Despre baie - Tavan. Băi. Ţiglă. Echipamente. Reparație. Instalatii sanitare

Controlul puterii cuptoarelor cu rezistență. Yarov V. M. Surse de energie ale cuptoarelor cu rezistență electrică Tutorial Controlul unui cuptor cu rezistență

Controlul puterii cuptoarelor cu rezistență

Există 2 abordări fundamental diferite ale controlului puterii:

1) Management continuu, la care orice putere necesară poate fi introdusă în cuptor.

2) Controlul în trepte, în care doar o gamă discretă de puteri poate fi introdusă în cuptor.

Primul necesită o reglare lină a tensiunii pe încălzitoare. O astfel de reglare poate fi efectuată folosind orice fel de amplificatoare de putere (generator, redresor cu tiristoare, EMU). În practică, sursele de alimentare cu tiristoare construite conform schemei TRN sunt cele mai comune. Astfel de regulatoare se bazează pe proprietățile unui tiristor conectat într-un circuit de curent alternativ în serie cu rezistența activă a încălzitorului. Sursele de alimentare cu tiristoare conțin tiristoare conectate anti-paralel echipate cu SIFU.

Unghiul de control a și, prin urmare, tensiunea efectivă pe sarcină, depinde de tensiunea externă aplicată sursei. Este important de menționat că, pentru a reduce efectul unei întreruperi de curent asupra regimului termic al cuptorului, sursele de alimentare cu tiristoare oferă de obicei feedback negativ asupra tensiunii de ieșire. Sursele de alimentare cu tiristoare au o eficiență ridicată (până la 98%). Factorul de putere depinde de adâncimea de reglare a tensiunii de ieșire liniar, la un unghi a mai mic de 0 - la M = 1, la a = 180° la M = 0. Factorul de putere este determinat nu numai de defazarea lui tensiunea și prima armonică a curentului, dar și de mărimea armonicilor superioare de curent. Din acest motiv, utilizarea condensatoarelor compensatoare nu permite nicio creștere semnificativă a M.

În a doua metodă, tensiunea de pe încălzitor este schimbată prin comutarea circuitelor de alimentare ale cuptorului. De obicei, există 2-3 trepte ale tensiunii și puterii posibile a încălzitorului. Cea mai comună metodă cu două poziții de control al pașilor. Conform acestei metode, cuptorul este fie conectat la rețea la puterea sa nominală, fie complet deconectat de la rețea. Valoarea necesară a puterii medii introduse în cuptor este furnizată prin modificarea raportului dintre timpul stărilor de pornire și oprire.

Temperatura medie în cuptor corespunde puterii medii introduse în cuptor. Schimbările bruște ale puterii instantanee duc la fluctuații de temperatură în jurul nivelului mediu. Mărimea acestor fluctuații este determinată de mărimea abaterilor P MGOV de la valoarea medie și de mărimea inerției termice a cuptorului. În majoritatea cuptoarelor industriale generale, inerția termică este atât de mare încât fluctuația temperaturii datorată controlului treptat nu depășește precizia necesară pentru menținerea temperaturii. Din punct de vedere structural, controlul on-off poate fi asigurat fie prin intermediul unui contactor convențional, fie printr-un comutator cu tiristor. Comutatorul tiristor conține anti-paralel

Există și întrerupătoare trifazate. Acestea folosesc două blocuri de tiristoare conectate anti-paralel. Circuitele de alimentare ale unor astfel de întrerupătoare sunt construite conform următoarei scheme:

Există modificări ale comutatoarelor cu tiristoare care nu folosesc deloc contacte.

Comutatoarele cu tiristoare sunt mai fiabile decât contactoarele, sunt intrinsec și rezistente la explozie, funcționează silențios și puțin mai scumpe.

Controlul pasului are o eficiență apropiată de 1, la M »1.

1 Scopul muncii

1.1 Familiarizați-vă cu dispozitivul cuptorului cu rezistență electrică, încălzitoarele electrice, modul de funcționare al cuptorului electric și circuitul de control electric.

2 Comanda de lucru

2.1 Notați datele tehnice (pașaport) ale cuptorului electric și ale instrumentelor electrice de măsură.

2.2 Familiarizați-vă cu dispozitivul unui cuptor cu rezistență electrică și cu scopul pieselor sale individuale.

2.3 Familiarizați-vă cu circuitul electric pentru controlul modurilor de funcționare ale unui cuptor cu rezistență electrică.

2.4 Colectați schema de conexiuni pentru a efectua experimentul.

2.5 Efectuați un experiment pentru a determina performanța energetică a unui cuptor cu rezistență electrică.

2.6 Întocmește un raport cu privire la munca depusă.

3 Descrierea configurației laboratorului

Instalarea de laborator pentru familiarizarea cu dispozitivul, principiul de funcționare și scopul pieselor individuale ale cuptorului cu rezistență electrică ar trebui să constea într-un cuptor cu rezistență electrică tip camera Modele OKB-194A sau modele H-15 cu încălzitoare de nicrom concepute pentru tratarea termică a metalelor în producția individuală și la scară mică. În plus, trebuie să existe un material sursă pentru tratamentul termic; pentru aceasta, se recomandă pregătirea pieselor care necesită o astfel de prelucrare. Ar trebui cunoscuți principalii parametri ai regimurilor de temperatură.

Termocuplurile sunt introduse în cuptorul electric pentru a controla temperatura. Instalația trebuie să aibă un dispozitiv de control automat al temperaturii și să aibă un set de instrumente de măsură și regulatoare de temperatură pentru încălzirea materialului sursă.

