過程控制課程設計鋼化玻璃

2023-02-09 19:54:05 字數 2060 閱讀 7962

1、鋼化玻璃控制系統組成

鋼化玻璃自動化生產裝置主要有加熱爐、冷卻風柵、玻璃傳送給進裝置及控制系統等組成。對5mm厚度的玻璃加熱時間在2分2秒至2分10秒之間。加熱溫度為680~685攝氏度。

玻璃呈水平由給進裝置中的輥道輸送,以6公尺/分鐘左右的速度加入加熱爐內加熱,玻璃有加熱爐出來後移到開度為100mm,風壓為650水柱的風柵中急速冷卻1分40秒左右進行鋼化。圖1為裝置工作原理示意圖。圖中左部位爐前玻璃進給裝置,中部為加熱爐,右部為冷卻風柵部分。

圖1 水平鋼化玻璃生產線工藝示意圖

圖2 系統總體框圖

2、控制方案

① 進給裝置運動方式和傳動方式的確定

進給裝置由三部分組成:爐前進給部分、爐內進給部分和出爐風柵部分。玻璃的進給右進給裝置上的若干根平行排列的輥子的旋轉運動實現,即輥子旋轉時,玻璃在輥子摩擦力的帶動下水平運動。

文件來自於網路搜尋

②電氣傳動控制系統

考慮到進給裝置的速度和運動精度不高。為簡化結構、降低成本,採用三相交流電機,經減速器和鏈條驅動與輥子連線的鏈輪作旋轉運動。由於風機產生的空氣壓力需要根據生產工藝情況而變化,所以風機電機應能調速。

因此,採用交流變頻調速器實現風機的變頻調速。在進給裝置中,有plc控制電機。文件來自於網路搜尋

③微機溫度控制系統

本設計採用at89c51微控制器擴充套件系統,加熱元件由電阻絲、可控矽控制電路等組成,通過熱電偶及其變送器檢測加熱爐內的溫度並轉化為4-20ma電流訊號。微機控制系統有微機部分、鍵盤及顯示器和可控矽控制電路等組成。文件來自於網路搜尋

系統框圖見圖2。

3、鋼化玻璃進給過程控制

(1) 進給控制的工作過程

鋼化玻璃進給行程控制是借助於行程開關來實現的。當輥子的玻璃撞壓到行程開關後,行程開關的觸點動作。此訊號有可程式設計控制器檢測,控制電機的轉、停和正反轉,以達到行程開關的控制的目的。

文件來自於網路搜尋

進給裝置的工作流程如下:

玻璃原料被工人用吸盤放到進給部分1的輥子上——>玻璃壓下行程開關sw1、sw2——>延時10s——>進給部分電機1啟動,輥子帶動玻璃進給,使玻璃在加熱爐被加熱,出爐——>文件來自於網路搜尋

玻璃完全運動到風柵冷卻區內,玻璃壓下行程開關sw21、sw22——>進給停止,開啟風柵,對玻璃進行冷卻淬火,冷卻時間為1分40秒——>啟動進給部分2,是玻璃離開風光柵,由操作人員用吸盤吸走。文件來自於網路搜尋

(2) 硬體電路設計

①plc型號電路確定

目前國內plc型號種類繁多,如德國simens公司的s-200,日本歐姆龍公司生產的c200,三菱公司的fx2系列。文件來自於網路搜尋

②.進給驅動電機

進給裝置分為2個部分,需要2臺電機分別驅動。爐前和爐內進給部分的進給運動由1臺電機驅動,出爐和在風柵下的進給運動由另1臺電機驅動,選取電機型號為j02-21-6三相交流非同步電機,極對數為3,功率為0.8kw,額定電壓380v,額定轉速n=970r/m。

電機上帶電磁鐵,在電機斷電時,可以迅速制動電機,由於在某些工況下,要有反向進給運動,因此,要求能控制電機的正反轉。電機到輥子的傳動比為:ζ=n電機/n輥子=970/31.

85=30.455,採用1級齒輪傳動即可實現。文件來自於網路搜尋

③.plc控制電路連線圖及i/o端子號分配

plc控制電路連線圖如圖3. i/o端子號分配如表1.

輸入端流入的電路很小,採用直流匯點式接線,其中sw3接通為自動方式,斷開為手動方式。當設定為手動狀態時,pb1~pb4按鈕為手動點動按鈕,操作人員點動的對應按鈕控制電機的正反轉,從而完成手動控制進給量。輸出端4個端子為一組,每組有乙個公共端(com),每個端子允許流過的額定電流為1a,由於輸出端與接觸器的線圈相接,電流小於1a,這種接法完全可行。

輸出外接220v交流電。文件來自於網路搜尋

表1④.模擬輸入輸出單元的配置

從加熱爐出來的玻璃需急冷淬火,急冷淬火除需要控制溫度外,還有乙個重要的引數是空氣壓力。空氣壓力可通過對空氣壓縮機電機變頻調速來實現。實現的方法是plc通過d/a轉換器輸出控制電壓給變頻器,來調節電機的轉速,從而調節空氣壓力,plc配置的模擬量單元為fx2-6a-e。

其配置如圖4.文件來自於網路搜尋

圖4圖5 進給控制工作流程

圖3 plc控制進給過程接線圖

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