弹条坯料加热的中频闭环控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种弹条坯料加热的中频闭环控制系统，包括：CPU控制模块；连接CPU控制模块的第一电流输出模块，第一电路输出模块接收CPU控制模块的指令控制中频功率部件的加热；连接CPU控制模块的第二电流输出模块，第二电路输出模块接收CPU控制模块的指令控制送料电机的送料速度；连接CPU控制模块的电流输入模块；连接CPU控制模块的第一接口电路模块；连接CPU控制模块的第二接口电路模块。本发明专利技术的有益效果在于，具有较好的性能。

【技术实现步骤摘要】
弹条坯料加热的中频闭环控制系统
本专利技术涉及一种控制系统，尤其是弹条坯料加热的中频闭环控制系统。
技术介绍
扣件系统中的弹条是铁路扣件系统中用于固定钢轨的重要组成部分，它的作用是将钢轨固定在轨枕上，向钢轨施加一定的弹性扣压力，保持钢轨的正确位置，防止钢轨产生纵横向位移，同时提供一定的扣紧弹性，满足钢轨铺设后的应力发散要求。弹条一般采用60Si2MnA弹簧钢棒料制造，其一般工艺流程为下料—中频加热—冲压成型—淬火、回火—表面处理—检验、包装。现有的弹条在生产过程中，不同规格的弹簧钢通过中频加热系统将其加热至950—1050℃，经过模具成型工序快速压制成各类不同形状的弹条，然后经热处理等后续工序完成弹条的加工过程。现有中频设备在使用时，系统内的闭环控制系统只能保证当中频功率通过功率电位器设定在某一功率时，系统能自动调节中频功率稳定在一定的范围，而当工件加热温度设定在某一值时，要达到该温度下中频稳定运行，必须在中频启动运行后，操作者根据出料口温度显示器显示的加热温度，推算实时温度与设定温度的差值，决定通过人工手动微调功率电位器增加或降低中频加热功率，直到中频在该设定温度下稳定运行。在此过程中，一般从启动中频至某一功率下进料加热开始到加热料达到设定温度，有10根左右的工件因温度不能满足成型要求而丢弃。也就是说，现有的中频设备通过自身的闭环控制系统只能确保在某一功率下稳定运行，但每次开机后手动设置的某一功率实际达不到设定温度所需的功率时或电源电压出现的波动造成对送料机构速度的变化影响到加热温度的变化，系统本身无法对这一因素造成的影响进行自动调节。当加热温度高于或低于设定温度时，只能通过人工微调功率电位器增加或降低加热功率，使加热温度控制在设定值范围内稳定运行。此外一旦出现因机械卡料或缺料等情况造成出料口工件料温发生变化时，系统自身不能根据温度变化自动进行功率调整，仍需通过手动调节功率电位器实现对温度的调整，中频加热系统对温度控制实际上处于开环状态。在缺料或者卡料状态下，因中频自身不能对该状态进行自动降低功率的调整控制，操作者如不能及时发现并对中频进行人工干预，中频将保持在原功率下运行，中频炉膛内的加热料会因加热时间延长造成超温过烧现象，严重时会烧融加热料造成中频损坏。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种弹条坯料加热的中频闭环控制系统，具有较好的性能。本专利技术是通过以下技术方案来实现的。一种弹条坯料加热的中频闭环控制系统，包括：CPU控制模块；连接CPU控制模块的第一电流输出模块，上述第一电路输出模块接收CPU控制模块的指令控制中频功率部件的加热；连接CPU控制模块的第二电流输出模块，上述第二电路输出模块接收CPU控制模块的指令控制送料电机的送料速度；连接CPU控制模块的电流输入模块，上述电流输入模块接收由中频炉膛内设置的红外温度仪的信号并输送至CPU控制模块；连接CPU控制模块的第一接口电路模块，上述第一接口电路模块接收电源转换部件的信号并输送至CPU控制模块；连接CPU控制模块的第二接口电路模块，上述第二接口电路模块接收多个传感器的信号并输送至CPU控制模块。进一步地，上述第二接口电路模块接收分别接收电机传感器、进料输送链条传感器、进料机出料端口传感器、工件间隔传感器的信号。本专利技术的有益效果：1、初始加热或调整模具再启动加热时，最多只有1—2根料不符合成型温度的要求，远低于现有设备至少需要10根料左右的水平。2、对于外界因素干扰造成的温度波动，系统自动进行调整控制，杜绝了现有设备人为调节中频功率经常因观察注意力不集中造成人为调整不及时的现象。3、当系统出现缺料的情况时，系统自动进行处置并发出报警信号，工件不会出现过烧现象，也不会损坏设备。4、当系统由于机械故障发生卡料时，进料系统自动停止送料，中频自动关闭，彻底杜绝了由于卡料造成的坯料过烧现象，也保护了设备。5、系统设置微调和记忆、储存功能，现有的弹条产品坯料加热特性参数一次性调整完毕后可保存，以后使用时调用即可，大大减少了设备的操作难度，同时也为以后新产品的研发积累了宝贵的操作参数。