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자세한 세부 사항
개요: 저압 침탄 공정(진공 침탄)에서 진공도의 정밀한 제어 요구 사항을 충족하기 위해 이 기사에서는 업스트림 및 다운스트림 동적 진공을 사용하여 투과 가스 혼합을 위한 가스 혼합 탱크를 추가하는 것을 포함하여 해당 솔루션을 제안합니다. 레벨 제어 방법 및 진공도 제어 방법을 온도에 맞춰 조정함으로써 침투 공정의 진공도 및 온도를 신속하고 정밀하게 제어할 수 있습니다.
1. 질문
진공 침탄이라고도 하는 저압 침탄은 저압 진공 상태에서 침탄 매체를 고온로에 통과시켜 급속 침탄시키는 공정입니다. 진공 침탄 공정은 1단형, 펄스형, 스윙형으로 구분할 수 있다. 그 중 진공도, 온도 및 침탄 시간은 특정 요구 사항에 따라 변경되며, 특히 진공도는 온도 변화에 따라 크게 변경됩니다. 따라서 진공침탄 공정에서는 진공도 제어 측면에서 다음과 같은 문제를 해결해야 한다.
(1) 고정점 제어, 프로그램 제어, 고속 펄스 제어 등 진공도를 빠르고 정확하게 제어하는 문제로 인해 진공 제어 시스템에는 높은 응답 속도와 제어 정확도가 필요합니다. 특히 전체 진공 범위에서 정밀한 제어를 달성하려면 다양한 범위에 따라 다양한 진공 센서와 해당 업스트림 및 다운스트림 제어 모드를 사용해야 합니다.
(2) 진공도와 온도를 동시에 제어하는 문제. 침탄은 고온 환경에서 진행되므로 진공도와 온도의 동시 제어가 필요합니다.
저압 침탄 공정에서 진공도의 정밀한 제어 요구 사항을 충족하기 위해 이 기사에서는 진공도의 정밀한 제어를 위한 솔루션에 중점을 두고 이중 채널 PID 제어를 채택하여 동기식 온도 제어에 도달합니다.
2. 솔루션
저압 침탄 공정의 진공도 및 온도 제어 시스템의 전체 구조는 그림 1에 나와 있습니다.
진공도의 정밀 제어의 기본 원리는 동적 제어 방식, 즉 제어 설정 값과 진공 게이지의 측정 값에 따라 침탄실의 흡기 유량과 배기 유량을 각각 조정하여 들어오고 나가는 흐름은 동적 균형에 도달할 수 있습니다. 자동 제어가 필요한 경우 PID 제어 알고리즘과 해당 컨트롤러가 필요합니다.
그림 1에서 볼 수 있듯이, 본 논문에서 제안하는 진공도 정밀 제어 솔루션은 전자 니들 밸브를 사용하여 흡기 유량을 조절하고, 전자 볼 밸브 또는 전자 니들 밸브를 사용하여 배기 유량을 조절하는 동적 제어 방식을 채택합니다. , 진공 펌프는 진공 소스로 사용됩니다. 진공도의 자동 제어는 PID 컨트롤러를 채택합니다.
다양한 저압 침탄 공정의 경우 진공도 제어 범위는 1Pa~100kPa입니다. 따라서 특정 공정에서는 다양한 진공도 범위의 제어를 위해 다양한 동적 제어 모드를 채택해야 합니다. 1Pa~1kPa의 고진공 범위의 진공도 제어를 위해 고정 배기 흐름과 조정 가능한 흡입 흐름의 업스트림 제어 모드가 채택됩니다. 1kPa~100kPa의 저진공 범위에서 진공도 제어, 고정 흡입 흐름 및 조정 가능한 배기 흐름 하류 제어 모드.
그림 1에 도시된 바와 같이, 공기 흡입 흐름의 조정 및 제어에 도달하기 위해 침탄실의 흡입 말단에 가스 혼합 탱크를 추가하고 가스 질량 유량계를 사용하여 다양한 투과 가스를 가스 혼합으로 분배합니다. 탱크. 가스는 유량 조절 및 제어를 위해 전자 니들 밸브를 통해 흐릅니다.
동시에 온도 제어 기능에 도달하기 위해 이 방식은 이중 채널 PID 컨트롤러를 채택하고 한 채널은 진공도를 제어하는 데 사용되고 다른 채널은 온도를 제어하는 데 사용됩니다. 이 PID 제어는 24비트 A/D 및 16비트 D/A를 가지며 47개의 입력 신호 형식(열전대, 열 저항, DC 전압)을 가지며 다양한 진공 및 온도 센서에 연결하여 측정, 표시 및 제어할 수 있습니다. 2개의 독립적인 측정 제어 채널, 2선 RS485, 표준 MODBUS RTU 통신 프로토콜.
진공도 제어 공정에서 고정밀 조정을 달성하기 위해 그림 2와 같이 수치 제어 스테핑 모터로 미세 조정이 가능한 전자 니들 밸브가 사용됩니다. FC 시리즈 니들 밸브의 히스테리시스는 그보다 훨씬 작습니다. 솔레노이드 밸브의 특성상 1초 이내의 고속 응답성을 가지며, 특히 불소고무(FKM) 실링 기술을 사용하여 밸브의 내식성이 우수합니다. 수치 제어 전자 니들 밸브를 갖춘 스테퍼 모터 구동 회로 모듈이 장착되어 수치 제어 니들 밸브에 필요한 전원 공급 장치(24VDC) 및 제어 신호(0~10VDC)를 제공하며 RS485 직렬 통신의 직접 제어도 제공할 수 있습니다. .
