CN103834787A - 带锯条热处理的电气控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明关于带锯条热处理的电气控制装置，包括：主控制柜以及与其连接的三个加热控制柜、三个冷却控制箱、三个高频接口箱、一个收料控制箱和六个按钮控制操作盒；加热控制柜与淬火加热炉、一次回火加热炉和二次回火加热炉连接；冷却控制箱与淬火出炉冷却***、一次回火出炉冷却***和二次回火出炉冷却***连接；高频接口箱与淬火的预热高频***、一次回火的预热高频***以及二次回火的预热高频***连接；收料控制箱与收料机构连接；按钮控制操作盒与上料机构、淬火的进给装置、一次回火的进给装置、二次回火的预热高频***、收料机构的进给装置以及收料机构的收料装置连接。本发明提供的装置具有操作简单、功能全、结构简单以及维护方便等优点。

Description

带锯条热处理的电气控制装置

技术领域

本发明涉及电气自动化控制技术，特别是涉及一种带锯条热处理的电气控制装置。

背景技术

带锯条热处理控制***是对金属带锯条进行热处理的控制装置。在处理过程中，通过对带锯条进行加热及冷却，可调整带锯条的金属介质的物理特性，其主要工艺过程包括：

淬火预加热->淬火加热->淬火冷却->1次回火预加热->1次回火加热->1次回火冷却->2次回火预加热->2次回火加热->2次回火冷却->收料台->收料机构。

具体的，盘状带锯条通过上料机构及循环台被传动***带动，移动进入高频预加热***，经预热***加热至设定温度，随后进入淬火加热***加热到淬火温度，出炉由氮气冷却（氮气由氮气泵加压提供）后进入1次回火高频预加热，再次加热到预热温度后，进入1次回火加热炉，加热到设定温度后，再由氮气冷却至常温，经2次回火高频预加热，进入2次回火炉加热至设定温度后，由氮气再次冷却至常温后，进入收料台收料，剪切成盘。

目前的带锯条热处理行业普遍采用传统的继电控制，使用较为经济的仪表控制炉温，并且带锯传动控制也为单个普通电机控制，***较为简单。

发明人在实现本发明过程中发现：由于***传动控制为单电机拉动带锯传动，且拉动距离过长，因此，经常会出现整个处理长度内带锯力量不均的现象，从而影响了最终的质量；另外，由于进行温度控制的仪表独立设置，因此，***的集成度较低；单一的传动控制使走带过程中带锯的拉紧度经常达不到要求，从而产生废带，增加了成本；由于由人工调节收料速度，完成处理过程，因此，需要过多的操作人员，增加了人力成本，且增加了故障节点。由此可知，现有的电路控制方式稳定性较差，故障率较高，灵活性较差，且生产及维护成本较高。

有鉴于上述现有的带锯条热处理方式存在的问题，发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的带锯条热处理的电气控制装置，能够克服现有的带锯条热处理存在的问题，使其更具实用性。经过不断的研究设计,并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的带锯条热处理存在的问题，而提供一种新的带锯条热处理的电气控制装置，所要解决的技术问题是，提高电路控制方式的稳定性，降低故障率，提高实现的灵活性，并降低生产及维护成本。

本发明的目的及解决其技术问题可采用以下的技术方案来实现。

依据本发明提出的一种带锯条热处理的电气控制装置，包括：该装置包括：一个主控制柜、三个加热控制柜、三个冷却控制箱、三个高频接口箱、一个收料控制箱以及六个按钮控制操作盒；所述主控制柜与所述加热控制柜、冷却控制箱、高频接口箱、收料控制箱以及按钮控制操作盒均连接；所述三个加热控制柜与淬火加热炉、一次回火加热炉和二次回火加热炉分别连接；所述三个冷却控制箱与淬火出炉冷却***、一次回火出炉冷却***和二次回火出炉冷却***分别连接；所述三个高频接口箱与淬火的预热高频***、一次回火的预热高频***以及二次回火的预热高频***分别连接；所述收料控制箱与收料机构连接；所述六个按钮控制操作盒与上料机构、淬火的进给装置、一次回火的进给装置、二次回火的预热高频***、收料机构的进给装置以及收料机构的收料装置分别连接。

本发明的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

较佳的，前述的带锯条热处理的电气控制装置，其中所述主控制柜包括：西门子D435运动控制器。

较佳的，前述的带锯条热处理的电气控制装置，其中所述主控制柜通过PROFIBUS-DP网络与所述加热控制柜、冷却控制箱、高频接口箱、收料控制箱以及按钮控制操作盒分别连接。

