论文摘要
真空感应炉是用于冶炼高温合金的重要设备,在现代工业的材料生产中具有广泛的应用。虽然我国真空感应炉的起步较早,但是在机械结构设计上多数是仿造国外产品,尤其是在控制技术的研究上,与国外仍有一定的差距。随着计算机技术的发展以及智能控制理论的提出,如何实现对系统的智能控制,实现系统的自动化是提高控制水平、减小差距的主要方式。本课题来自沈阳威泰科技发展有限公司,主要完成对真空感应炉的机械结构设计以及信号监控系统的开发。机械结构设计主要完成：炉体真空室,真空抽气系统,其他各种辅助机构设计等。根据设计要求,炉体设计为小型立式炉体,同时为方便取料,设计了前开式炉门；真空系统采用了高真空抽气机组,由机械泵、罗茨泵、扩散泵组成；辅助功能机构有加料机构、底浇注机构、离心浇注机构等组成,实现了在熔炼过程中各种机械动作的要求。监控系统的开发主要是完成对信号的采集、显示及处理等,同时控制各种开关量及模拟量输出,完成对真空感应炉加热冶炼过程中的监控要求。监控系统的硬件主要是以一台工业控制PC机为平台,以PLC作为主要的信号采集器及控制器；根据采集信号的性质和使用环境等要求,例如熔化金属温度信号采用了能进行高温测量的热电偶,冷却水温度采用了Pt100热电阻,同时又配置了信号放大器,最后采集的模拟信号都转换成4-20mA标准信号输出,直接被PLC模拟采集模块采集,PLC内置的的A/D及D/A转换模块对模拟量信号进行转换；PLC采用串口通信的方式与工控PC机进行通信；通过利用日本岛电FP93温控仪表的专家PD反馈控制功能对熔化金属温度进行控制,取得了很好的控制效果。监控系统的软件以北京亚控科技发展有限公司的组态王6.51作为开发平台,运行在WINDOWS-XP系统下；监控软件采用面向对象的设计方法,建立模拟熔化工艺过程的监控画面,实时反映实际工艺状况；通过串口通讯与PLC进行数据通讯,实现对数据的实时采集、实时显示、数据记录、数据打印、曲线趋势显示等功能。该监控系统可用于同类设备的信号检测及控制。本文最后还对设计的整个系统进行调试研究,经过调试的系统运行可靠。