6、现有设备只能通过功率给定电位器调整中频加热功率，操作不方便，新设备可以直接在触摸屏上设定加热温度、送料速度等参数并可进行微调，人机界面友好，操作方便。附图说明图1为本专利技术弹条坯料加热的中频闭环控制系统的结构框架图。具体实施方式下面根据附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。传统的模式中，压型生产线上中频加热设备的工件温度检测装置检测的是中频炉头出料口的工件温度，检测显示值是工件加热后出炉的温度值，如果要改变工件加热温度，操作者需要人工调节中频设备功率，实现对加热温度的控制。这种模式下，反馈调节存在滞后性，一旦温度出现变化波动，调节者的个人差异性，调节时间的及时性等因素都会影响加热控制效果，也会不可避免导致加热工件温度起伏波动。为了更好的提高弹条生产的稳定性和自动控制水平，解决压型线上中频加热工件温度控制问题，针对压型线上中频加热设备控制模式的弊端，在原设备控制系统的基础上，有必要设计中频加热温度闭环自动控制模式。图1为本专利技术弹条坯料加热的中频闭环控制系统的结构框架图，参照图1，本专利技术，弹条坯料加热的中频闭环控制系统，包括：CPU控制模块1；连接CPU控制模块1的第一电流输出模块2，上述第一电路输出模块2接收CPU控制模块1的指令控制中频功率部件的加热；连接CPU控制模块1的第二电流输出模块3，上述第二电路输出模块3接收CPU控制模块1的指令控制送料电机的送料速度；连接CPU控制模块1的电流输入模块4，上述电流输入模块4接收由中频炉膛内设置的红外温度仪5的信号并输送至CPU控制模块1；连接CPU控制模块1的第一接口电路模块6，上述第一接口电路模块6接收电源转换部件7的信号并输送至CPU控制模块1；连接CPU控制模块1的第二接口电路模块8，上述第二接口电路模块8分别接收电机传感器9、进料输送链条传感器10、进料机出料端口传感器11、工件间隔传感器12的信号并输送至CPU控制模块1。本方案中，在初始加热或调试模具中频再启动加热时，温度闭环控制系统会迅速将中频升至系统设定的中频功率，然后通过逐步提升送料机进料速度，适当延长工件在加热管内的透热时间，确保工件在出炉时一次性达到所设定的温度，以解决不能满足生产要求的加热料过多的问题。进料速度的选择是本方案中的关键，系统在大量现场实验的基础上确定了每一种规格的弹条料从进料口至出炉口，速度达到设定速度和加热温度达到设定值的时间，并将相关参数储存在CPU中，每次启动时，CPU调用相关参数，在进料速度逐步上升的同时又确保了出炉工件达到设定的温度要求，有效避免了工件的过烧和欠烧现象，保证中频启动运行后初始加热工件温度的合格。根据设定的工件加热温度、进料速度等参数，通过测温仪测定中频出口的工件加热温度，并将温度信号转化为电流输出信号，再按照PID数学模型，建立温度反馈闭环控制，并将PID控制输出电流信号分别控制中频功率变送器的输入端及进料电机变频器的电流控制端，达到控制工件加热温度的目的。不同料长的工件要想在同一时间内达到设定的某一温度时，加热材料所需的热功率与材料穿过线圈的速度成正比例关系。在本系统中，对送料速度采用模糊控制方式，根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弹条坯料加热的中频闭环控制系统，其特征在于，包括：CPU控制模块；连接CPU控制模块的第一电流输出模块，所述第一电路输出模块接收CPU控制模块的指令控制中频功率部件的加热；连接CPU控制模块的第二电流输出模块，所述第二电路输出模块接收CPU控制模块的指令控制送料电机的送料速度；连接CPU控制模块的电流输入模块，所述电流输入模块接收由中频炉膛内设置的红外温度仪的信号并输送至CPU控制模块；连接CPU控制模块的第一接口电路模块，所述第一接口电路模块接收电源转换部件的信号并输送至CPU控制模块；连接CPU控制模块的第二接口电路模块，所述第二接口电路模块接收多个传感器的信号并输送至CPU控制模块。

【技术特征摘要】
1.一种弹条坯料加热的中频闭环控制系统，其特征在于，包括：CPU控制模块；连接CPU控制模块的第一电流输出模块，所述第一电路输出模块接收CPU控制模块的指令控制中频功率部件的加热；连接CPU控制模块的第二电流输出模块，所述第二电路输出模块接收CPU控制模块的指令控制送料电机的送料速度；连接CPU控制模块的电流输入模块，所述电流输入模块接收由中频炉膛内设置的红外温度仪的信号并输送至CPU控...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁晓红，李一兵，吴恒志，王忠祥，凌振华，张磊，
申请(专利权)人：安徽省巢湖铸造厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34