În camera în care se efectuează gemuri, ar trebui să fie atârnate postere care prezintă cuptoare electrice tipuri variate si structuri, scheme de circuite electrice pentru controlul instalatiilor de cuptor electric de incalzire electrica cu rezistenta.

4 Scurte informații teoretice

Cuptoarele cu rezistență electrică, unde energia electrică este transformată în căldură prin corpuri lichide sau solide, au acțiune directă și indirectă. ÎN cuptoare direct acțiune, corpul încălzit este conectat direct la rețea (Fig. 1) și încălzit de curentul care circulă prin acesta.

Poza 1 - schema circuitului instalații pentru încălzirea directă a unei țagle metalice: 1 - țagle încălzite; 2 - transformator

ÎN cuptoare indirecte acțiune, căldura este eliberată în elemente speciale de încălzire și transferată corpului încălzit prin radiație, conducție sau convecție a căldurii. Cuptoarele cu rezistență și dispozitivele de încălzire directă sunt utilizate pentru încălzirea produselor cilindrice (tije, țevi) și încălzire indirectă pentru tratarea termică a produselor și materialelor, precum și pentru încălzirea semifabricatelor pentru forjare și ștanțare.

Încălzirea materialului sursă în cuptoarele cu rezistență electrică, de regulă, se realizează la o anumită temperatură (setată). Perioada de încălzire este urmată de o perioadă de menținere necesară pentru egalizarea temperaturii. Măsurarea temperaturii de încălzire și controlul pe parcursul procesului tehnologic de încălzire pot fi efectuate vizual și automat utilizând regulatoare automate conform metodei de pornire și oprire (pornire și oprire periodică a cuptorului).

Figura 2 prezintă o schemă de circuit a controlului unui cuptor electric cu reglare on-off.

Figura 2 - Schema schematică a cuptorului cu control on-off

Schema prevede control manual și automat. Dacă comutatorul P pus în poziție 1 , atunci circuitul va fi setat pe control manual și poziția 2 comutatorul comută circuitul pe control automat. Pornirea și oprirea elementelor de încălzire NE produs de termostat TP, ale căror contacte, în funcție de temperatura din cuptor, închid sau deschid circuitul bobinei contactorului L direct sau prin releu intermediar RP. Temperatura de încălzire poate fi controlată prin schimbarea puterii cuptorului - comutarea încălzitoarelor de la un triunghi la o stea (Fig. 3, a), în timp ce puterea cuptorului este redusă cu un factor de trei, iar pentru cuptoarele monofazate, prin comutare. de la o conexiune paralelă a încălzitoarelor la una în serie (Fig. 3, b) .

Figura 3 - Circuit electric pentru comutarea încălzitoarelor cuptorului: a - de la un triunghi la o stea; b - de la paralel la serial

În cuptoarele cu rezistență electrică, materialele cu rezistivitate ridicată sunt folosite ca elemente de încălzire. Aceste materiale nu ar trebui să se oxideze, iar oxizii formați la suprafață nu ar trebui să spargă și să revină la fluctuațiile de temperatură.

Cuptoarele cu cameră sunt cele mai utilizate pentru încălzirea materiilor prime datorită versatilității lor; sunt realizate sub formă de cameră dreptunghiulară cu căptușeală refractară și izolație termică, acoperită cu o vatră și închisă într-o carcasă metalică. Cuptoarele din seria H sunt realizate cu încălzitoare cu bandă sau sârmă așezate pe rafturi ceramice. Cuptoarele de tip OKB-194 (Fig. 4 și Fig. 5) sunt realizate în două camere, camera superioară este echipată cu încălzitoare de carborundum, iar cea inferioară cu nicrom.

Figura 4 - Cuptor electric camera tip OKB-194: 1 - mecanism de ridicare a usii camerei superioare; 2 - role ale ușii camerei inferioare; 3 - izolatie termica; 4 - camera superioara; 5 - camera inferioară; 6 - placa de vatra

Instrucțiuni

Datele tehnice (pașaport) ale cuptorului electric, echipamentelor de control și monitorizare și instrumentelor electrice de măsură se înregistrează conform datelor tabelare ale echipamentului. În viitor, aceste informații ar trebui să fie reflectate în raportul de lucru. Datele tehnice ale echipamentului sunt parametrii lor nominali, prin urmare, în timpul funcționării, este necesar să se respecte curentul, tensiunea, puterea și alte valori specificate în pașapoarte.

Când vă familiarizați cu un cuptor cu rezistență electrică, ar trebui să acordați atenție designului său și aranjamentului elementelor de încălzire și amplasării acestora în cuptor. Se recomandă măsurarea rezistenței elementelor de încălzire cu un tester. Luați o schiță a dispozitivului de pornire, acordați atenție unității sale. Aflați ce regimuri de temperatură trebuie respectate în timpul tratamentului termic al materiei prime (pieselor) în timpul experimentului. Specificați ce instrumente vor măsura temperatura de încălzire, unde vor fi instalate termocuplurile. Schema de conectare electrică a cuptorului electric și a instrumentelor de măsură pentru experiment este prezentată în fig. 5.

Elevii trebuie să selecteze instrumentele electrice de măsură, echipamentele de control, să facă conexiunile necesare și, înainte de punerea în funcțiune a circuitului, să-l predea conducătorului clasei pentru verificare.

