光亮铜管井式退火炉温度控制系统的研究与设计

摘要

冷加工过程中金属材料会产生加工硬化，其强度会不断增加，但塑性指标会不断降低直到被破坏。产品经过成品退火之后应力会被消除，这样以来金属材料组织结构发生再结晶，会使材料强度降低，塑性提高，这种金相组织和性能变化过程称为“再结晶”退火。
　　本文以某厂铜盘管的退火炉为选题背景，对井式退火炉的结构特征和工艺流程进行了分析，根据井式退火炉的加热特点和设备情况，设计出了整体控制方案。前期对井式退火炉炉内温度场进行了全方位的检测，在温度检测前首先设计了一种总线式多通道测温仪，采用热电偶为温度传感器，设计测温板卡，上位机采用LaBVIEW进行编程。根据所测数据进行对比分析，得出炉内温度大致分布规律，从而得知退火炉存在的问题与不足。后期根据所得数据与结论针对性的对此退火炉进行升级改造。
　　首先，方案硬件方面以最新型的西门子S71500为主控制器，方便以后系统升级改造，并以昆仑通泰组态触摸屏为人机交互界面，在方便工人进行操作的同时还可以直观的显示炉内各个数据。
　　其次，软件方面应用Totally Integrated Automation Portal（简称TIA Portal，中文简称博图）软件进行编为西门子S7-1500来进行编程。应用MCGS组态软件对触摸屏进行编程。
　　再次，此外在控制理论方面本文研究了PID控制控制的参数自整定方法，设计出了用于井式退火炉炉温控制的系统的模糊PID控制器，改善了现有控制系统的不足，提高了原有控温系统的准确性、稳定性、迅速性以及抗干扰性。
　　最后，同时增加有工业网络模块，以现场总线为技术基础实现了PLC、触摸屏、工控机等设备之间的通信，实现了高速稳定的信息数据传递。