými vlastnostmi výrobků deklarovaných výrobcem, což může následně vést k nehodám ve výrobě.

Systémy regulace teploty v elektrických pecích na bázi zařízení trouby

V řídicím systému elektrické pece je jako řídicí zařízení použit dvoukanálový softwarový PID regulátor OVEN TPM151, jehož dva kanály regulují teplotu na topných tělesech. Akčním zařízením je řídicí jednotka triaků a tyristorů (BOOST), která zajišťuje přesnost automatického řízení výkonu na topných tělesech pece metodou fázového řízení.

Pro rozšíření vstupů a získání další možnosti měření teploty v samotném produktu nebo v mufli pece slouží vstupní modul OVEN MBA8. Výměna dat mezi regulátory a analogovým vstupním modulem probíhá pomocí počítače, pro koordinaci rozhraní RS-485 / RS-232 je použit převodník rozhraní OWEN AC3-M (obr. 1).

Rýže. 1. Obecné blokové schéma teplotního automatického řídicího systému (ACS) pro čtyři elektrické pece

Vyvinutý systém umožňuje provádět režim žíhání libovolného stupně složitosti. Změna nastavení v systému regulace teploty se provádí automaticky podle programu vyvinutého technologem. Programy technologa se vytvářejí na počítači nejvyšší úrovně a zadávají se do každého zařízení TPM151.

Schéma systému regulace teploty v šachtové peci je na Obr. 2.

Rýže. 2. Funkční schéma regulace v šachtové elektrické peci

Systém umožňuje nastavit rychlost změny teploty (zvýšení nebo snížení na nastavenou hodnotu) v každé zóně ohřevu podle individuálního plánu, což zajišťuje rovnoměrný ohřev produktu ve všech bodech. Z jednoho programu do druhého je možné přecházet při dosažení určité hodnoty některého z teplotních nebo časových parametrů. Data z každé pece také shromažďujete pomocí SCADA systému OWEN PROCESS MANAGER.

Navržený systém regulace teploty může být implementován v jakékoli elektrické peci s jednou nebo dvěma topnými zónami. Systém vyžaduje:

    softwarový dvoukanálový regulátor (ARIES TPM151);

    triaková a tyristorová řídicí jednotka (ARIES BOOST);

    převodník rozhraní (ARIES AS3-M);

    analogový vstupní modul (OSEH МВА8);

    počítač;

    teplotní čidla, výkonové triaky.

Navržený řídicí systém zvyšuje spolehlivost elektrických pecí nahrazením analogových regulátorů a reléových aktuátorů mikroprocesorovými ovládacími prvky a bezkontaktními výkonovými spínači (triaky). Počet externích přípojek a svorkovnic je několikanásobně snížen.

Například jeden PID regulátor TPM151, vstupní modul OVEN MBA8 a počítač nahrazují tři staré, ale velmi drahé dvoupolohové regulátory zapisovače, přičemž přesnost a možnosti regulace jsou výrazně zvýšeny díky použití PID regulátorů s automatickým nastavením koeficientu.

Upozorňujeme, že náklady na modernizaci se výrazně sníží, pokud bude modernizace provedena na několika jednotkách najednou. Například pro čtyři trouby budete kromě regulátorů teploty potřebovat pouze jeden modul MBA8 a počítač.

Podobný systém regulace teploty na bázi regulátorů OVEN TPM151 a BOOST bloků byl zaveden v závodě OAO KZ OTsM, Kirov, na lince protahovacího žíhání HEURTEY.

Trouba má dvě nezávisle pracující zóny ohřevu (předehřev a přesný ohřev). Pec má dva okruhy regulace teploty na regulátorech OVEN TPM151.

Linka je určena pro kontinuální žíhání a moření měděných a mosazných pásů o tloušťce 0,15 - 0,8 mm a šířce 200 - 630 mm. V procesu zpracování se role odvíjejí a tahají v peci podél nosných válců. Po žíhání kov mění svou strukturu a mechanické vlastnosti.