Figura 5 - Schema electrică schematică a cuptorului tip OKB-194: a - schema electrică; b - schema de funcționare a comutatorului universal UP

După verificarea schemei electrice și obținerea permisiunii și a instrucțiunilor de la șeful de lecție pentru tratarea termică a materialului sursă, elevii introduc materialul (piesele) sursă în dispozitivul de încărcare și pornesc cuptorul. În timpul experimentului, este necesar să se observe cu atenție citirile instrumentelor electrice și de măsurare a căldurii (ampermetru, voltmetru, wattmetru, dispozitiv de termocuplu secundar) și să se înregistreze citirile acestora la intervale regulate. Introduceți datele observațiilor și calculelor ulterioare în Tabelul 1. Când se atinge temperatura limită (în funcție de sarcină) și prezența regulatorului, temperatura va fi reglată. Este necesar să urmăriți modul în care funcționează regulatorul și să notați momentul întreruperii curentului. La sfârșitul experimentului, determinați consumul de energie și factorul de putere al instalației.

Consum A energie electrica este determinată de citirea contorului, iar în cazul în care este absentă în circuit, puteți utiliza valorile puterii R(după cum este indicat de wattmetru) și durată t lucrări:

A = Pt.(1)

Factorul de putere de instalare:

cosφ = Р/( UI).(2)

Tabelul 1 - Date experimentale

Raportul asupra lucrării este întocmit în forma specificată în Anexa 1. Raportul trebuie să conțină datele pașaportului aparatului și instrumentelor de măsură ale mașinii, să descrie pe scurt proiectarea cuptorului cu rezistență electrică, modul de tratare termică a materialului sursă, furnizați o schiță a dispozitivului de încărcare, amplasarea elementelor electrice de încălzire, schema de conectare electrică a dispozitivelor și aparatelor utilizate în experiment. Înregistrați rezultatele observațiilor și calculelor. Descrieți metode de control al temperaturii în timpul tratamentului termic. Răspunde la întrebări de securitate.

Puterea cuptoarelor moderne cu rezistență electrică variază de la sute de wați la câțiva megawați.

Cuptoarele cu o putere mai mare de 20 kW sunt trifazate cu o distribuție uniformă a sarcinii pe faze și sunt conectate la rețele de 220, 380, 660 V direct sau prin transformatoare de cuptor (sau autotransformatoare).

Echipamentul electric utilizat în cuptoarele cu rezistență electrică include 3 grupe: echipamente electrice de putere, echipamente de control și instrumente (KIP).

Echipamentul de alimentare include

Transformatoare reductoare de putere și autotransformatoare de reglare,

Acționări electrice de putere ale mecanismelor auxiliare,

Comutarea puterii și echipament de protecție.

Echipamentul de control include posturi complete de control cu ​​echipament de comutare. Întrerupătoarele, butoanele, releele, întrerupătoarele de limită, demaroare electromagnetice, relee sunt utilizate în designul obișnuit.

Instrumentația include dispozitive (dispozitive) pentru control, măsurare și semnalizare. De obicei plasat pe un scut. Fiecare cuptor cu rezistență trebuie să fie echipat cu materiale pirometrice. Pentru cuptoarele mici, necritice, acesta poate fi un termocuplu cu un dispozitiv indicator; în majoritatea cuptoarelor industriale, controlul automat al temperaturii este obligatoriu. Se realizează folosind instrumente care înregistrează temperatura cuptorului.

Majoritatea cuptoarelor cu rezistență electrică nu au nevoie de transformatoare de putere.

Transformatoarele de reglare și autotransformatoarele se folosesc atunci când cuptorul este realizat cu elemente de încălzire care își modifică rezistența în funcție de temperatură (wolfram, grafit, molibden), pentru a alimenta băile de sare și instalațiile de încălzire directă.

Toate cuptoare industriale rezistențele funcționează în modul de control automat al temperaturii. Reglarea temperaturii de funcționare în cuptorul cu rezistență electrică se realizează prin modificarea puterii de intrare.

Reglarea puterii furnizate cuptorului poate fi discretă și continuă.

La discret reglementarea este posibilă în următoarele moduri:

Conectarea și deconectarea periodică a cuptorului de încălzire cu rezistență electrică la rețea (reglare în două poziții);

Comutarea elementelor de încălzire ale cuptorului de la „stea” la „triunghi” sau de la conexiunea în serie la paralelă (reglare în trei poziții).

Cea mai utilizată reglementare on-off, deoarece metoda este simplă și vă permite să automatizați procesul.

Conform acestei metode, cuptorul este fie conectat la rețea la puterea sa nominală, fie complet deconectat de la rețea. Valoarea necesară a puterii medii introduse în cuptor este furnizată prin modificarea raportului dintre timpul stărilor de pornire și oprire.


Temperatura medie în cuptor corespunde puterii medii introduse în cuptor. Schimbările bruște ale puterii instantanee duc la fluctuații de temperatură în jurul nivelului mediu. Din punct de vedere structural, controlul on-off poate fi asigurat fie prin intermediul unui contactor convențional, fie printr-un comutator cu tiristor. Comutatorul tiristoarelor conține tiristoare conectate în funcționare anti-paralel cu a=0.

La continuu reglare, există o reglare lină a tensiunii pe încălzitoare. O astfel de reglare poate fi efectuată folosind orice fel de amplificatoare de putere. În practică, regulatoarele de tensiune tiristoare sunt cele mai comune. Sursele de alimentare cu tiristoare conțin tiristoare conectate anti-paralel echipate cu SIFU.

