доля
БОЛЕЕ ДЕТАЛЬНО
Аннотация: Чтобы удовлетворить требования точного контроля степени вакуума в процессе цементации при низком давлении (вакуумная цементация), в этой статье предложены соответствующие решения, включая добавление газового смесителя для смешивания пермеата с использованием динамического вакуума на входе и выходе. методы контроля уровня и степени вакуума, координируя метод управления с температурой, можно достичь быстрого и точного контроля степени вакуума и температуры в процессе инфильтрации.
1. Вопрос
Цементация при низком давлении, также известная как вакуумная цементация, представляет собой процесс, при котором науглероживающая среда подается в высокотемпературную печь для быстрой цементации в условиях вакуума при низком давлении. Процесс вакуумной цементации можно разделить на одноэтапный, импульсный и качающийся. Среди них степень вакуума, температура и время цементации будут меняться в соответствии с конкретными требованиями, особенно степень вакуума будет резко меняться при изменении температуры. Таким образом, в процессе вакуумной цементации необходимо решить следующие проблемы с точки зрения контроля степени вакуума:
(1) Проблема быстрого и точного управления степенью вакуума, такая как управление с фиксированной точкой, программное управление и быстрое импульсное управление, требует, чтобы система управления вакуумом имела высокую скорость отклика и точность управления. В частности, для достижения точного управления во всем диапазоне вакуума необходимо использовать разные датчики вакуума и соответствующие режимы управления на входе и выходе в соответствии с разными диапазонами.
(2) Задача одновременного управления степенью вакуума и температурой. Науглероживание проводится в высокотемпературной среде, требующей одновременного контроля степени вакуума и температуры.
Чтобы удовлетворить требования точного контроля степени вакуума в процессе цементации под низким давлением, в этой статье основное внимание уделяется решению для точного контроля степени вакуума и использованию двухканального ПИД-регулирования для достижения синхронного контроля температуры.
2. Решение
Общая структура системы контроля степени вакуума и температуры в процессе цементации под низким давлением показана на рисунке 1.
Основным принципом точного контроля степени вакуума является метод динамического управления, то есть в соответствии с заданным значением управления и измеренным значением вакуумметра поток всасываемого воздуха и поток выхлопа камеры цементации регулируются соответственно, так что входной и выходной поток может достичь динамического баланса. Если требуется автоматическое управление, необходимы алгоритмы ПИД-управления и соответствующие контроллеры.
Как показано на рисунке 1, решение для точного управления степенью вакуума, предложенное в этой статье, использует метод динамического управления, используя электронный игольчатый клапан для регулировки потока впускного воздуха, используя электронный шаровой клапан или электронный игольчатый клапан для регулировки потока выхлопных газов. , а вакуумный насос используется в качестве источника вакуума. Автоматический контроль степени вакуума использует ПИД-регулятор.
Для различных процессов цементации под низким давлением диапазон регулирования степени вакуума составляет 1Па ~ 100 кПа. Следовательно, в конкретном процессе необходимо использовать разные режимы динамического управления для управления в разных диапазонах степени вакуума. Для управления степенью вакуума в диапазоне высокого вакуума 1Па~1кПа используется режим управления на входе с фиксированным потоком выхлопных газов и регулируемым потоком на впуске; для контроля степени вакуума в диапазоне низкого вакуума 1 кПа ~ 100 кПа, фиксированного расхода на впуске и регулируемого режима управления потоком на выходе после выпуска.
Как показано на рисунке 1, чтобы обеспечить регулировку и контроль расхода всасываемого воздуха, к впускному концу камеры науглероживания добавляется резервуар для смешивания газов, а расходомер газа используется для распределения различных проникающих газов в камеру смешивания газов. бак. Газ проходит через электронный игольчатый клапан для регулирования и контроля потока.
Чтобы одновременно реализовать функцию контроля температуры, в этой схеме используется двухканальный ПИД-регулятор, один канал используется для управления степенью вакуума, а другой канал используется для управления температурой. Этот ПИД-регулятор имеет 24-битный АЦП и 16-битный ЦАП с 47 формами входного сигнала (термопара, термосопротивление, напряжение постоянного тока) и может быть подключен к различным датчикам вакуума и температуры для измерения, отображения и управления. 2 независимых канала управления измерениями, двухпроводной интерфейс RS485, стандартный протокол связи MODBUS RTU.
Для достижения высокой точности регулировки в процессе управления степенью вакуума используется электронный игольчатый клапан с точной регулировкой шаговым двигателем с числовым программным управлением, как показано на рисунке 2. Гистерезис игольчатых клапанов серии FC намного меньше, чем у игольчатых клапанов серии FC. электромагнитных клапанов и имеет высокоскоростной отклик в течение 1 секунды, особенно благодаря использованию технологии уплотнения из фторкаучука (FKM), что придает клапану превосходную коррозионную стойкость. Оснащенный модулем схемы привода шагового двигателя с электронным игольчатым клапаном с числовым программным управлением, он обеспечивает необходимый источник питания (24 В постоянного тока) и управляющий сигнал (0 ~ 10 В постоянного тока) для игольчатого клапана с числовым управлением, а также может обеспечивать прямое управление последовательной связью RS485. .
