PLC控制在我國熱處理設備中的應用與發展PLC控制在我國熱處理設備中的應用與發展PLC控制在我國熱處理設備中的應用與發展畢業設計（論文）題目:PLC控制在我國熱處理設備中的應用與發展院系：專業名稱：學號：學生姓名：指導教師:學位論文原創性聲明本人以信譽聲明：所呈交的畢業論文（設計)是在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果，論文中引用他人的文獻、數據、圖件、資料均已明確標注出,論文中的結論和結果為本人獨立完成，不包含他人成果及為獲得江陰職業技術學院或其他教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。畢業論文作者（簽字):簽字日期：年月日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保障、使用學位論文的規定，同意學校保留并向有關學位論文管理部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權省級優秀學士學位論文評選機構將本學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。本學位論文屬于1、保密□，在_________年解密后適用本授權書。2、不保密□。（請在以上相應方框內打“√”)目錄TOC\o”1—3”\h\u5088摘要 418162ABSTRACT 4146471PLC控制技術簡介 5202662熱處理簡介 5229092。1熱處理概述 5242432。2熱處理在機械加工中的重要性 621583PLC控制在熱處理設備中的應用 6116043。1爐溫控制 7117273.2氣氛控制 878173.3整體系統控制 9304094PLC控制在我國熱處理設備的發展 10112484。1PLC與CC-LINK結合 11233504。2PLC控制策略的新發展 1120224。3PLC動態適應性控制研究 1177425總結 1125131參考文獻： 13PLC控制在我國熱處理設備中的應用與發展摘要隨著科技的發展,以及社會的進步,人們的生產、生活發生了天翻覆地的變化,對于熱處理加工技術的要求也隨之提高.本次研究以我國目前的實際狀況基礎,從爐溫控制、氣氛控制和整體系統控制角度分析了PLC的發展歷程,并在分析的基礎，結合相關的理論知識和實踐經驗，進一步探究我國PLC控制技術的發展方向，為促進我國熱處理技術的發展做出所應有的貢獻.關鍵詞：PLC；程序控制；熱處理設備;應用與發展ABSTRACTWiththedevelopmentofscienceandtechnology,aswellastheprogressofsociety,people’sproductionandlifehavechangedovertime,andtherequirementsforheattreatmentprocessingtechnologyhavealsobeenimproved.Basedontheactualsituationofourcountry,thispaperanalyzesthedevelopmentcourseofPLCfromtheangleoffurnacetemperaturecontrol,atmospherecontrolandoverallsystemcontrol.Basedontheanalysisofthebasicknowledgeandpracticalexperience，thispaperfurtherstudiesthePLCcontrolTechnologydevelopmentdirection，inordertopromotethedevelopmentofChina'sheattreatmenttechnologytomakeitsduecontribution.Keywords:PLC;programcontrol；heattreatmentequipment；applicationanddevelopmentPLC控制技術簡介1969年,在市場需求的推動下，以及借助當時的科學技術，美國數字設備公司（DEC）在傳統繼電器的基礎上，研制出具有更高性能的邏輯控制器，也就是我們常說的PLC。