Sursele de alimentare cu tiristoare au o eficiență ridicată (până la 98%).




Blocuri de putere

Pentru a controla cuptoarele, oferim o gamă de unități de putere integrate cu un controler PID de temperatură bazat pe microprocesor

THERMOLUX-011. Blocurile de alimentare sunt furnizate într-o formă complet gata de lucru, necesită doar conexiune la rețea și la cuptor (încălzitoare). Blocurile de putere sunt construite pe baza de module optotiristoare de tip MTOTO sau module de tiristoare de tip MTT de clasa cel puțin 10. Controlul este implementat fără dispozitive suplimentare precum blocuri FIM, FIM, BUS, BUT - controlerul imediat transmite un semnal la actuator (tiristor, triac, optotiristor, optosimistor).

Blocurile sunt mici ca dimensiune și greutate, pot fi instalate oriunde în apropierea cuptorului. Blocurile sunt vopsite cu vopsea pulbere, un ventilator de răcire este instalat în bloc.

Tipuri de blocuri de putere

tip bloc Faza 1P/3P Tip conexiune de încărcare Curent maxim pe fază
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

În circuitele de putere, este permisă doar conexiunea „delta deschisă”. De asemenea, blocurile de putere pot fi fabricate pentru sarcină bifazată în cazuri ca marimea standard, si cu dimensiuni la cererea clientului.

Regulatoare de temperatură PID cu microprocesor „Termolux”

Toate echipamentele noastre electrotermale sunt echipate cu controlerul Thermolux-011 sau Thermolux-021, cu excepția cazului în care sa convenit altfel cu clientul echipamentului.

Scurte caracteristiciși principalele avantaje ale controlerului "Thermolux" - 011:

Principalele avantaje ale controlerului Thermolux sunt determinate de faptul că acest controler a fost dezvoltat ca un dispozitiv specializat special pentru controlul cuptoarelor cu rezistență. Aparatul este proiectat să funcționeze cu orice tip de încălzitoare - atât cu o dependență statică a rezistenței de temperatură (încălzitoare cu sârmă și carbură de siliciu), cât și descrescătoare (încălzitoare cu cromit de lantan) și crescătoare (disilicid de molibden, molibden, wolfram). Dispozitivul implementează o metodă fază-impuls de control al puterii (PPM) furnizată încălzitoarelor cuptorului, care permite creșterea resurselor de încălzire cu 30%în comparație cu metoda de control al puterii cu modularea lățimii impulsului (PWM), care este implementată în toate celelalte controlere PID de pe piață.





Metoda de control FIM permite obținerea unei surse de alimentare fluide, eliminând fluctuațiile bruște de temperatură ale încălzitorului în sine și, de asemenea, vă permite să controlați mai precis temperatura în comparație cu metoda de modulare a lățimii impulsului (PWM).

Dispozitivul Thermolux furnizează energie încălzitorului de 100 de ori pe secundă, datorită căruia încălzitorul se încălzește fără probleme și nu are timp să se răcească înainte ca următorul curent să fie pornit. În același timp, încălzitoarele nu suferă solicitări suplimentare și funcționează într-un mod foarte moale, ceea ce contribuie la creșterea duratei de viață.

Aproape toate celelalte controlere programabile funcționează folosind metoda de modulare a lățimii impulsului (PWM), în care puterea este furnizată conform schemei „complet deschis / complet închis”; în același timp, 100% din putere este furnizată imediat încălzitorului. În acest mod de funcționare, încălzitoarele suferă șocuri puternice rare, respectiv, durata de viață a încălzitorului este redusă.

Controlul este implementat fără dispozitive suplimentare, cum ar fi blocuri FIM, FMU, BUS, BUT - controlerul transmite imediat un semnal către actuator (tiristor, sevenistor, optotiristor, optosemistor), indiferent de tipul de sarcină - monofazat sau trifazat , schema de conectare la încărcare „stea” sau „triunghi”. Alegerea tipului de sarcină se face de către operator programatic, de pe ecranul controlerului, fără acțiuni fizice și fără instalarea de dispozitive suplimentare.

Dispozitivele au o ieșire magistrală RS-232 pentru conectarea dispozitivelor la un computer, ceea ce vă permite să obțineți un grafic al procesului de încălzire și răcire în timp real pe afișaj.

Dispozitivul vă permite să controlați procesul de tratament termic prin intermediul unui computer, să salvați datele, atât în ​​formă tabelară, cât și grafică. Datele tabelare în acest caz pot fi traduse în format EXCEL cu posibilitatea de editare ulterioară.

Graficul procesului în timp real

Toate dispozitivele au capacitatea de a seta de către operator 16 programe diferite pentru încălzirea-menținerea-răcirea cuptorului, fiecare dintre ele (programe) constând din 10 puncte arbitrare în coordonate timp-temperatură. Dispozitivul are un algoritm de control adaptiv - dispozitivul în sine mod automat examinează în mod constant cuptorul + sistemul de încărcare și determină coeficienții necesari ai sistemului, fără participarea operatorului. Datorită prezenței unui algoritm adaptiv, dispozitivul poate fi utilizat pe orice cuptor fără reconfigurare.

