一种多工位马弗炉设备的自动加热控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种多工位马弗炉设备的自动加热控制系统及方法，采用PLC控制器通过TCP/IP协议与触摸屏通讯，实施用户通过触摸屏与PLC控制器输入与读取操作信息；PLC控制器通过TCP/IP协议与马弗炉控制单元通讯，控制马弗炉加热并读取马弗炉运行参数；PLC控制器将马弗炉运动信息发送至运动控制模块，运动控制模块通过光纤电缆与伺服驱动器通讯，伺服驱动器控制伺服电机的启停及运行参数，伺服电机带动马弗炉在设备支撑结构上移动与定位；PLC控制器通过RS485协议与马弗罐上温度表通讯，读取当前工件温度，使马弗炉具有定位控制、加热预约启动和加热温度到达自动退回等功能，解决了当前加热控制系统操作不集中、工作强度高需要人工移动马弗炉、工作等待时间长等问题。工作等待时间长等问题。工作等待时间长等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种多工位马弗炉设备的自动加热控制系统及方法


[0001]本专利技术属于自动化控制领域，特别涉及一种多工位马弗炉设备的自动加热控制系统及方法。

技术介绍

[0002]马弗炉是把炉内的电能转化为热量对工件加热的加热炉，马弗炉的优点有：炉内气氛容易控制，物料加热快，加热温度高，温度容易控制；劳动卫生条件好；热效率高；产品质量好；环保等。冶金工业上主要用于钢铁、铁合金、有色金属等的熔炼、加热和热处理。
[0003]原有加热设备为1个马弗炉对应1个工位(马弗罐)，操作流程：1.马弗炉控制柜操作控制马弗炉升温；2.在马弗罐中放置需要处理的工件；3.真空机组控制柜控制真空机组对马弗罐进行抽真空处理；4.马弗炉温度到达后人工手动移动马弗炉直至马弗炉腔体覆盖马弗罐加热区为止；5.马弗罐加热温度到达后人工手动将马弗炉退出；6.等待马弗罐自然冷却温度从1100℃降到30℃左右取出工件，工作结束。
[0004]设备操作使用过程中存在以下问题：1.操作位置不集中，需要在不同位置进行多点操作；2.工作强度高，需要人工移动马弗炉；3.工作等待时间长，需要马弗罐自然冷却后才能加热下批产品。这些问题导致工作效率低，且马弗炉温度较高人工移动存在安全风险。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术中的不足，本专利技术人进行了锐意研究，提供了一种多工位马弗炉设备的自动加热控制系统及方法，解决当前加热控制系统操作不集中、工作强度高需要人工移动马弗炉、工作等待时间长等问题。
[0006]本专利技术提供的技术方案如下：
[0007]第一方面，一种多工位马弗炉设备的自动加热控制系统，包括PLC控制器、运动控制模块、伺服驱动器、伺服电机、触摸屏、温度表、马弗炉控制单元；
[0008]所述PLC控制器负责自动加热控制系统的数据接收与传输，通过TCP/IP协议与触摸屏通讯，实施用户通过触摸屏向PLC控制器输入与读取操作信息；PLC控制器通过TCP/IP协议与马弗炉控制单元通讯，控制马弗炉加热工作并读取马弗炉运行参数；PLC控制器将马弗炉运动信息发送至运动控制模块，运动控制模块通过光纤电缆与伺服驱动器通讯，伺服驱动器控制伺服电机的启停及运行参数，伺服电机带动马弗炉在设备支撑结构上沿Y轴、X轴移动与定位；PLC控制器通过RS485协议与马弗罐上温度表通讯，读取当前工件温度。
[0009]第二方面，一种多工位马弗炉设备的自动加热控制方法，包括：
[0010]使用PLC控制器通过TCP/IP协议与触摸屏通讯，实现用户通过触摸屏向PLC控制器输入与读取操作信息；PLC控制器通过TCP/IP协议与马弗炉控制单元通讯，控制马弗炉加热工作并读取马弗炉运行参数；PLC控制器将马弗炉运动信息发送至运动控制模块，运动控制模块通过光纤电缆与伺服驱动器通讯，伺服驱动器控制伺服电机的启停及运行参数，伺服电机带动马弗炉在设备支撑结构上沿Y轴、X轴移动与定位；PLC控制器通过RS485协议与马
弗罐上温度表通讯，读取当前工件温度。
[0011]根据本专利技术提供的一种多工位马弗炉设备的自动加热控制系统及方法，具有以下有益效果：
[0012]本专利技术提供的一种多工位马弗炉设备的自动加热控制系统及方法，将加热、抽真空、定点加热等操作全部集成在触摸屏上，操作集中简单，解决了操作不集中需要多点操作的问题；马弗炉与工位(马弗罐)定位轨迹采用位置控制模式，实现工位(马弗罐)选择定位功能；加热预约启动功能，可以设定马弗炉提前加热时间，时间到达后可以自动加热；加热温度到达自动退回功能，满足马弗炉加热完成自动退出马弗罐加热区域，马弗炉定位控制功能、加热预约启动功能和加热温度到达自动退回功能，解决了工作强度高需要人工移动马弗炉、工作等待时间长且需要马弗罐自然冷却后才能加热下批产品导致工作效率低、马弗炉温度较高人工移动存在安全风险的问题。
附图说明
[0013]图1为多工位马弗炉设备布局图；
[0014]图2为多工位马弗炉设备的自动加热控制系统的电气拓扑图；
[0015]图3为马弗炉定位控制与马弗炉加热控制操作界面图；
[0016]图4为马弗炉加热温度到达自动退回及加热预约启动参数设置界面图；
[0017]图5为马弗炉工位2定位控制程序1；
[0018]图6为马弗炉工位2定位控制程序2；