PLC（ProgrammableLogicController)直接推動著工業控制技術的升級，為工業控制領域的技術革新提供了技術保障，以此同時,PLC的應用為提高人類社會的工業生產水平奠定了一個堅實的基礎。近年來,在計算機技術以及工業控制理論的推動下,我國的現代自動化技術實現了巨大的突破。作為現代控制技術的核心，PLC技術以其獨特的可靠性以及所顯示出來的高效率和高性價比，受到市場消費者的青睞。PLC的使用歷史較為久遠,蘇聯科學家在上世紀70年代,就已經采用將PLC和微型計算機相結合的方式，進行熱處理工藝的控制，并取得了良好的控制效果。以及蘇聯在制造高頻淬火機床時,舊也是以來PLC控制技術.美國科研工作者在研究液氮的儲存工作時，發現采用低合金鋼裝箱作為存儲器具時的控制較為麻煩，因此創新式的使用了PLC控制技術。美國福特汽車公司在進行實施低合金鋼裝箱滲氮工藝時,就利用PLC控制器來控制整個工藝流程。隨著科技的發展,我國根據國內外市場的需求，結合自身的實際狀況，在上世紀80年代,就開始引進國外的以PLC技術為基礎的自動化熱處理設備.隨著我國大批企業的引進國外的先進熱處理設備，我國的熱處理技術得到了巨大的提高,我國企業的熱處理自動化水平明顯改善.因此，從某種程度上來說,我國熱處理自動化水平的提高是直接受到國外先進的PLC技術的沖擊。熱處理簡介2。1熱處理概述在機械加工過程中，熱處理是其中最為關鍵的一個步驟之一，其加工質量的好壞與熱處理儀器的控制精度有著很大的影響.結合相關的理論知識和實踐經驗我們知道，熱處理工藝的質量高低與所使用的儀器設備有著很大的影響,對于材料的加工是對于材料本質的一種改變，只有更好的使得加工的材料適應所使用的環境，才能夠保障熱處理加工的效果。其中，所需要的處理條件和工序都有著嚴格的要求，這就需要規范的控制策略和措施來保證.2.2熱處理在機械加工中的重要性在機械制造過程中，熱處理具有著重要的作用，熱處理工序不僅可以改善加工零件的質量，還可以提高零件加工的效率。隨著機械行業對于產品制造的要求逐漸提高，企業的目標逐漸發生了變化，開始注重零件的精度、客戶的滿意度以及是否符合使用的要求等等.在這種目標的推動下，對于制造出具有核心競爭力的高質量產品,企業必須具備高超的制造工藝水平以及卓越的機械制造能力，為企業獲得市場的青睞提供保障.在機械加工行業里面，有一句以經驗為基礎的口頭禪,即“熱處理技術是零件的龍門，經過熱處理，零件一當數個用"。由此，我們知道在機械加工領域，熱處理技術具有著重要的作用。所以眾多企業在進行零件的加工時，為了保障零件的質量,都是用理論以PLC技術為基礎的熱加工技術，不僅保障了加工零件的質量，還最大程度的提高了零件加工的效率和水平。綜上所述,企業在進行機械加工的時候，應該采用熱處理技術，不僅可以最大程度的保障加工零件的質量，還可以減少在加工過程中所出現的無法避免的損失，為企業的營造更多的利潤空間。此外熱處理技術還可以提高零件加工的效率，節省零件加工的時間，提高零件加工的能力，為創造良好的社會效益奠定基礎。PLC控制在熱處理設備中的應用我國成立之初，由于我國特殊的歷史境遇，所以當時我國的工業基礎薄弱，熱處理技術落后且設備的自動化水平很低。隨著我國改革開放時代的到來,我國一些高瞻遠矚的企業家，在分析我國市場狀況的前提下,開始接住我國提供的優惠政策，積極的引進一批國外先進的熱處理設備，直接推動了我國熱處理技術的發展，提高了我國熱處理設備的自動化水平.我國將PLC技術主要應用在三個方面，即分別是爐溫控制、氣氛控制以及整體系統控制.3。1爐溫控制在改革開放之前，我國大多數企業使用的控制系統是微處理器控制系統，，上世紀80年代，我國的上海五二零廠率先引進國外的PLC控制的熱處理設備,結合該廠原有熱處理器的特點，即功率大，創新性的使用了TP801單板微處理機，提高了熱處理工藝的控制精度.在1988年,我國著名學者胡濱和胡德昌在理論分析的基礎上，使用數學模型，采用DDC數字控制和PID多回路直接控制爐溫工藝參數，并且CRT打孔輸入編程信息，實現控制.但是這種控制的精度較低，而且信息處理能力弱，使得熱處理設備無法進行普及使用。