Controlerul proceselor termice „Termolux” are următoarele caracteristici:

  • discretitatea setării temperaturii - 1? С;
  • setare discretă a timpului - 1 minut;
  • capacitatea de a seta un timp nelimitat pentru menținerea temperaturii finale;
  • rezoluția măsurării temperaturii - 0,1 g C;
  • controlul ruperii termocuplului;
  • prezența unui mod manual de control al puterii;
  • posibilitatea de a limita puterea de ieșire;
  • capacitatea de a limita temperatura maximă a obiectului;
  • capacitatea de a lucra cu orice termocuplu, inclusiv VR IR, în întreaga gamă de temperaturi de funcționare a termocuplului. Tranziție programabilă de la un tip de termocuplu la altul de pe ecranul instrumentului;
  • capacitatea de a lucra cu un pirometru în loc de un termocuplu;
  • amplasarea senzorului de compensare a temperaturii pe blocul cablului de termocuplu al dispozitivului, ceea ce face posibilă evitarea necesității de a utiliza fire de compensare a temperaturii;
  • capacitatea de a înregistra ciclograme pe un computer;
  • capacitatea de a seta programul și de a modifica parametrii de pe un PC

Controlor „Thermolux”-021

La controlul cuptoarelor cu încălzitoare care au o dependență tot mai mare a rezistenței de temperatură (încălzitoare disilicid-molibden, molibden, wolfram), adică având rezistență foarte scăzută la temperatura camerei, încălzitoarele la temperaturi scăzute consumă un curent foarte mare, depășind semnificativ limita critică. valoarea curentului de încălzire. Dacă curentul nu este limitat într-un fel sau altul, acest lucru va duce inevitabil la defectarea încălzitoarelor. În general, curentul este limitat prin instalarea unor dispozitive suplimentare de limitare a curentului, puternice și scumpe, în unitatea de control al cuptorului. dispozitiv „Thermolux”-021 vă permite să construiți un sistem de control al încălzirii pentru astfel de cuptoare fără a instala dispozitive de limitare a curentului.

Pe lângă toate funcțiile controlerului „Thermolux”-011 în controler „Thermolux”-021, este implementată posibilitatea măsurării continue a curentului furnizat sarcinii (se organizează feedback de curent). Acest lucru vă permite să limitați programatic curentul maxim prin încălzitoare. Controlerul „ține în considerare” această limitare atunci când furnizează energie încălzitoarelor și nu permite curentului să depășească valoarea setată de operator, asigurând astfel funcționarea încălzitoarelor într-un mod sigur. Cu toate acestea, de multe ori dispozitivul „Thermolux”-021 vă permite să refuzați utilizarea transformatoarelor cu înfășurări comutate manual și, uneori, chiar să renunțați complet la utilizarea transformatoarelor, ceea ce duce la o reducere semnificativă a costului echipamentului.

Dispozitive « Thermolux" - 011 și „Thermolux”-021 certificat de Agenția Federală pentru Control Tehnic și Metrologie ca „MĂSURATOR-REGULATOR” de temperatură, certificat RU.C.32.010.A ​​​​N 22994, înregistrat în Registrul de Stat al Instrumentelor de Măsură sub N 30932-06.

Sistem de control al cuptorului


Tot controlul procesului tehnologic este efectuat de către operator de pe ecranul tactil al unui computer industrial.Tot controlul cuptorului este realizat printr-un sistem de control automat construit pe baza unui calculator industrial. Calculatorul industrial este echipat cu un ecran tactil de 17 inchi (Tip Touch-Pad), care afișează toate informațiile despre proces. În modul principal, diagrama mnemonică a controlului cuptorului este afișată pe ecran.

Încălzirea este controlată de un controler PID cu microprocesor „Thermolux-021”

Controlorii « TERMODAT"

Principalele avantaje ale acestui dispozitiv includ:

  • prezența unui ecran mare;
  • reprezentarea vizuală a informațiilor și a procesului tehnic;
  • prezența memoriei încorporate pentru arhivarea datelor privind procesele tehnice;
  • multicanal - capacitatea de a controla mai multe zone independente de cuptor folosind un singur dispozitiv.

Dezavantajele dispozitivului includ:

  • metoda de control al puterii - releu sau PWM (modularea lățimii pulsului);
  • necesitatea de a instala dispozitive suplimentare în unitatea de alimentare:
  • pentru a controla cuptorul prin metoda FIM, este necesar să instalați controlere tiristoare scumpe de tip Zvel;
  • pentru a controla metoda PWM, este necesar să instalați o unitate de control a tiristoarelor intermediare de tip BUT-3.
  • necesitatea instalării unui dispozitiv suplimentar de limitare a curentului în unitatea de putere atunci când se lucrează cu cuptoare cu încălzitoare din disilicid-molibden, molibden, wolfram.


«
Termodat-16E5 »
- un regulator de temperatură PID software cu un singur canal și un înregistrator electronic cu afișaj grafic de 3,5". Dispozitivul are o intrare universală concepută pentru a conecta termocupluri sau rezistențe termice, precum și senzori cu ieșire de curent. Rezoluție 1°С sau 0,1° С este setat de utilizator.Poate controla atât încălzitorul, cât și răcitorul.Controlul intuitiv este asigurat de 4 butoane în partea de jos a ecranului.

