РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ.
Требования
· Принципиальной схемой должно быть предусмотрено пуск и защита электродвигателей привода загрузки-выгрузки.
· В схеме должен быть автоматический контроль температурного режима нагрева заготовки.
· Должна быть защита от повышенных токов нагрузочного контура.
· Должны быть контроль и защита системы охлаждения индуктора и температуры воды в индукторе
· Для обеспечения необходимого коэф. мощности должна быть конденсаторная батарея, включаемая параллельно индуктору.
· При аварийном режиме установка должна отключаться.
Индуктор через тиристорный бивентиль подключается к сети автоматическим выключателем QF1. Перед включением преобразователя частоты необходимо открыть вентиль водяного охлаждения системы нагрева и включить автоматический выключатель QF2 и QF3. Пуск индуктора осуществляется нажатием кнопки SB2 в цепи катушки контактора KМ1, расположенной на передней панели шкафа управления.
Напряжение на индуктор может быть подано только в том случае, если включено водяное охлаждение всех элементов системы, а контакты блокировок и защит находятся в исходном замкнутом состоянии. Контроль водяного охлаждения осуществляется с помощью реле протока, включенных в цепи охлаждения индуктора. При наличии давления воды в цепи охлаждения контакты PС1 реле протока замыкаются. При снижении давления в системе, контакт РД1 замыкается, активируя промежуточное реле РП3 размыкает контакты ключа РБ1 в схеме РБ, индуктор отключается контактором КМ1.
Загрузка и выгрузка заготовок осуществляются с помощью гидропривода. Защита двигателя от КЗ осуществляется при помощи автоматического выключателя QF3 и от перегрузки за счет теплового реле КК1. Термопары передают значения температуры нагретой заготовки на терморегулятор ТЕРМОДАТ-17Е6.
Терморегулятор по сигналу с термопары центра определяет момент выключения, когда температура центра достигает 950˚С, то регулятор посылает соответствующий сигнал на реле РП2, которое, в свою очередь, своим замыканием отключает линию контактора КМ1. Управление мощностью осуществляется с помощью первого канала регулятора, управление которого основывается на показаниях термопары поверхности. Реле первого канала в нужные моменты замыкает и размыкает промежуточное реле РП1 формируя импульсы напряжения, соответствующие заданному напряжению.
Контролирование температуры воды на выходе из индуктора осуществляется с помощью термосопротивления RTC. Сигнал с RTC приходит на регулятор теплообменной станции. Если температура воды превышает 60oС, промежуточное реле РП2 размыкает контакты ключа РП2 в схеме управления питания КМ1, индуктор отключается. За контроль наличия воды в системе охлаждения отвечают реле протока РД1. При снижении давления в системе, контакты PД замыкаются, активизируя промежуточное реле РП3, которое замыкает контакты ключа РБ1 и включает систему аварийного оповещения (ревун), происходит отключение индуктора. Также есть сигнальные лампы для визуального подтверждения подключения индукционной установки и БУ.
СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ УСТАНОВКОЙ
Для управления процессом нагрева заготовки необходимо разработать систему управления тепловым режимом, которая может обеспечить необходимые показатели качества температурного режима поверхности заготовки на выходе из нагревателя. Эту задачу можно выполнить системой программного управления или системой управления с обратной отрицательной связью по температуре поверхности. Программное управление нагревом гораздо проще в плане реализации потому, что для управления она использует алгоритм полученный либо расчетным или экспериментальным путем. Однако такая система управления не учитывает случайные отклонения параметров объекта которые случаются в реальных системах, что снижает точность нагрева. В этих обстоятельствах система управления с обратной отрицательной связью по температуре выгодно отличается от системы программного управления тем, что с любым отклонением температуры поверхности от заданного значения происходит изменение мощности идущей на нагрев так, чтобы скомпенсировать изменение температуры и вернуть ее к заданному значению.
Система с отрицательной обратной связью по температуре представлена на рисунке 3.
Здесь с регулятора на регулятор мощности подается напряжение которое преобразуется в напряжение идущего на индуктор с заготовкой. Выходным параметром является температура поверхности и центра заготовки . Температура нагрева поверхности и центра снимается термопарой и преобразуется в напряжение датчика температуры поступающей на первый и второй вход контроллера, соответственно. Далее эти сигналы поступают на сумматоры где он сравниваются с сигналом задания и создается сигнал разности который в случае отклонения температуры автоматически возвращает ее к заданному значению.
Для определения параметров динамических звеньев системы регулирования температуры необходимо иметь описание их статических и динамических характеристик. Исходные уравнения, описывающие поведение объекта, получают экспериментально или аналитически.
АЛГОРИТМ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ УСТАНОВКИ
Перед пуском необходимо открыть вентиль водяного охлаждения системы нагрева и включить автоматические выключатели QF1 и QF4. Подать питание на схему управления, включив выключатель QF2. Запустить привод гидросистемы, включением QF3. Напряжение на индуктор может быть подано только в том случае, если включено водяное охлаждение всех элементов системы, а контакты блокировок и защит находятся в исходном состоянии. Контроль водяного охлаждения осуществляется с помощью реле протока, включенных в цепи охлаждения индуктора. При наличии давления воды в цепи охлаждения контакты РД1 реле протока замыкаются, подают напряжение на катушки, которые дают разрешения на включение катушки реле РД. Загрузка и выгрузка заготовок осуществляется с помощью или гидравлического привода. Стабилизация напряжения на индукторе осуществляется с помощью замкнутой системы автоматического регулирования напряжения. К выходу трансформатора тока ТА1 подключено реле максимального тока РМТ, контакт которого расположен в цепи катушки блокировочного реле РД1.
При аварийном режиме отсутствия воды в системе, малое давление системы или перегрузка по току, срабатывает блокировочное реле РБ1, которое отключает цепь катушки контактора КМ1 и индуктор обесточивается, процесс нагрева останавливается. В этот момент замыкается контакт реле РБ1 и запускается звуковая и световая сигнализация, сообщающая о проблемах работы установки.
Остановка установки, осуществляется путем отключения всех цепей управления оборудованием и отключением всех автоматических выключателей, кроме теплообменной станции, она должна работать до полного остывания индуктора, иначе индуктор может проплавить или испортить, что приведет к уменьшению его срока службы и не надежной работе в дальнейшем.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Базаров А.А., Данилушкин А.И., Данилушкин В.А. Расчет и проектирование индукционных нагревательных установок. Учебное пособие, 2017. 193с.
2. Слухоцкий А.Е., Немков В.С. и др. Установки индукционного нагрева. Л.:Энергоиздат,1981. 328 с.
3. Слухоцкий А.Е, Рыскин С.Е. Индукторы для индукционного нагрева металла. Л.: Энергия, 1974. 320с.
_________________________________________________________________________________________
Заинтересовала разработка или имеются предложения? Можете связаться по почте на канале.