自上世紀80年代，PLC技術逐漸在我國的工業控制領域得到了巨大的應用，在1993年，南通市鋼絲繩廠率借助先進的PLC技術,優化了馬弗爐控制系統，將其中的人口將煤部門改為自動加煤，提高了系統的自動化控制水平。并且借助熱電偶作為檢測的主要儀器,對爐溫進行及時的監控，當爐溫小于設定值時，則進行自動加煤，提高爐溫,當爐溫達到標準時，則停止家煤，保持爐溫在設定值附近.PLC技術的應用，使得爐溫的主燃燒區的溫度不高于1250℃，爐溫在一個范圍內波動，變化較為穩定，此外，對于煤炭的使用率也得到了明顯的提高，計生了煤炭的使用,降低了企業生產的成本。上述是我國在應用PLC技術最早的一個嘗試,也是我國將其作為溫度控制地基礎。1998年，解放軍軍需工業學院以IP3416PLC原理為基礎，首次將PLC作為熱處理設備的溫控部件進行使用，并首次使用了PID回路，雖短了系統的控制時間，提高了控制系統的控制精度，使得系統的控制誤差滿足在一定的要求之內。與此同時,天津熱處理研究所將PLC技術與傳統的微型控制系統相結合，研制出了新型的熱處理系統,相對于原先的控制系統來說，該系統由于采用了固態調節，并且既能夠通過手動,又能夠自動的調解爐溫，所以提高了爐溫控制的穩定程度和適應程度。2000年，針對燃氣爐的爐溫控制問題，我國的東方汽輪機廠為了提高控制的精度，開始首次西方的組態軟件作為熱處理設備的控制端。該軟件的所使用的控溫設備主要是上位機工控組態軟件和下位機PLC調節軟件，并且將溫度的變化趨勢、溫度的平均計算值以及溫度在各區的檢測值顯示在電腦屏幕上。借助軟件的應用,使得PLC控溫系統的精度以及可靠性有了很大的改善，PLC控溫系統逐漸實現了自動報警等功能，該技術的應用直接標志著我國在PLC技術在溫控方面又有了更大的進步，技術也日益成熟。在2002年，北京科技大學另辟蹊徑，在研究鋼絲熱處理爐的自動系統過程中，基于PLC技術的使用，可以實時的根據所需要加工的鋼絲的直徑大小、批量多少進行控制，結果獲得了預期的熱處理效果和產量。但是,由于該系統沒有使用PID自動調節回路，增加了系統調節的難度和復雜程度.在2006年,中南大學成功更新箱式熱處理爐的控制系統。該系統基于PLC技術進行爐溫的控制，并且采用了PID進行爐溫的自動調節，保障了爐溫控制的準確程度，縮短了爐溫控制的時間，提高了爐溫控制的工作效率。在箱式熱處理控制方面，該控制技術能夠有效地發揮箱式熱處理爐的特點，達到良好的熱處理效果。在2008年，我國的遼寧科技大學根據鞍鋼集團的需求,為其設計了燃氣熱處理爐的溫度控制系統。該系統采用復合結構，將西門子和歐姆表PLC進行結合，將燃燒爐進行劃區監測，在各個區間安裝溫控儀器，進行PID和模糊控制。實際使用結果表明，該系統在爐溫的控制方面具有以下幾個優點，即分別是反應時間短、速度快以及穩定性能好，能夠實現爐溫的自動控制.該系統的設計成功表明我國PLC技術在熱處理方面的應用空間被打開，標志著PLC技術將在我國的熱處理設備中得到廣泛的應用.在2010年，南昌大學根據南京石油化工企業出現的問題，針對其原先配置的臺車式電阻爐進行了爐溫控制的設計，結合目前較為成熟的神經網絡控制原理，與PLC控制理論進行結合，使得設計出來的控制系統能夠快速的解決出現的溫控的顯性問題和非線性問題。該溫控系統實現了臺車式電阻爐的溫度自動控制，在實際應用中取得良好的表現，該系統為PLC控制在熱處理溫控中的成功應用案例，為下一步PLC控制應用指明方向。3.2氣氛控制熱處理依據可控氣體可以保證滲碳加工的層厚以及相應碳勢。在初期熱處理步驟中，的熱處理環境測評渠道往往囊括熱絲形態、紅外線氣形態與有關探頭形態等.經過PLC則可以合理的掌控裝置實施流程。1995年,長特公司第四工廠分析了冷拔光亮罩狀退火爐的控制現狀，利用了TSX-47范疇可編程掌控裝置，且依據實際需要開設了兩種氣體控制渠道。自主掌控時依據不同溫度狀況來操縱氮氣的基礎流量，手動掌控時直接可以對氮氣流量進行控制，實現熱處理步驟針對氣體需求范圍的控制.上海電器公司大眾電器中心于2004年挖掘了最新的真空滲氮裝置，在裝置作業步驟中，利用三菱PLC操縱裝置，設計了普遍的人機溝通范疇，便于觀察掌控執行的大部分充氣與抽氣操作。該裝置作業不難、維護簡便、運行穩固，是當前我國極具象征性的滲氮作業設施。