Caracteristici:

  • Controler PID
  • Recorder electronic
  • Afișaj grafic
  • Regulamentul programului
  • Legea controlului PID, reglare automată a câștigului
  • Intrare universală
  • Intrare logica (discreta).
  • Ieșiri: releu, triac, tranzistor, analog
  • Interfață pentru comunicare cu un computer RS485
  • Alarma
  • Carcasă metalică robustă, dimensiune 1/4 DIN (96x96x82mm)

Creat pentru:

  • Înlocuitori pentru recordere învechite
  • Controlul temperaturii conform unui program dat
  • Măsurarea și înregistrarea temperaturii
  • alarma de urgenta

Pe lângă dispozitivele de control descrise mai sus, la instrucțiunile clientului, vom instala orice dispozitiv de care aveți nevoie.


pirometre


Acesta este un dispozitiv ideal pentru măsurarea temperaturii fără contact în industrie, transport și utilități. Pirometrele „Kelvin” oferă un control al temperaturii on-line de înaltă precizie, precum și capacitatea de a controla cuptoarele pe acest semnal în intervalul de la -40 la 2200 ° C în locurile în care instalarea unui termocuplu este dificilă din orice motiv, deoarece precum și în domeniul de temperatură care depășește măsurătorile termocuplurilor, locuri greu accesibile.

Specificații:

  • Domeniu de măsurare a temperaturii: -40…+2200°С
  • Interval de temperatură de funcționare: -40°…+70°С
  • Eroare de măsurare: 1%+1°C
  • Timp de măsurare: 0,15 sec
  • Rezoluție: 1°C
  • Raport de vedere: 1:200
  • Interval de reglare a emisivității: 0,01 ... 1,00
  • Interval spectral: 1,0 - 1,6 µm
  • Interfață digitală de ieșire: RS232 9600 baud
  • Lungimea standard a liniei de comunicare senzor-consola: 3 m ( lungime maxima: 20 m)
  • Dimensiuni telecomandă: 120x120x60mm
  • Grad de protectie impotriva prafului si umezelii: IP65

Ampermetre « OMIX »


Seria Omix de ampermetre monofazate/trifazate este realizată în carcase din plastic de înaltă calitate, cu unul sau trei indicatoare LED pentru afișarea valorilor curentului măsurat.

Caracteristicile dispozitivului:

Conexiune directă - 0 ... 10 A

Prin CT standard - 0…1 MA

  • Precizia măsurătorilor

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

  • Viteza de masurare

3 mas/s.

  • Tensiunea de alimentare

Animal de companie. = 220 V

termeni de utilizare-15…+50 о С

Voltmetre « OMIX »


Seria Omix de voltmetre monofazate/trifazate este realizată în carcase din plastic de înaltă calitate, cu unul sau trei indicatoare LED pentru afișarea valorilor tensiunii măsurate.

Caracteristicile dispozitivului:

  • Domeniu de măsurare a tensiunii

Conexiune directă - 0…500 V

Prin VT standard – 0…380 kV

  • Precizia măsurătorilor

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

  • Viteza de masurare

3 mas/s

  • Tensiunea de alimentare

Animal de companie. = 220 V

  • termeni de utilizare

15…+50 о С


Regulatoare de tensiune tiristoare "ZVEL"

Proiectat pentru instalare în interiorul dulapurilor electrice. Linia de regulatoare este proiectată pentru o sarcină trifazată cu un curent de până la 1000 A. Are un design monofazat / trifazat.

Funcționalitatea regulatoarelor ZVEL este caracterizată prin prezența funcțiilor de serviciu:


  • afișaj cu cristale lichide cu indicarea curenților de sarcină, semnal de setare și coduri de eroare;
  • funcția limită de curent;
  • tastatură pentru programarea setărilor;
  • protectie electronica impotriva scurtcircuitului, suprasarcinii si supraincalzirii;
  • autodiagnosticarea defectării tiristoarelor;
  • controlul conexiunii la sarcină;
  • protecție împotriva deteriorării sarcinii (dezechilibru curent);
  • pierderea fazelor sau „lipirea” fazelor;
  • metode de control al puterii - fază-impuls sau perioade de salt (programabile);

Amplificator "U13M"

Proiectat pentru a controla puterea unei sarcini electrice în circuitele monofazate de curent alternativ (trei dispozitive sunt necesare pentru o sarcină trifazată) datorită modulației fază-impuls (PPM) de la semnalele de intrare analogice. Dispozitivul are un feedback asupra tensiunii de rețea, ceea ce permite o reglare foarte precisă a puterii la sarcină.

Caracteristică:

  • Convertiți semnalul de intrare DC (tensiune DC) în putere de ieșire (control fază-impuls);
  • Formarea regimului de interzicere a pornirii tiristoarelor;
  • Asigurarea unei dependențe liniare a valorii puterii de ieșire alocată sarcinii de valoarea semnalului de intrare. Pentru a controla puterea mare, este posibil să conectați un bloc extern de tiristoare puternice;
  • Izolarea galvanică a semnalelor de intrare și de ieșire

Termocupluri


Convertoare termoelectrice (termocupluri) - un dispozitiv pentru măsurarea temperaturii în camera cuptorului. Reprezintă 2 lipite împreună de la un capăt al firului de diferite compoziție chimică. În acest caz, capetele nesudate ar trebui să fie în afara camerei (în zona rece
e), dar joncțiune în cameră (în zona fierbinte).

