020431s01-鋁液在線精煉控制系統(tǒng)企業(yè)解決方案

1、職業(yè)教育機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)企業(yè)解決方案名 稱：鋁液在線精煉控制系統(tǒng)編 制 人：張世生郵 箱：zsszdm電 話制時(shí)間：2014年4月編制單位：淄博職業(yè)學(xué)院鋁液在線精煉控制系統(tǒng)解決方案熔鋁爐保溫爐除氣機(jī)過(guò)濾機(jī)鑄軋機(jī)鋁卷鈦硼絲氮?dú)鈭D1 鋁卷生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)示意圖系統(tǒng)使用PLC作為現(xiàn)代工業(yè)控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的核心技術(shù)，它使復(fù)雜的工業(yè)控制實(shí)現(xiàn)變得簡(jiǎn)單、靈活。本鋁液除氫設(shè)備的除氣箱，布置在保溫爐和鑄井之間，采用旋轉(zhuǎn)噴氣精煉的技術(shù)，將氮?dú)馔ㄈ脘X液，分散的小氣泡對(duì)液態(tài)鋁進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)金屬與精煉氣的混合；利用陶瓷板過(guò)濾，電爐絲輻射加熱。控制系統(tǒng)則實(shí)現(xiàn)溫度的采集、變送、顯示和準(zhǔn)確控制，

2、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的適時(shí)調(diào)整，觸摸屏人機(jī)界面用于轉(zhuǎn)換系統(tǒng)工作模式和設(shè)置工作參數(shù)。該系統(tǒng)是集現(xiàn)代自動(dòng)控制技術(shù)、電子技術(shù)、變流技術(shù)、人機(jī)界面技術(shù)應(yīng)用于冶金行業(yè)中，是冶金行業(yè)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)推廣的過(guò)程智能化控制系統(tǒng)。采取該系統(tǒng)能夠加強(qiáng)冶煉過(guò)程中高耗能爐窯的計(jì)算機(jī)控制，降低電能消耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)增強(qiáng)了產(chǎn)學(xué)研能力，提升了我院的社會(huì)服務(wù)能力，深化了校企結(jié)合。目 錄鋁液在線精煉控制系統(tǒng)解決方案4鋁液除氣方案5鋁液過(guò)濾方案6電氣控制方案7系統(tǒng)監(jiān)控方案8鋁液在線精煉控制系統(tǒng)解決方案系統(tǒng)有三種工作模式：手動(dòng)、自動(dòng)、保溫，由控制柜與觸摸屏共同選擇；急停按鈕用于緊急情況下，系統(tǒng)輸出全部停止；實(shí)時(shí)顯示轉(zhuǎn)速和溫度；各工作模式參數(shù)（轉(zhuǎn)

3、速、溫度、最大值）由觸摸屏設(shè)置；出現(xiàn)超溫能報(bào)警。手動(dòng)工作模式的控制要求：系統(tǒng)加電，PLC得電，選擇工作模式為“手動(dòng)”，按下任何按鈕動(dòng)作，松開(kāi)按鈕保持；旋轉(zhuǎn)電位器，轉(zhuǎn)子無(wú)機(jī)調(diào)速。自動(dòng)工作模式的控制要求：選擇工作模式為自動(dòng)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在0-500轉(zhuǎn)任意可調(diào)；鋁液工作溫度為760°，誤差不超過(guò)3°，鋁液溫度超過(guò)800°則報(bào)警；加熱器溫度最高不超過(guò)1200°，否則報(bào)警；初次安裝，按照升溫曲線80小時(shí)內(nèi)升溫到760°焙燒爐窯；正常生產(chǎn)后，預(yù)熱時(shí)間可以在20小時(shí)內(nèi)任意設(shè)置；超溫、預(yù)熱結(jié)束時(shí)，以聲光報(bào)警，且可確認(rèn)。保溫工作模式的控制要求：鋁液工作溫度為760&

4、#176;，誤差不超過(guò)3°，鋁液溫度超過(guò)800°則報(bào)警；加熱器溫度最高不超過(guò)1200°，否則報(bào)警；超溫時(shí)，以聲光報(bào)警，且可確認(rèn)。鋁液除氣方案鋁液除氣技術(shù)有溶劑技術(shù)、氣泡浮游技術(shù)、真空處理技術(shù)、超聲波處理技術(shù)等。熔劑法進(jìn)行鋁液除氣，由于其效果受熔劑種類及工人現(xiàn)場(chǎng)操作等諸多因素的影響，使用范圍越來(lái)越少。真空處理技術(shù)、超聲波處理技術(shù)雖然很有前途，但由于設(shè)備、工藝復(fù)雜、成本高，都還沒(méi)有得到工業(yè)上的廣泛應(yīng)用。本系統(tǒng)采用箱體式在線除氣系統(tǒng)，可用于含氫量要求較高的鋁及鋁合金熔體的傳輸及除氣，系統(tǒng)包括熔體除氣裝置和流槽系統(tǒng)；除氣裝置采用石墨轉(zhuǎn)子浸入式出氣，石墨轉(zhuǎn)子可提升。容積式除