借由上述技术方案，本发明的带锯条热处理的电气控制装置至少具有下列优点及有益效果：

1、减少了电缆的敷设，降低了故障率；

2、控制方式稳定，且操作简单；

3、控制方式灵活，且功能全面；

4、***结构简单；

5、生产及维护成本低，且可以自然的融入整个工厂的离散控制***中。

综上所述，本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极技术效果，成为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征以及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的带锯条热处理的电气控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的带锯条热处理的电气控制装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本发明的带锯条热处理的电气控制装置是以进口电气元件为基础设计的。本发明的装置改进了现有***的内部硬件控制方式，由现有的继电控制改为采用运动控制***的控制方式。该装置如附图1所示。

图1中的带锯条热处理的电气控制装置包括：一个主控制柜1、三个加热控制柜2、三个冷却控制箱3、三个高频接口箱4、一个收料控制箱5以及六个按钮控制操作盒6。

主控制柜1与加热控制柜2、冷却控制箱3、高频接口箱4、收料控制箱5以及按钮控制操作盒6均连接。生产线中的各个***可以由主控制柜1进行集中控制处理。主控制柜1可以安装设置于生产线周围，具备电源供电、动力驱动、信号检测以及信号传输等功能。用户可以通过主控制柜1上的触摸屏来配置相应的操作参数。

主控制柜1可以使用西门子运动控制***，如采用SIMOTION D435运动控制器。具体的，可以由集成于D435的S120电机模块驱动处理线上三台西门子电机，完成对带锯线的控制，达到处理金属带锯的目的，整个控制可以采用PROFIBUS-DP网络来保证控制过程，具体的，SIMOTION D435运动控制器带有PROFIBUS-DP及工业以太网接口，形成硬件冗余，以保证现场信号可以及时、准确且安全的传送至主控制柜1。

加热控制柜2主要用于控制生产线***中的三个加热炉，即一个加热控制柜2与淬火加热炉连接，另一个加热控制柜2与一次回火加热炉连接，第三个加热控制柜2与二次回火加热炉连接，以进行各自相应的控制。

冷却控制箱3主要用于控制生产线***中的三个加热炉的出炉冷却***，即一个冷却控制箱3与淬火出炉冷却***连接，另一个冷却控制箱3与一次回火出炉冷却***连接，第三个冷却控制箱3与二次回火出炉冷却***连接，以进行各自相应的控制。

高频接口箱4主要用于控制生产线***中的三个预热高频***，即一个高频接口箱4与淬火的预热高频***连接，另一个高频接口箱4与一次回火的预热高频***连接，第三个高频接口箱4与二次回火的预热高频***连接，以进行各自相应的控制。

收料控制箱5与生产线***中的收料机构连接，收料控制箱5主要用于控制该收料机构。

按钮控制操作盒6主要用于控制其所在的段的设备，即一个按钮控制操作盒6与上料机构连接，第二个按钮控制操作盒6与淬火的进给装置连接，第三个按钮控制操作盒6与一次回火的进给装置连接，第四个按钮控制操作盒6与二次回火的预热高频***连接，第五个按钮控制操作盒6与收料机构的进给装置连接，第六个按钮控制操作盒6与收料机构的收料装置连接，以进行各自相应的控制。

实际的生产线可以包括如下五个部分：

1、输入组（即AUX IN）部分。

锯条的进给由循环台完成，循环台可以为连续作业中锯条的焊接创造时间，由于严禁锯条停止移动的原因，因此，只有在操作员确认停止时方可停止。循环台的功能包括：创建循环及锁定锯条进行焊接。

该部分主要包括：上料辅助按钮控制操作盒、气阀（控制循环阀及夹紧阀）以及循环气缸。

上料辅助按钮控制操作盒的功能包括：

A、紧急停止：结束所有控制命令，设备停机。

B、自动停止：主控柜自动运行指示灯熄灭，传动停止。

C、回转轮启停（单键启停）：创建循环，回转轮弹出拉紧锯带。指示灯（绿色）点亮可启动该功能。

D、锯条锁定（单键启停）：气阀缸伸出压紧锯条，锯条停止移动。

E、指示灯（白色）点亮启动锁定功能。

2、淬火组（即GROUP1）部分。

淬火组部分包括：1#进给装置（即淬火的进给装置）、1#进给装置按钮控制操作盒、淬火加热装置和淬火冷却装置。

1#进给装置位于锯条回转台之后，可通过装置拉动锯条向前移动。通过触摸屏上自动锯带速度设定或JOG点动速度设定给定装置移动速度。

1#进给装置按钮控制操作盒的功能包括：

A、紧急停止：结束所有控制命令，设备停机。

B、自动停止：主控柜自动运行指示灯熄灭，传动停止。

C、1#感应炉启动（绿色）：外控启动1#感应炉，按钮指示灯点亮（绿色）为开启。

D、1#感应炉停止（红色）：外控停止1#感应炉。

E、进给轮开启/关闭：进给装置有四个转动的进给轮，由J02按钮控制操作盒控制，第一次按压可将进给轮锁定，再次按压可将其打开。按钮指示灯点亮表示已锁定。如需转动进给装置必须锁定进给轮。如果白色灯闪烁，表示虽然启动锁定但是气压偏低。通过关闭装置后部的气阀可停止空气供给。

