模具爐生產線電氣系統方案設計

引言：模具爐生產線是為配合鋁行業用戶擠壓機而設計制造的，主要用于其廠內鋁合金模具擠壓前的均勻化熱處理。針對模具加熱爐6臺共用一套PLC系統，而控溫卻各自獨立的特殊情況，使用了儀表與PLC相結合的全自動控溫方式，該生產線六室集中控制，獨立控溫。電控系統由電源柜、風機柜、調功柜、儀表柜、等組成，采用以德國西門子公司的S7-300為控制核心，通過分別啟動六塊控溫儀表及配備觸摸屏等，可實現設備的溫度控制、邏輯控制、爐子運行狀況顯示等功能。

模具爐生產線是為配合鋁行業用戶擠壓機而設計制造的，主要用于其廠內鋁合金模具擠壓前的均勻化熱處理。該生產線由六臺模具爐和一臺移動升降料車組成。該爐的主要特點是六爐集中控制、單臺爐可分別啟動，移動料車多爐共用、精確對爐位。

1.模具爐生產線的功能

下圖為用戶的生產線布置示意圖：

移動料車載著待裝料爐的爐門及模具（爐門上有料架，模具放于料架上）準確停止在待裝料爐位下，移動升降料車升起將料放于爐內，爐門關閉，各鎖緊氣缸將爐門鎖緊，工控機將該型號模具加熱的工藝曲線下載到控溫儀表，啟動控溫程序，對應爐號內的風機，控制加熱器的儀表相繼啟動，高性能加熱器按照比例調節，加之獨特結構的熱風循環系統和控制系統，模具爐便可按設定的均熱工藝曲線自動快速升溫、保溫。出料時將料車精確停放在待出料爐位下，升降臺舉升到位后，鎖緊氣缸松開，升降臺承載爐門及模具下降并開往料臺位，吊車將模具吊往擠壓機工位，等待擠壓。

2.主要技術參數

用戶提供的技術要求中參數如下：

模具爐生產線是依據這些參數設計而成。

3.方案簡圖

針對模具加熱爐6臺共用一套PLC系統，而控溫卻各自獨立的特殊情況，便使用了儀表與PLC相結合的全自動控溫方式，運用編程的思路，采用嚴格、慎密的PLC編程語言將儀表上啟動/停止的信號引入PLC中，將其工作過程完全程序化，構成了PLC分別控制6室儀表啟停而6塊儀表分別控制加熱的相對獨立的控制方式。即使單臺加熱室有問題并不影響其它室的加熱，此程序邏輯嚴密，結構清晰，操作簡單。應客戶要求，要根據工模具規程將模具升溫加熱及保溫時間曲線提前存入儀表，使用時只需調用曲線號，且可根據新的工藝規程可隨時通過電腦將工藝曲線寫入儀表，設計時，硬件上用一根485轉232的連接線將6塊儀表與計算機連接起來，軟件上整合了FP23表中所要設定曲線信息的地址，計算機以此地址讀取或寫入儀表數據，此功能的使用精讀了大量的資料，運用了VB編程，最終取得了滿意的效果，是儀表控溫中一個新的亮點，為后續項目中儀表與計算機通訊奠定了基礎。

4.方案描述

本次設計僅針對該生產線電氣部分，電氣部分又分爐子和料車兩部分，現將兩部分中的關鍵點設計方案陳述如下：

4.1爐子電氣系統

該生產線六室集中控制，獨立控溫。電控系統由電源柜、風機柜、調功柜、儀表柜、等組成，采用以德國西門子公司的S7-300為控制核心，通過分別啟動六塊控溫儀表及配備觸摸屏等，可實現設備的溫度控制、邏輯控制、爐子運行狀況顯示等功能。

4.2移動料車電氣系統

該移動升降料車主要負責為六臺模具加熱爐裝卸料，該車電氣設計中的難點和關鍵點在與精確對爐位，一旦車在爐子方向精確對位后，料車升降臺（剪式結構）便可垂直升降裝卸料。

5設計總結

運用可編程控制器技術與高端儀表控溫的策略，對模具加熱爐進行電氣控制，從而提高控制系統的可靠性，穩定性，避免誤操作，減少維修工作量，降低維修成本。本次電氣控制設計在6室獨立加熱，計算機下載曲線到儀表，監控界面裝爐信息存儲，移動料車精確對位方面做了創新性設計與程序編制。

在本項目的調試中，通過用戶使用驗收，從各方面均達到了用戶的使用要求，驗證了我們設計文件的正確性和先進性，與國內外同類產品比較，具有結構合理、緊湊，技術先進可靠、成本低等優點。從而提高了我公司產品在日益激烈的市場中的競爭力。

參考文獻

[1]低壓電器選型手冊.

[2]低壓交流傳動選型手冊.

（作者單位：陜西安中機械有限責任公司）