Pro dosažení přesné regulace teploty jsou použity dvě řídicí jednotky OWEN BOOST, jedna pro každý kanál zařízení TPM151, které regulují výkon topných těles metodou fázového řízení.

Pro složitější systémy s ovládáním tří a více topných zón, ale i provozem ventilátorů a dalších pohonů bude nejpřijatelnější systém s řídicím zařízením v podobě programovatelného logického regulátoru, např. OWEN PLC. .

Příkladem tohoto typu instalace je nejběžnější typ pece v průmyslu - komorová elektrická odporová pec, nebo zvonová elektrická pec. U těchto pecí mohou být v závislosti na provedení tři topné zóny. Pro optimální regulaci teploty musí mít tři nezávislé regulační smyčky.

Systém reguluje teplotu v každé topné zóně: ​​v první, ve druhé a ve třetí zóně pomocí prvního, druhého a třetího regulačního kanálu. Všechny okruhy podléhají kontrole teploty hlavního okruhu v mufle.

Podřízené regulační obvody jsou identické a sestávají z regulátoru teploty, softwaru implementovaného v regulátoru (OWEN PLC154), akčního členu (OWEN BOOST a triaky) a regulačního objektu (topné články). Regulátor hlavní regulační smyčky (obr. 3), stejně jako regulátory podřízených smyček, je softwarově implementován v regulátoru PLC154.

Rýže. 3. Funkční schéma automatického řídicího systému elektrické pece

Data z každého kanálu jdou nejprve do regulátoru a poté do počítače, kde jsou zpracována a uložena pomocí SCADA systému přizpůsobeného pro práci s tímto procesem a vybraným regulátorem.

Ve vyvinutém systému kromě automatická regulace Teplotu lze regulovat pomocí ručních odporů. Ruční ovládání používá se při nastavování nebo nouzové situaci. Hlavními kontrolními a monitorovacími prvky ošetření SU komorou jsou:

    programovatelný logický automat (ARIES PLC154);

    řídicí jednotky pro triaky a tyristory (ARIES BOOST);

    termočlánky ТХА (К) a výkonové triaky;

    počítač.

Charakteristickým rysem projektu využívajícího PLC je možnost vizualizace procesu řízení teploty ve vybrané elektrické peci na počítači.

Dnes existuje řada aplikací, které umožňují vybrat potřebný software pro APCS. Takové schopnosti má produkt TraceMode, který kombinuje softwarové standardy s většinou nástrojů. průmyslová automatizace od světových výrobců, včetně těch, které vyrábí ARIES. Proto je tento produkt jako žádný jiný vhodný jako hlavní systémový software při vytváření automatického řídicího systému pro elektrickou pec.

Je to dáno také tím, že program Trace Mode má širokou funkcionalitu a pohodlné vývojové prostředí a také to, že jsou k němu zdarma dodávány ovladače pro vybraný řadič OWEN PLC.

Síťové formy ovládání a regulace výrazně zjednodušují obsluhu pecí a usnadňují práci obsluze. Jejich vzhled a struktura může být vyrobena individuálně pro každý daný technologický postup a instalace.

Popsané projekty plně zohledňují požadavky a požadavky na tepelné zpracování výrobků v elektrotermických instalacích. Projekty vyžadují minimální ekonomické náklady na instalaci přístrojového vybavení a jeho údržbu. Implementací těchto řešení dojde ke zlepšení kvality výrobků, snížení počtu závad, snížení spotřeby surovin, snížení poruchovosti a prostojů zařízení a tím ke zvýšení objemu výroby a také ke zvýšení produktivity zlepšením pracovních podmínek personálu údržby.

Sergey Mokrushin, vedoucí oddělení automatizace, Alfa-Prom, Kirov

Článek "Automatizace řízení elektrických pecí" v časopise "Automatizace a výroba":

Líbil se vám článek? Sdílet s přáteli!
Byl tento článek užitečný?
Ano
Ne
Děkujeme za vaši odezvu!
Něco se pokazilo a váš hlas nebyl započítán.
Děkuji. Vaše zpráva byla odeslána
Našli jste v textu chybu?
Vyberte jej, klikněte Ctrl+Enter a my to napravíme!