1. Описание процесса термообработки титановых слитков.

Для нагрева слитков и заготовок перед деформацией применяются газо­вые печи с атмосферой продуктов сгорания природного газа и электропечи сопро­тивления с окислительной атмосферой рабочего пространства. Для термообработки полуфабрикатов и штампованных поковок применяются электропечи сопротив­ления с окислительной атмосферой рабочего пространства.

Печи для нагрева и термообработки должны быть оснащены системами регулирования, регистрации температуры и системой аварийной сигнализации по превышению температуры печи, средствами автоматической блокировки, обесто­чивающими нагреватели при открытии заслонок (для электрических печей) и сни­жающей расход газа на печь (для газовой печи).

Для управления нагревом печей, сбора, хранения и передачи информации, характеризующей технологический процесс используют автоматизированные системы управления. рис.1

Рисунок 1 – Автоматизированная система управления

Управление нагревом печей осуществляется при помощи тиристорной схемы управления 3-х фазными нагревателями сопротивления с выдачей управляющих сигналов от программно-реализованного ПИД – регулятора контроллера управления.

1.1 Состав автоматизированной системы управления

Контроллер регистрации и защиты

• Измерение температуры печи в каждой зоне,

• Сохранение измеренного значения температур в памяти на случай потери связи с АРМ,

• Аварийная сигнализация и отключение нагрева печи по превышению температуры,

• Передача управляющему контроллеру по последовательному каналу значений измеренных температур.

Управляющий контроллер

• Измерение температуры печи в каждой зоне,

• Сбор информации о состоянии оборудования печи,

• Управление нагревом печи в автоматическом режиме,

• Диагностика состояния оборудования печи,

• Анализ соответствия технологических параметров процесса заданным значениям,

• Аварийная сигнализация и отключение нагрева печи при аварийных ситуациях и нарушениях технологических режимов,

• Прием по последовательному каналу данных с контроллера регистрации и защиты,

• Передача АРМ всей информации о состоянии печи.

АРМ

• Сбор и обработка информации с управляющих контроллеров печей,

• Непрерывное архивирование основных параметров, характеризующих работу печей, с периодом 1 раз в 10 секунд,

• Вывод на экран сообщений об авариях и нарушениях технологических режимов,

• Ввод заданий на нагрев,

• Управление нагревом печей,

• Формирование протокола по результатам нагрева,

• Формирование архивов данных:

• Формирование протоколов нагрева,

• Формирование сменных протоколов,

• Формирование протоколов аварий и ремонтов оборудования

• Просмотр в форме диаграмм основных параметров печей: температур, токов, напряжений,

• Просмотр архивных данных (протоколов),

• Подготовка и передача данных по сети для цехового сервера.

1.2 Регулирование температуры

Пространство каждой печи поделено на зоны. В каждой зоне имеется электрический нагреватель и два термоэлектрических преобразователя. Контроллер печи по напряжению одного преобразователя определяет температуру в зоне, сравнивает с заданным значением и по ПИД - закону вычисляет необходимый уровень мощности нагревателей. Этот уровень обеспечивается за счет широтно - импульсной модуляции тока нагревателя. Период модуляции фиксированный, равен Зс.

Ток модулируется силовыми тиристорами, которые управляются контроллером через промежуточный модуль оптронной развязки.