5、氣箱內(nèi)采用帶保護(hù)套的“U”型硅碳棒加熱，有單加熱器和雙加熱器之分，溫度用閉環(huán)自動(dòng)控制；根據(jù)除氣工藝需求采用單轉(zhuǎn)子攪拌，轉(zhuǎn)速可調(diào)。鋁液過(guò)濾方案目前市場(chǎng)上主要有三種過(guò)濾器：管式過(guò)濾器、深床過(guò)濾器、CFF陶瓷板過(guò)濾器。管式過(guò)濾器采用陶瓷管過(guò)濾技術(shù)，管子材料為SiC和燒結(jié)氧化鋁，密封為陶瓷纖維。這種管子在吊裝、預(yù)熱過(guò)程中很容易開(kāi)裂、一旦開(kāi)裂，鋁液會(huì)優(yōu)先通過(guò)開(kāi)裂口，產(chǎn)品質(zhì)量沒(méi)有保證。前幾年，這種技術(shù)在歐洲試用過(guò)，但現(xiàn)在基本上退出歐美市場(chǎng)，只有韓國(guó)、日本等少數(shù)幾個(gè)鋁廠在使用，運(yùn)行成本相當(dāng)高。深床過(guò)濾裝置的可以根據(jù)需要添加以去除不同粒度的夾雜，過(guò)濾面積大，過(guò)濾效果高，對(duì)于大于5m的雜質(zhì)，過(guò)濾效果>90

6、%。但過(guò)濾裝置的體積龐大，過(guò)濾的介質(zhì)安裝較復(fù)雜，過(guò)濾的介質(zhì)不固定，會(huì)出現(xiàn)流失的可能。CFF陶瓷板過(guò)濾是最常用的過(guò)濾技術(shù)，這種技術(shù)的過(guò)濾效果隨著過(guò)濾板孔隙度的提高而提高，過(guò)濾效果良好，對(duì)于雜質(zhì)及夾雜物顆粒為1020左右的，去除率可以達(dá)到85% 90%，生產(chǎn)較為靈活。過(guò)濾箱的清理及過(guò)濾板的更換簡(jiǎn)單、方便、快捷，在生產(chǎn)多品種合金中應(yīng)用十分靈活。電氣控制方案鋁液凈化控制系統(tǒng)有多種，常用電氣控制系統(tǒng)有：儀表控制技術(shù)：測(cè)溫儀表構(gòu)成控制核心，設(shè)置儀表的繼電觸點(diǎn)，使加熱器工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，進(jìn)行溫度控制。這種系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，成本低，操作簡(jiǎn)單，易維護(hù)；但只能粗略控制溫度，精度低，誤差大，加熱器壽命短，產(chǎn)品質(zhì)量上不去；

7、使用儀表作為人機(jī)界面，控制不方便，功能少，管理功能差，已不能越滿足生產(chǎn)的需要。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)：據(jù)爐溫設(shè)計(jì)要求和系統(tǒng)工作原理及計(jì)算機(jī)溫度控制器的硬件、軟件設(shè)計(jì)內(nèi)容，采用程序?qū)訜徇^(guò)程的升溫速率和保溫時(shí)間嚴(yán)格控制，將溫度變送、顯示和數(shù)字控制集一體，選用PID閉環(huán)控制。其雖有強(qiáng)大控制功能，但編程復(fù)雜、系統(tǒng)維護(hù)困難。PLC控制技術(shù)：利用PLC的強(qiáng)大的工業(yè)控制性能，成熟的模擬量PID控制技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)模式切換、狀態(tài)啟停及轉(zhuǎn)換、溫度準(zhǔn)確控制，控制變頻器可隨時(shí)改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速以求獲得最佳參數(shù)；觸摸屏豐富多彩的功能界面，使操作簡(jiǎn)單易學(xué)，參數(shù)設(shè)置精確，深受企業(yè)歡迎。系統(tǒng)監(jiān)控方案工業(yè)觸摸屏，是通過(guò)觸摸式工業(yè)顯示器把

8、人和機(jī)器連為一體的智能化界面。它是替代傳統(tǒng)控制按鈕和指示燈的智能化操作顯示終端。它可以用來(lái)設(shè)置參數(shù)，顯示數(shù)據(jù)，監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)，以曲線/動(dòng)畫(huà)等形式描繪自動(dòng)化控制過(guò)程。更方便、快捷、表現(xiàn)力更強(qiáng)，并可簡(jiǎn)化為PLC的控制程序，功能強(qiáng)大的觸摸屏創(chuàng)造了友好的人機(jī)界面。觸摸屏作為一種特殊的計(jì)算機(jī)外設(shè)，它是目前最簡(jiǎn)單、方便、自然的一種人機(jī)交互方式。它賦予了多媒體以嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備。西門(mén)子觸摸屏以其先進(jìn)強(qiáng)大的功能，穩(wěn)定可靠的質(zhì)量，低廉的價(jià)格和完善的服務(wù)廣泛應(yīng)用于紡織機(jī)械、工程機(jī)械、醫(yī)療制藥、空調(diào)制冷等行業(yè)。主要包括TP、MP、OP等幾個(gè)系列，由于本系統(tǒng)控制界面不很復(fù)雜，選用西門(mén)子TP277-10觸摸屏功能足夠。本系統(tǒng)人機(jī)界面，包括手動(dòng)、自動(dòng)、保溫、報(bào)警、參數(shù)設(shè)置和幫助。主畫(huà)面自動(dòng)保溫報(bào)警手動(dòng)幫助參數(shù)設(shè)置手動(dòng)幫助自動(dòng)幫助保溫幫助自動(dòng)參數(shù)設(shè)置保溫參數(shù)設(shè)置主畫(huà)面主要用來(lái)