결론적으로, 이 기사에 설명된 솔루션을 통해 저압 침탄 공정의 진공도 제어 정확도는 전체 범위에서 1%에 도달할 수 있으며 해당 온도 제어도 수행할 수 있습니다.
1. 질문
진공 침탄이라고도 하는 저압 침탄은 저압 진공 상태에서 침탄 매체를 고온로에 통과시켜 급속 침탄시키는 공정입니다. 진공 침탄 공정은 1단형, 펄스형, 스윙형으로 구분할 수 있다. 그 중 진공도, 온도 및 침탄 시간은 특정 요구 사항에 따라 변경되며, 특히 진공도는 온도 변화에 따라 크게 변경됩니다. 따라서 진공침탄 공정에서는 진공도 제어 측면에서 다음과 같은 문제를 해결해야 한다.
(1) 고정점 제어, 프로그램 제어, 고속 펄스 제어 등 진공도를 빠르고 정확하게 제어하는 문제로 인해 진공 제어 시스템에는 높은 응답 속도와 제어 정확도가 필요합니다. 특히 전체 진공 범위에서 정밀한 제어를 달성하려면 다양한 범위에 따라 다양한 진공 센서와 해당 업스트림 및 다운스트림 제어 모드를 사용해야 합니다.
(2) 진공도와 온도를 동시에 제어하는 문제. 침탄은 고온 환경에서 진행되므로 진공도와 온도의 동시 제어가 필요합니다.
저압 침탄 공정에서 진공도의 정밀한 제어 요구 사항을 충족하기 위해 이 기사에서는 진공도의 정밀한 제어를 위한 솔루션에 중점을 두고 이중 채널 PID 제어를 채택하여 동기식 온도 제어에 도달합니다.
2. 솔루션
저압 침탄 공정의 진공도 및 온도 제어 시스템의 전체 구조는 그림 1에 나와 있습니다.
그림 1 저압 침탄 공정의 진공도 및 온도 제어 시스템의 구조 모식도
진공도의 정밀 제어의 기본 원리는 동적 제어 방식, 즉 제어 설정 값과 진공 게이지의 측정 값에 따라 침탄실의 흡기 유량과 배기 유량을 각각 조정하여 들어오고 나가는 흐름은 동적 균형에 도달할 수 있습니다. 자동 제어가 필요한 경우 PID 제어 알고리즘과 해당 컨트롤러가 필요합니다.
그림 1에서 볼 수 있듯이, 본 논문에서 제안하는 진공도 정밀 제어 솔루션은 전자 니들 밸브를 사용하여 흡기 유량을 조절하고, 전자 볼 밸브 또는 전자 니들 밸브를 사용하여 배기 유량을 조절하는 동적 제어 방식을 채택합니다. , 진공 펌프는 진공 소스로 사용됩니다. 진공도의 자동 제어는 PID 컨트롤러를 채택합니다.
다양한 저압 침탄 공정의 경우 진공도 제어 범위는 1Pa~100kPa입니다. 따라서 특정 공정에서는 다양한 진공도 범위의 제어를 위해 다양한 동적 제어 모드를 채택해야 합니다. 1Pa~1kPa의 고진공 범위의 진공도 제어를 위해 고정 배기 흐름과 조정 가능한 흡입 흐름의 업스트림 제어 모드가 채택됩니다. 1kPa~100kPa의 저진공 범위에서 진공도 제어, 고정 흡입 흐름 및 조정 가능한 배기 흐름 하류 제어 모드.
그림 1에 도시된 바와 같이, 공기 흡입 흐름의 조정 및 제어에 도달하기 위해 침탄실의 흡입 말단에 가스 혼합 탱크를 추가하고 가스 질량 유량계를 사용하여 다양한 투과 가스를 가스 혼합으로 분배합니다. 탱크. 가스는 유량 조절 및 제어를 위해 전자 니들 밸브를 통해 흐릅니다.
동시에 온도 제어 기능에 도달하기 위해 이 방식은 이중 채널 PID 컨트롤러를 채택하고 한 채널은 진공도를 제어하는 데 사용되고 다른 채널은 온도를 제어하는 데 사용됩니다. 이 PID 제어는 24비트 A/D 및 16비트 D/A를 가지며 47개의 입력 신호 형식(열전대, 열 저항, DC 전압)을 가지며 다양한 진공 및 온도 센서에 연결하여 측정, 표시 및 제어할 수 있습니다. 2개의 독립적인 측정 제어 채널, 2선 RS485, 표준 MODBUS RTU 통신 프로토콜.
그림 2 FC 시리즈 전자 니들 밸브
진공도 제어 공정에서 고정밀 조정을 달성하기 위해 그림 2와 같이 수치 제어 스테핑 모터로 미세 조정이 가능한 전자 니들 밸브가 사용됩니다. FC 시리즈 니들 밸브의 히스테리시스는 그보다 훨씬 작습니다. 솔레노이드 밸브의 특성상 1초 이내의 고속 응답성을 가지며, 특히 불소고무(FKM) 실링 기술을 사용하여 밸브의 내식성이 우수합니다. 수치 제어 전자 니들 밸브를 갖춘 스테퍼 모터 구동 회로 모듈이 장착되어 수치 제어 니들 밸브에 필요한 전원 공급 장치(24VDC) 및 제어 신호(0~10VDC)를 제공하며 RS485 직렬 통신의 직접 제어도 제공할 수 있습니다. .
결론적으로, 이 기사에 설명된 솔루션을 통해 저압 침탄 공정의 진공도 제어 정확도는 전체 범위에서 1%에 도달할 수 있으며 해당 온도 제어도 수행할 수 있습니다.