[0019]图7为马弗炉工位2定位控制程序3；
[0020]图8为马弗炉加热温度到达自动退回功能控制程序；
[0021]图9为马弗炉的加热预约启动功能控制程序。
具体实施方式
[0022]下面通过对本专利技术进行详细说明，本专利技术的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
[0023]在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0024]本专利技术提供了一种多工位马弗炉设备的自动加热控制系统，如图1所示，该多工位马弗炉设备包括位于不同工位上的多个马弗罐、真空机组、马弗炉、设备支撑结构。马弗炉通过伺服电机传动可以在设备主体上前后(Y轴)、左右(X轴)移动，对马弗罐中工件进行热处理；
[0025]如图2所示，该自动加热控制系统包括PLC控制器、运动控制模块、伺服驱动器、伺服电机、触摸屏、温度表、马弗炉控制单元，所述PLC控制器负责自动加热控制系统的数据接收与传输，保证整个控制系统正常运转，PLC控制器通过TCP/IP协议与触摸屏通讯，实现用户通过人机交互界面(触摸屏)向PLC控制器输入与读取操作信息；PLC控制器通过TCP/IP协议与马弗炉控制单元通讯，控制马弗炉加热工作并读取马弗炉运行参数；PLC控制器将马弗炉运动信息发送至运动控制模块，运动控制模块通过光纤电缆与伺服驱动器通讯，伺服驱
动器控制伺服电机的启停及运行参数，伺服电机带动马弗炉在设备支撑结构上前后(Y轴)、左右(X轴)移动与定位；PLC控制器通过RS485协议与马弗罐上温度表通讯，读取当前工件温度。
[0026]在一种优选的实施方式中，该PLC控制器包括定位选择模块、定位启动模块和定位速度设定模块，能够实现马弗炉至不同工位的定位控制；具体地：
[0027]定位选择模块，用于接收工位定位指令，在满足互锁条件时，指令生效，将工位定位指令发送至运动控制模块；其中，互锁条件包括急停、自动模式、X/Y轴伺服故障、非泵轮模式、X轴运动时Y轴在安全位置。
[0028]定位启动模块，用于接收定位启动指令，并发送定位启动指令至运动控制模块；
[0029]定位速度设定模块，用于接收输入的X轴定位速度数据与Y轴定位速度数据，并将X轴定位速度数据和Y轴定位速度数据发送至运动控制模块。
[0030]运动控制模块接收定位启动指令后，根据工位定位指令、X轴定位速度数据和Y轴定位速度数据，控制伺服驱动器及执行机构伺服电机的运转。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多工位马弗炉设备的自动加热控制系统，其特征在于，包括PLC控制器、运动控制模块、伺服驱动器、伺服电机、触摸屏、温度表、马弗炉控制单元；所述PLC控制器负责自动加热控制系统的数据接收与传输，通过TCP/IP协议与触摸屏通讯，实施用户通过触摸屏向PLC控制器输入与读取操作信息；PLC控制器通过TCP/IP协议与马弗炉控制单元通讯，控制马弗炉加热工作并读取马弗炉运行参数；PLC控制器将马弗炉运动信息发送至运动控制模块，运动控制模块通过光纤电缆与伺服驱动器通讯，伺服驱动器控制伺服电机的启停及运行参数，伺服电机带动马弗炉在设备支撑结构上沿Y轴、X轴移动与定位；PLC控制器通过RS485协议与马弗罐上温度表通讯，读取当前工件温度。2.根据权利要求1所述的多工位马弗炉设备的自动加热控制系统，其特征在于，所述PLC控制器包括定位选择模块、定位启动模块和定位速度设定模块，实施马弗炉至不同工位的定位控制；定位选择模块，用于接收工位定位指令，在满足互锁条件时，将工位定位指令发送至运动控制模块；其中，互锁条件包括急停、自动模式、X/Y轴伺服故障、非泵轮模式、X轴运动时Y轴在安全位置；定位启动模块，用于接收定位启动指令，并发送定位启动指令至运动控制模块；定位速度设定模块，用于接收输入的X轴定位速度数据与Y轴定位速度数据，并将X轴定位速度数据和Y轴定位速度数据发送至运动控制模块；运动控制模块接收定位启动指令后，根据工位定位指令、X轴定位速度数据和Y轴定位速度数据，控制伺服驱动器及执行机构伺服电机的运转。3.根据权利要求1所述的多工位马弗炉设备的自动加热控制系统，其特征在于，所述PLC控制器包括自动退回输入模块和自动退回启动模块，实施马弗炉加热温度到达后自动退出马弗罐加热区功能；自动退回输入模块，用于接收马弗罐到达加热温度后，马弗炉退出马弗罐加热区所需时间，在马弗炉到达指定工位且马弗炉升温至指定温度后，将退回时间指令传输至运动控制模块；自动退回启动模块，用于检测马弗炉到达退回时间后，将Y轴退回定位数据发送至运动控制模块，以控制伺服电机带动马弗炉退出马弗罐加热区。4.根据权利要求1所述的多工位马弗炉设备的自动加热控制系统，其特征在于，所述PLC控制器包括加热预约时间输入模块、加热预约启动模块和加热预约计时模块，实现马弗炉的加热预约启动功能；加热预约时间输入模块，用于接收加热预约时间数据，将加热预约时间数据发送至加热预约计时模块；加热预约启动模块，用于接收加热预约启动指令，并发送加热预约启动指令至加热预...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓杰，蒋忠义，王晋，延成昊，谢宏亮，刘啸航，张亚涛，
申请(专利权)人：西安航天发动机有限公司，
类型：发明
国别省市：