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罩式退火炉自动化控制系统--PLC+KY温控器的控制方式

罩式退火炉因其控制精度高、产品一致性好、建设成本低、运行维护成本低、灵活性好等优点，广泛引用于钢材料的退火工艺之中。罩式退火炉对于电炉自动化控制系统有着比较高的要求，一般需要程序控制和上位机的集散控制。

罩式退火炉的退火工艺流程复杂，从装料并内罩锁紧至氢气吹扫置换氮气完全至最后氮气吹扫置换氢气，松开内罩出炉料包含十多个步骤，并且包含一系列众多的逻辑互锁。

此种工业电炉自动化控制系统的控制一般采用PLC+KY系列可控硅智能电炉温度控制器。采用S7-300PLC作为控制器，可满足自动化控制要求。一套PLC用于控制两个炉台。PLC主站包括电源模块和通信模块。电炉炉台现场阀站配置四个数字量输入/输出模块，用来处理气体阀门、开关等各种开关量的动作。两个模拟量输入模块主要完成电炉炉压控制和气体流量等各种模拟信号的采集。变频器控制电炉炉台循环风机。PLC主站通过CPU上的DP接口建立Profibus现场控制网络，连接炉台风机变频器和现场从站。触摸屏为MCGS的TFT液晶屏，通过Ethernet接入以太网，能够满足使用要求。

通过光电交换机将所有PLC和上位机组成工业以太网，实现多个PLC之间以及PLC与上位机需进行实时通信和数据交换，保证数据实时、高效的传输。上位机由两台工业控制计算机组成，分别用作工程师站和操作站，并配有UPS和打印机。上位机作为网络通信的管理层，安装有工业组态软件，对生产过程进行集中监控。

每套电炉温度控制系统配置一台具有智能PID功能的KY系列可控硅智能电炉温度控制器，KY系列智能电炉温控器本身具有通信功能，通信接口遵守RS485标准，多个KY系列电炉温度控制器通过RS485通讯转换器连接上位机的串行口。KY系列作为系统下位机，根据上位机给定的工艺参数，进行现场炉温的测量和调节。当网络出现故障时，KY系列电炉温度控制器也可以脱离上位机单独完成任务。

图1：罩式退火炉自动化控制系统结构参考图

KY系列可控硅智能电炉温度控制器通过周期性过零触发方式调节加热功率。内罩内装有双输入K型热电偶，一路送温控表，用于温度的闭环控制，一路送上位机，用于温度曲线记录和超温报警。KY系列可控硅智能电炉温度控制器具有PID参数自整定功能，温度曲线设置完成后，启动仪表，开启自整定。自整定参数除了PID外还包括输出限幅参数和抗超调拟制参数。仪表输出控制量为4-20mA，实时调节晶闸管调整器的输出功率。

整个罩式退火炉温度控制系统具有程序控温功能，具有50段时间程序存储功能，控温精度高；整个罩式炉自动化控制系统采用集中管理和分散控制的控制思想，顺序控制、数据采集、故障处理由PLC完成，温度控制由SCR智能电炉温度控制器KY系列，上位机负责整个退火过程的监控及组态管理。系统的控制任务是分散的，但是各个测控单元的信息是开放的，可以相互交换数据，共同配合完成整个电炉自动化控制系统的控制过程。

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