天津創一爐業公司于2007年挖掘了高溫可控氛圍多用爐，其中可控氛圍恰恰是通過利用PLC掌控氣體的基礎流量，該裝置促使作業溫度大于1000℃,那一種技術逐步處于世界領先地位。3。3整體系統控制PLC控制最日常的特征就是通過編程環節實施,完成平臺的一切業務控制。在總體控制當中重點包含平臺動作環節控制、加工線中一切處理裝置控制以及整個集成操縱等。在熱處理生產裝置的設計層面,1995年，我國長春光機院校設計了激光熱處理機床，那一類設施可以針對鏡片實施激光熱處理操作，控制單元往往憑借PLC控制來形成。經過PLC同步操縱實施的環節包含業務監控、實施部門控制、輸入量操縱、光路操縱以及坐標方位操縱等，依據有關的編程可以實施環節控制.該設施在熱處理環節中針對業務的有效性與平穩性有一定的條件，PLC的控制完成了該設施的全面控制，處理了以往熱處理制造問題,為本國目前熱處理設施的核心標志。1999年，豐東熱處理企業設計了先進的熱處理操縱平臺，通過日本OMRON企業的C200H系統PLC控制替換了繼電器操縱。那一類熱處理裝置經過操縱推拉車實施物料變換,同時控制一切工藝流程的詳細業務，完成了一切熱處理環節的自動化。那一類裝置的改造同繼電器控制相比較，控制單一、可行性飆升、設施精度得以增加,為國內的熱處理設施更新提供對照。河海大學于2002年針對某軍領域的熱處理加工線實施改造挖掘,經過推薦運用需要和平臺研究，具體強調了有關總體熱處理加工線操縱決策。采納三菱FX2N128平臺的PLC對油壓站、以及回火爐一切控制，總體自動化加工線制造效果明顯增加，安全性獲得保障.那一類加工線的控制開發為本國實施一切熱處理加工線操縱提供了條件，在當前具備巨大的對照價值。我國勝利油田石油監管局于2004年對于石油鉆桿熱處理環節做出了分析.那一類熱處理平臺依據西門子S7—200PLC實施鉆桿熱處理制造的操縱，同時和組態工控用具構成了熱處理閉環平臺，由組態化工控用具統一操縱淬火PLC、回火PLC以及退火PLC，有效闡述了熱處理操縱的日常環節.此類研究為本國實施特殊工件的熱處理PLC操縱提供對照，促使研究者通過專業研究結果持久做出探討.西安石油學院以及西安奧邦技術領域于2006年統一設計了鈦管材感應退火爐PLC操縱平臺.此類技術重點是對于指定金屬鈦熱處理工藝開發的，采納了西門子S7-200系統PLC，完成了中頻感應加熱一切環節控制。那一類控制平臺全面圍繞熱處理項目中的問題發掘、工作行為、模式界定和一切子模型的起停展開研究，為國內指定金屬熱處理裝置的核心控制平臺.武漢三菱工控科技公司于2009年具體闡述了三菱M60數控平臺指令在有關熱處理機床當中的用途.M64數控平臺是三菱企業針對日常需求量實施夾持工件操作熱處理機床設計的操縱平臺，該平臺具備各式各樣的PLC接口，同時由該平臺指令專業操縱。在熱處理機床層面采納有關控制平臺開始視為發展局勢,M60數控平臺就是PLC在有關熱處理設施運用發展環節中的核心方式。2011年,沈陽理工學院以及東北特鋼公司開發了罩式爐的最新控制模式。此類設計通過西門子S7—300PLC作為操縱重點，采納了TIA操縱管理，完成了設施管理操縱的信息化。所開發的控制平臺既完成了罩式爐的工藝操縱，同時也完成了PLC操縱信息互動，為本國采納TIA操縱技術的核心工藝，該設施通過其較強的控制水平與信息集合互動取得了普遍的支持。PLC控制在我國熱處理設備的發展伴隨著PLC操縱技術在有關熱處理設施中運用的加強，國內的熱處理裝置控制能力迅速增加。PLC操縱技術所處理的數據內容、人機接口以及在線信息互動層面也逐步的改進，也不斷視為熱處理設施核心技術。在未來的運用當中,PLC操縱技術會進一步在熱處理設施中加深，取得不斷地發展。PLC在有關熱處理設施的發展局勢也包含不少方面。4。1PLC與CC—LINK結合在熱處理設施當中，一切加工平臺或制造車間的操縱集成受到有關工作者的重視。通過PLC和CC—LINK彼此融合，可以形成公司的管控系統化。鑒于PLC技術的實際總線技術可以合理的推動國內熱處理領域的實效、自動化以及柔性化發展,逐步提升本國采納熱處理公司的管控水準。4.2PLC控制策略的新發展PID控制普遍運用于以往的熱處理設施，盡管該決策可以確保熱處理設施實現預定目標，然而在平臺控制繁瑣的條件下無法確保控制程度。