В заключение, благодаря решению, описанному в этой статье, точность контроля степени вакуума в процессе цементации под низким давлением может достигать 1% в полном диапазоне шкалы, а также может осуществляться соответствующий контроль температуры.
1. Вопрос
Цементация при низком давлении, также известная как вакуумная цементация, представляет собой процесс, при котором науглероживающая среда подается в высокотемпературную печь для быстрой цементации в условиях вакуума при низком давлении. Процесс вакуумной цементации можно разделить на одноэтапный, импульсный и качающийся. Среди них степень вакуума, температура и время цементации будут меняться в соответствии с конкретными требованиями, особенно степень вакуума будет резко меняться при изменении температуры. Таким образом, в процессе вакуумной цементации необходимо решить следующие проблемы с точки зрения контроля степени вакуума:
(1) Проблема быстрого и точного управления степенью вакуума, такая как управление с фиксированной точкой, программное управление и быстрое импульсное управление, требует, чтобы система управления вакуумом имела высокую скорость отклика и точность управления. В частности, для достижения точного управления во всем диапазоне вакуума необходимо использовать разные датчики вакуума и соответствующие режимы управления на входе и выходе в соответствии с разными диапазонами.
(2) Задача одновременного управления степенью вакуума и температурой. Науглероживание проводится в высокотемпературной среде, требующей одновременного контроля степени вакуума и температуры.
Чтобы удовлетворить требования точного контроля степени вакуума в процессе цементации под низким давлением, в этой статье основное внимание уделяется решению для точного контроля степени вакуума и использованию двухканального ПИД-регулирования для достижения синхронного контроля температуры.
2. Решение
Общая структура системы контроля степени вакуума и температуры в процессе цементации под низким давлением показана на рисунке 1.
Рисунок 1. Принципиальная схема структуры системы контроля степени вакуума и температуры в процессе цементации под низким давлением.
Основным принципом точного контроля степени вакуума является метод динамического управления, то есть в соответствии с заданным значением управления и измеренным значением вакуумметра поток всасываемого воздуха и поток выхлопа камеры цементации регулируются соответственно, так что входной и выходной поток может достичь динамического баланса. Если требуется автоматическое управление, необходимы алгоритмы ПИД-управления и соответствующие контроллеры.
Как показано на рисунке 1, решение для точного управления степенью вакуума, предложенное в этой статье, использует метод динамического управления, используя электронный игольчатый клапан для регулировки потока впускного воздуха, используя электронный шаровой клапан или электронный игольчатый клапан для регулировки потока выхлопных газов. , а вакуумный насос используется в качестве источника вакуума. Автоматический контроль степени вакуума использует ПИД-регулятор.
Для различных процессов цементации под низким давлением диапазон регулирования степени вакуума составляет 1Па ~ 100 кПа. Следовательно, в конкретном процессе необходимо использовать разные режимы динамического управления для управления в разных диапазонах степени вакуума. Для управления степенью вакуума в диапазоне высокого вакуума 1Па~1кПа используется режим управления на входе с фиксированным потоком выхлопных газов и регулируемым потоком на впуске; для контроля степени вакуума в диапазоне низкого вакуума 1 кПа ~ 100 кПа, фиксированного расхода на впуске и регулируемого режима управления потоком на выходе после выпуска.
Как показано на рисунке 1, чтобы обеспечить регулировку и контроль расхода всасываемого воздуха, к впускному концу камеры науглероживания добавляется резервуар для смешивания газов, а расходомер газа используется для распределения различных проникающих газов в камеру смешивания газов. бак. Газ проходит через электронный игольчатый клапан для регулирования и контроля потока.
Чтобы одновременно реализовать функцию контроля температуры, в этой схеме используется двухканальный ПИД-регулятор, один канал используется для управления степенью вакуума, а другой канал используется для управления температурой. Этот ПИД-регулятор имеет 24-битный АЦП и 16-битный ЦАП с 47 формами входного сигнала (термопара, термосопротивление, напряжение постоянного тока) и может быть подключен к различным датчикам вакуума и температуры для измерения, отображения и управления. 2 независимых канала управления измерениями, двухпроводной интерфейс RS485, стандартный протокол связи MODBUS RTU.
Рис. 2 Электронный игольчатый клапан серии FC.
Для достижения высокой точности регулировки в процессе управления степенью вакуума используется электронный игольчатый клапан с точной регулировкой шаговым двигателем с числовым программным управлением, как показано на рисунке 2. Гистерезис игольчатых клапанов серии FC намного меньше, чем у игольчатых клапанов серии FC. электромагнитных клапанов и имеет высокоскоростной отклик в течение 1 секунды, особенно благодаря использованию технологии уплотнения из фторкаучука (FKM), что придает клапану превосходную коррозионную стойкость. Оснащенный модулем схемы привода шагового двигателя с электронным игольчатым клапаном с числовым программным управлением, он обеспечивает необходимый источник питания (24 В постоянного тока) и управляющий сигнал (0 ~ 10 В постоянного тока) для игольчатого клапана с числовым управлением, а также может обеспечивать прямое управление последовательной связью RS485. .
В заключение, благодаря решению, описанному в этой статье, точность контроля степени вакуума в процессе цементации под низким давлением может достигать 1% в полном диапазоне шкалы, а также может осуществляться соответствующий контроль температуры.