Firma de termoceramica producetermocupluri de diferite lungimi de următoarele tipuri:

  • THA - chromel alumel
  • TVR - tungsten-reniu
  • CCI - platină-platină
  • TPR - platinarodium-platinarodium
Marca Tip Material 1 Materialul 2 Temperatura de aplicare, o C Notă
THA 0292 LA

Aliaj Chromel

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

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

Aliaj platină-rodiu

(Pt-87%, Rh-13%)

Platină (Pt) 0-1400
TPR 0392 ÎN

Aliaj platină-rodiu

(Pt-70%, Rh-30%)

Aliaj platină-rodiu (Pt-94%, Rh-6%) 600-1800
TVR 0392 A1

Aliaj tungsten-reniu

(W-95%, Re-5%)

Aliaj tungsten-reniu (W-80%, Re-20%) 0-2200 în medii neoxidante


Firele de compensare (fire de termocuplu, fire de termocuplu) sunt utilizate pentru a conecta convertoare termoelectrice (termocupluri) la instrumente de masurași traductoare pentru a reduce eroarea de măsurare. Deoarece firele de termocuplu sunt folosite pentru a extinde cablurile convertoarelor termoelectrice (termocupluri), acestea sunt numite fire de extensie a termoelectrodului.

  1. Conductori torți conductivi din aliaj „XA” - chromel-alumel
  2. Izolatie PVC I40-13A
  3. Manta din PVC I40-13A
  4. Ecran

Cuptoarele cu rezistență electrică (cameră, arbore, clopot etc.) sunt utilizate pe scară largă pentru tratarea termică a produselor în diverse industrii: în metalurgie, inginerie energetică, prelucrarea metalelor, producția de ceramică și sticlă. Utilizarea sistemelor de control automate în timpul tratamentului termic îmbunătățește calitatea produsului și facilitează munca personalului de întreținere.

Echipamentele moderne și noile metode de control automat fac posibilă reducerea costurilor de reparație și întreținere a echipamentelor, pentru a obține un efect economic din utilizarea rațională a resurselor energetice datorită controlului optim al procesului tehnologic.

În acest articol, autorul propune două soluții de proiectare pentru modernizarea sistemului de control al cuptoarelor electrice, ținând cont de nevoile tehnologice precum controlul precis al temperaturii, capacitatea de a schimba rapid modurile în timpul procesării. diferite feluri produse.

La pregătirea proiectelor de modernizare a sistemului de control automat, a fost efectuată o analiză detaliată a procesului de tratare termică pentru a clarifica principalele deficiențe și probleme în funcționarea cuptoarelor. De exemplu, în timpul recoacerii pieselor și structurilor metalice, chiar și ușoare abateri de temperatură de la valorile specificate în harta tehnologică sunt inacceptabile. Încălcări regim de temperatură poate duce la o discrepanță între proprietățile mecanice ale produselor declarate de producător, care, la rândul său, poate duce la accidente în producție.

Sisteme de control al temperaturii în cuptoare electrice bazate pe dispozitive Cuptor

Un controler PID software cu două canale OVEN TPM151 este utilizat ca dispozitiv de control în sistemul de control al cuptorului electric, dintre care două canale reglează temperatura pe elementele de încălzire. Dispozitivul de acționare este o unitate de control pentru triacuri și tiristoare (BOOST), care asigură acuratețea controlului automat al puterii pe elementele de încălzire ale cuptorului prin metoda controlului de fază.

Pentru a extinde intrările și a obține o oportunitate suplimentară de a măsura temperatura în produs în sine sau în mufa cuptorului, este utilizat modulul de intrare OVEN MBA8. Schimbul de date între regulatoare și modulul de intrare analogic se realizează cu ajutorul unui computer, pentru a coordona interfețele RS-485 / RS-232, se utilizează un convertor de interfață OWEN AC3-M (Fig. 1).

Orez. 1. Schema bloc generală a sistemului de control automat al temperaturii (ACS) pentru patru cuptoare electrice

Sistemul dezvoltat permite efectuarea modului de recoacere de orice grad de complexitate. Schimbarea setărilor în sistemul de control al temperaturii se realizează automat conform programului elaborat de tehnolog. Programele tehnologului sunt create pe computerul de nivel superior și introduse în fiecare dispozitiv TPM151.

Schema sistemului de control al temperaturii din cuptorul cu arbore este prezentată în fig. 2.

Orez. 2. Diagrama functionala reglare într-un cuptor electric cu arbore

Sistemul vă permite să setați rata de schimbare a temperaturii (creștere sau scădere la valoarea setată) în fiecare zonă de încălzire conform unui program individual, care asigură încălzirea uniformă a produsului în toate punctele. Este posibilă trecerea de la un program la altul la atingerea unei anumite valori a oricăruia dintre parametrii de temperatură sau timp. De asemenea, colectați date de la fiecare cuptor folosind sistemul SCADA OWEN PROCESS MANAGER.

Sistemul de control al temperaturii propus poate fi implementat în orice cuptor electric cu una sau două zone de încălzire. Sistemul necesită:

    regulator software cu două canale (ARIES TPM151);

    unitate de control triac și tiristoare (ARIES BOOST);

    convertor de interfață (ARIES AS3-M);

    modul de intrare analogică (OSEH МВА8);

    calculator;

    senzori de temperatură, triacuri de putere.

Sistemul de control propus crește fiabilitatea cuptoarelor electrice prin înlocuirea controlerelor analogice și a actuatoarelor cu relee cu elemente de control bazate pe microprocesor și întrerupătoare de alimentare fără contact (triac). Numărul de conexiuni externe și cutii de borne este redus de câteva ori.

De exemplu, un controler PID TPM151, un modul de intrare OVEN MBA8 și un computer înlocuiesc trei controlere de înregistrare cu două poziții vechi, dar foarte scumpe, în timp ce precizia și capacitățile de control sunt crescute semnificativ datorită utilizării controlerelor PID cu ajustare automată a coeficientului.