在熱處理設施控制平臺中,把神經平臺、模糊操縱、人為智能操縱以及PI補償操縱納入PLC控制領域，能實現平臺響應快、精確度大、平穩性極強等特征,促使PLC控制反映出一定的控制功能。在以后的熱處理設施PLC操縱中，必須提供多數有相對性的控制方案，來不斷處理現實控制環節中出現的問題。4。3PLC動態適應性控制研究目前熱處理設施趨于專項化、繁瑣化以及智能化發展,此類研究可以使適應詳細熱處理設施的PLC視為核心課題。因為發展方案與先進功能的要求，在新一代設計的PLC當中必須重視PLC硬件的動態對應性，來符合繁瑣算法針對硬件接口等需求。總結伴隨著控制項目理念的運用與發展,熱處理設施的操縱技術將會愈來愈全面.在將來熱處理設施控制的演變中，PLC則會隨著操縱技術的演變而出現新的趨勢.PLC技術同熱處理設施操縱技術會彼此吻合，致使PLC朝著愈加平穩化、專項化與準則化發展,熱處理設施向互聯網化、智能化以及平臺化發展.參考文獻:［1］李新奇。單片機的應用與發展[J]。電子世界,2017，（15)：92。［2017-10—09］。DOI：10。19353/ki.dzsj.2017。15.063［2]彭偉.基于PLC的石油鋼管熱處理爐控制系統的研究與設計[D]。燕山大學,2016.［3］原海峰.A356鋁合金汽車輪轂的熱處理工藝研究[D].燕山大學,2016。[4］張君霞。PLC控制在高溫合金定向凝固制備工藝中的應用[J］.鑄造技術,2016,37（11）：2433-2435.[2017—10—09］.DOI：10.16410/j。issn1000—8365.2016.11。034［5]金榮植.熱處理節能鋼鐵材料及在汽車制造業的應用[J]。汽車工藝師,2016，(12)：31—36。［2017—10-09].DOI：10.16173/ki.ame.2016。12。008[6]俞良英.PLC控制技術在液壓淬火機床中的運用研究[J]。山東工業技術,2016，(07）：22.[2017-10—09］.DOI:10。16640/ki。37-1222/t.2016.07。021[7]許雪貴，黃芳。基于PLC的熱軋耐火鋼改性研究[J]。熱加工工藝,2015,44（03）：69—71+75.(2015—03-06）[2017-10-09］。http：///kcms/detail/61。1133.tg.20150306。1449。020。htmlDOI：10.14158/ki。1001-3814.2015.03。020［8]張志鵬，吳燕.網絡技術在熱處理設備上的應用[J].金屬熱處理,2014，39（01）:154-158.[2017—10—09］。DOI：10。13251/j.issn.0254-6051.2014。01.032［9]陳懷忠，許雪貴，黃芳。基于PLC的鋼管環縫焊接性能研究［J]。兵器材料科學與工程,2014，37（03）:41—44.(2014-04—30)［2017—10—09]./kcms/detail/33。1331.TJ.20140430.2227。007。htmlDOI:10.14024/ki。1004—244x.2014.03。019［10］辛睿德.基于PLC的沼氣發酵監控與數據采集系統設計［D]。華中農業大學,2013.[11]JianShi，FrancescMiralles，LutzBirnbaumer，WilliamA。Large，AnthonyP。Albert.Store‐operatedinteractionsbetweenplasmalemmalSTIM1andTRPC1proteinsstimulatePLCβ1toinduceTRPC1channelactivationinvascularsmoothmusclecells[J]。JPhysiol，2017，5954:.［12]BeatrisAlonso,DavidBartolomé‐Martín，JoséJavierFerrero，JorgeRamírez‐Franco，MagdalenaTorres，JoséSánchez‐Prieto.CB1receptorsdown‐regulateacAMP/Epac2/PLCpathwaytosilencethenervetermina