Управление печами термообработки

Процесс термообработки металлов, ферросплавов, керамики, кирпича и т.п., как правило, состоит из ряда последовательных стадий:

• одной или нескольких стадий нагрева до основной или промежуточной температуры;
• выдержки при данной температуре определенного времени;
• охлаждения до промежуточной и конечной температуры.

Система управления выполнена на базе видеографического регистратора Ш932.9А-29.013/1 или Ш932.9А-29.016. Для выполнения программного регулирования в приборах Ш932.9А используется специальный математический канал "Диаграмма". При работе в этом режиме задается требуемое значение регулируемого параметра в данный момент времени. Это значение используется в качестве уставки для каналов ПИД-регулирования (в приборе 29.013/1 имеется 8 каналов ПИД-регулирования, в приборе 29.016 – 12 каналов ПИД-регулирования). Значение уставки также может быть передано на внешний (автономный) ПИД-регулятор в виде аналогового сигнала 4-20 мА или по интерфейсу RS-485. Для каждого контура программного регулирования используется свой измерительный канал, дающий фактическое значение регулируемого параметра; свой канал “Диаграмма”, дающий требуемое значение регулируемого параметра и свой канал ПИД-регулятора, устраняющий рассогласование между фактическим и требуемым значениями.

Максимальное количество таких контуров зависит от наличия свободных физических и математических каналов, количества каналов ПИД-регулирования. Максимальное количество контуров управления (с учетом внешних регуляторов) может достигать 20. 

Канал “Диаграмма” на каждом контуре программного регулирования запускается подачей сигнала на заданный дискретный вход прибора. В данной системе для этого используются кнопки пульта управления. Конкретный вид временной диаграммы для каждого контура определяется выбранной программой.

В приборе можно сконфигурировать до 30 различных программ регулирования, содержащих до 50 участков (шагов). Одна и та же программа может быть использована для нескольких или всех видов контуров регулирования.

Для каждого шага программы регулирования задаются следующие параметры:

• "Уставка" - задает требуемое значение регулируемого параметра на данном шаге;
• "Скорость выхода на уставку" - задает требуемую скорость изменения параметра до достижения уставки;
• "Время шага" - задает длительного данного шага;
• "Условие окончания шага" - задает окончание шага, когда регулируемый параметр станет либо больше, либо меньше заданного значения;
• "Логика окончания шага": а) только после истечения заданного времени шага, б) только после наступления условия окончания шага, в) по любому из условий (“а” или “б”), г) только когда были выполнены оба условия (“а” и “б”);
• "Аварийное отклонение от уставки" - задает предельно допустимое отклонение регулируемого параметра от заданной уставки, при его превышении формируется сигнал “авария”.

Кроме обычных шагов существуют:

• шаг типа "Конец", завершающий выполнение программы регулирования;
• шаг типа "Переход", в котором указывается номер следующего шага. С помощью шага типа "Переход" можно организовать циклическое повторение последовательности шагов программы регулирования.

Так же задается реакция прибора на пропадание питания. В зависимости от задания, после восстановления питания, программа регулирования может автоматически продолжаться, либо прекратиться с выдачей сигнала “авария”.

В рассматриваемой системе участок термообработки имеет восемь независимых печей. В каждой из печей возможна термообработка любого из восьми типов изделий, каждый из которых требует своей временной диаграммы режима термообработки. Выбор нужной программы термообработки и ее запуск осуществляются с помощью тумблеров на пульте управления. На этом же пульте размещены сигнальные лампы “работа” и “авария”. Оператор пользуется видеографическим регистратором только для визуального контроля техпроцесса, работа программ прибора и его настройки защищены паролем от любого вмешательства оператора.

После загрузки изделий в печь оператор запускает программу регулирования и записывает в технологический паспорт данной партии изделий дату и время начала термообработки. После окончания термообработки ОТК анализирует зарегистрированный прибором график изменения температуры в данной печи на соответствующем интервале времени и записывает в технологический паспорт факт соблюдения или нарушения режима термообработки. При необходимости в паспорт может быть вложен и распечатанный график хода температуры.

Считанный из прибора архив измерения точно и достоверно подтверждает, что на данном интервале времени в печи поддерживается требуемый режим, останова процесса из-за выхода параметров за заданные параметры не было, точный график измерения температуры можно распечатать и приложить к паспорту партии изделий. Файл архива, переносимый из приборов в компьютер на флэш-карте, имеет бинарный формат, поэтому изменить в нем значения множества записей температуры, даты и времени с помощью стандартного компьютерного программного обеспечения практически нереально.