Rețineți că costul modernizării va fi redus semnificativ dacă modernizarea este efectuată la mai multe unități simultan. De exemplu, pentru patru cuptoare, pe lângă regulatoarele de temperatură, veți avea nevoie doar de un singur modul MBA8 și de un computer.

Un sistem similar de control al temperaturii bazat pe regulatoare OVEN TPM151 și blocuri BOOST a fost introdus la uzina OAO KZ OTsM, Kirov, pe linia de recoacere întinsă HEURTEY.

Cuptorul are două zone de încălzire care funcționează independent (preîncălzire și încălzire de precizie). Cuptorul are două circuite de control al temperaturii pe regulatoarele OVEN TPM151.

Linia este concepută pentru recoacere și decapare continuă a benzilor de cupru și alamă cu grosimea de 0,15 - 0,8 mm și o lățime de 200 - 630 mm. În procesul de prelucrare, rulourile sunt derulate și trase în cuptor de-a lungul rolelor de susținere. După recoacere, metalul își schimbă structura și proprietățile mecanice.

Pentru a realiza un control precis al temperaturii, se folosesc două unități de control OWEN BOOST, câte una pentru fiecare canal al dispozitivelor TPM151, care reglează puterea elementelor de încălzire prin metoda controlului de fază.

Pentru sisteme mai complexe cu control a trei sau mai multe zone de încălzire, precum și funcționarea ventilatoarelor și a altor actuatoare, un sistem cu un dispozitiv de control sub forma unui controler logic programabil, de exemplu, OWEN PLC, va fi cel mai acceptabil. .

Un exemplu de acest tip de instalație este cel mai comun tip de cuptor în industrie - un cuptor cu rezistență electrică cu cameră sau un cuptor electric tip clopot. În aceste cuptoare, în funcție de design, pot exista trei zone de încălzire. Pentru un control optim al temperaturii, acestea trebuie să aibă trei bucle de control independente.

Sistemul reglează temperatura în fiecare zonă de încălzire: în prima, în a doua și în a treia zonă folosind primul, al doilea și, respectiv, al treilea canal de control. Toate circuitele sunt supuse controlului temperaturii circuitului principal din mufă.

Circuitele de control slave sunt identice și constau dintr-un regulator de temperatură, software implementat în regulator (OWEN PLC154), un actuator (OWEN BOOST și triacs) și un obiect de control (elementele de încălzire). Controlerul buclei principale de control (Fig. 3), precum și controlerele buclelor slave, este implementat software în controlerul PLC154.

Orez. 3. Schema funcțională a sistemului de control automat al cuptorului electric

Datele de la fiecare canal ajung mai întâi la controler, iar apoi la computer, unde sunt procesate și stocate folosind un sistem SCADA adaptat să funcționeze cu acest proces și controlerul selectat.

În sistemul dezvoltat, pe lângă reglare automată Temperatura poate fi controlată cu ajutorul rezistențelor manuale. Control manual utilizat în timpul instalării sau în caz de urgență. Principalele elemente de control și monitorizare ale tratării camerei SU sunt:

    controler logic programabil (ARIES PLC154);

    unități de control pentru triace și tiristoare (ARIES BOOST);

    termocupluri ТХА (К) și triacuri de putere;

    calculator.

O caracteristică distinctivă a proiectului folosind un PLC este capacitatea de a vizualiza procesul de control al temperaturii în cuptorul electric selectat pe un computer.

Astăzi, există o serie de aplicații care vă permit să selectați software-ul necesar pentru APCS. Produsul TraceMode are astfel de capabilități, care combină standardele software cu majoritatea instrumentelor. automatizare industriala de la producători globali, inclusiv cei produși de ARIES. Prin urmare, acest produs, ca nimeni altul, este potrivit ca software de sistem principal atunci când se creează un sistem de control automat pentru un cuptor electric.

Acest lucru se datorează și faptului că programul Trace Mode are o funcționalitate largă și un mediu de dezvoltare convenabil, precum și faptul că driverele pentru controlerul PLC OWEN selectat sunt furnizate cu acesta în mod gratuit.

Formele ecranului de control și reglare simplifică foarte mult funcționarea cuptoarelor și facilitează munca operatorului. Al lor aspect iar structura poate fi realizată individual pentru fiecare dată proces tehnologic si instalare.

Proiectele descrise iau în considerare pe deplin solicitările și cerințele pentru tratarea termică a produselor în instalațiile electrotermale. Proiectele necesită costuri economice minime pentru instalarea echipamentelor de instrumentare și întreținerea acestuia. Implementarea acestor soluții va îmbunătăți calitatea produselor, va reduce numărul de defecte, va reduce consumul de materii prime, va reduce avariile și timpul de nefuncționare a echipamentelor și, prin urmare, va crește volumul producției, precum și creșterea productivității prin îmbunătățirea condițiilor de muncă ale personalului de întreținere.

Sergey Mokrushin, șeful departamentului de automatizare, Alfa-Prom, Kirov

Articolul „Automatizarea controlului cuptoarelor electrice” din revista „Automatizare și producție”:



Ți-a plăcut articolul? Impartasiti cu prietenii!
A fost de ajutor articolul?
da
Nu
Vă mulțumim pentru feedback-ul dumneavoastră!
Ceva a mers prost și votul tău nu a fost numărat.
Mulțumesc. Mesajul tau a fost trimis
Ai găsit o eroare în text?
Selectați-l, faceți clic Ctrl+Enter si o rezolvam!