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超低温深冷箱中TrustPLC CTSC-200 PLC的应用-深圳市合信自动化技术有限公司-中国传动网应用案例

信息来源:chuandong.biz  时间:2009-09-03  浏览次数:82

  摘要:本文介绍了超低温深冷箱的深冷工艺。根据深冷工艺介绍,结合TrustPLC CTSC-200系列产品的特点,描述了均匀深冷的实现过程就是通过PLC进行控制的,重点突出TrustPLC CTSC-200系列产品在超低温深冷箱中应用的优势。
  一、 工艺介绍
  对金属等材料进行深冷及超深冷处理,可以大大的稳定、细化组织、降低内应力、稳定工件尺寸、增加工件的耐磨及耐冲击性,从而达到提高工件精度延长工件寿命的作用,因此超低温深冷箱应运而生。
  图一:超低温深冷箱(左:箱体,右:液氮瓶)
  深冷工艺包括以下几个内容:
  1、深冷前处理;2、处理温度; 3、处理时间; 4、降温速度; 5、深冷次数; 6、深冷后处理
  我们最为关心的是2、3、4、5这几个点。一般对某工件进行深冷处理,不能迅速降温,要缓慢均匀逐渐降温,所以要进行分段处理。把整个过程分成好几段进行,每段又包括冷却和保温阶段。从当前温度在规定时间内缓慢冷却到此段的设定温度(即冷却阶段),然后在一段时间内维持这个设定温度(即保温阶段),当这一段走完,就进行第二段,如此一直走完所有设定段。具体要设定多少段,每段要设定多大冷却温度、多长冷却时间和保温时间,要看具体工件属性和经验,我们在这里只提供这个操作功能以方便设定。
  二、 技术方案
  它要求控温范围:室温~-190℃,控温精度:±2℃,降温速度:0℃~80℃/h
  以液氮为制冷剂,利用液氮汽化吸热以及低温氮气吸热制冷,可以达到深冷的效果。该系统由箱体、液氮瓶等组成。我们通过控制液氮瓶进入箱体氮气的流量来控制箱体里面的温度。
  图二:设备示意图
  如上图,
  冷却:液氮瓶1发出氮气,通过阀门1,在箱体经过迂回的管道,然后流入液氮瓶2进行回收。
  充氮:液氮瓶2发出氮气,通过阀门2,流入箱体内,风机把箱体里的氮气吹散,使箱体里的温度均匀,然后氮气经过出口散发到空气中。
  “冷却”动作降温缓慢,不能降到很低的温度,如-140℃以下,回收了氮气。而“充氮”动作降温迅速,可以降到很低的温度,消耗氮气。
  一般情况下进行“冷却”,在设定温度与当前温度相差超过5℃时,也进行“充氮”。
  当压力计达到一定值,或温度已到-140度还需往下降温时,就需要“充氮”,关闭“冷却”。
  此系统用到TrustPLC CTSC-200系列产品进行控制,具体配置为:CPU224+(晶体管) + 231-7PB ,人机界面用的是WeinView MT506M。
  三、 控制要点
  a) 采用CTSC 231-7PB热电阻模块,测量精度高,误差小。
  b) 程序中用到了CT的PID_T功能块,能较好的对超低温进行控制。
  PID_T功能块是集成在CPU内部,不占用用户程序空间,无需复杂编程,只需调用和设置一些简单的参数就可以使用,温度控制准确。
  c) 如何在冷却时间内让当前温度均匀降至设定的冷却温度。
  我们不能一下子把某段的设定温度作为PID_T的给定值,要把设定温度在设定时间范围内细分成很多份,以此来逐渐的接近设定温度,最终达到并稳定在设定温度。
  四、 总结
  厂家原来采用的是温控仪表对深冷箱进行控制,后来改用TrustPLC CTSC-200系列产品进行控制,智能化程序高,可灵活编程实现想要的功能,精度高,控制稳定,也节省了成本。采用触摸屏监控为用户提供了更方便、更人性化的人机交互。

    ——本信息真实性未经中国传动网证实,仅供您参考