F、进给轮点动：点动操作进给装置。

淬火加热装置：在进给装置的淬硬和冷却区，锯条被拉长。淬火加热装置中的进给装置与上述1#进给装置同步。但是由于锯条被加热，其同时也被延长了，温度的升高使锯条逐渐变长，因而需要补偿速度，使淬火加热装置中的进给装置比1#进给装置稍快。其速度可以在主控制柜1的触摸屏的1-2（张力设定1-2）来调整。补偿过多会导致齿形误差，即齿顶距离会过大。补充过少会使锯条在熔炉中未充分延展。两种情况都会影响质量。

淬火炉包括四个区，各区均由一功率控制元件（即调功器）控制加热元件，加热元件与调功器之间设有一个变压器。针对各区温度控制均设有热电偶，以控制并监测温度。温度控制及温度监测可以单独设置，若炉内温度过高，可以由监测温度的仪表将加热接触器断开，过热保护装置可以设定温度门限值为1250摄氏度。保护及加热装置可以设置在炉侧的控制柜中。

加热控制可以在主控柜1的触摸屏上操作实现。

淬火冷却装置：包括两个冷却电路，其中一个冷却电路在鼓风机的帮助下将气体循环排出，以冷却温热的锯条。第二个冷却电路将回流的气体冷却。淬火冷却装置可以是一个换热器（气体/水），置于一个充满冷水的冷却槽中。冷却槽可以包括：鼓风机、电力进水阀、手动进水阀、明沟排水、以及排水阀门。

淬火冷却装置还可以包括：温度计（IR型）放大器、及其对应的局部显示装置、温度计(IR型）测量感测头、有感应器的HF箱、湿度计／温度计、及其对应的局部显示装置。湿度计／温度计可以测量HF箱内的湿度和温度值，高湿度值表明感应器周围漏水，高湿度值会触发报警并停止HF。

3、一次回火装置（即GROUP2）部分。

一次回火装置部分包括：2#进给装置按钮控制操作盒、一次回火加热装置以及一次回火冷却装置。

2#进给装置按钮控制操作盒的功能包括：

A、紧急停止：结束所有控制命令，设备停机。

B、自动停止：主控柜自动运行指示灯熄灭，传动停止。

C、2#感应炉启动（绿色）：外控启动2#感应炉，按钮指示灯点亮（绿色）为开启。

D、2#感应炉停止（红色）：外控停止2#感应炉。

E、进给轮开启/关闭：进给装置有四个转动的进给轮，由J02按钮控制操作盒控制，第一次按压可将进给轮锁定，再次按压可将其打开。按钮指示灯点亮表示已锁定。如需转动进给装置必须锁定进给轮。如果白色灯闪烁，表示虽然启动锁定但是气压偏低。通过关闭装置后部的气阀可停止空气供给。

F、进给轮点动：点动操作进给装置。

一次回火加热装置的一次回火炉由四个区组成，各区均由一功率控制元件（如调功器）控制三组加热元件。针对各区的温度控制，均设置有热电偶，以控制温度并监测温度。控制温度及监测温度单独设置，若炉内温度过高，由监测温度的仪表将加热接触器断开，过热保护装置设定的温度门限值可以为750摄氏度。保护及加热装置可以设置在炉侧的控制柜中。

一次回火加热装置的加热控制可以在主控柜1的触摸屏上操作设置。

一次回火冷却装置包括两个冷却电路，其中一个冷却电路在鼓风机的帮助下将气体循环排出，以冷却温热的锯条。第二个冷却电路将回流的气体冷却。一次回火冷却装置可以是一个换热器（气体/水），置于一个充满冷水的冷却槽中。

冷却槽可以包括：鼓风机、电力进水阀、手动进水阀、明沟排水、以及排水阀门。

一次回火冷却装置还可以包括：温度计（IR型）放大器及其对应的局部显示装置、温度计(IR型）测量感测头、有感应器的HF箱、湿度计／温度计及其对应的局部显示装置。湿度计／温度计可以测量HF箱内的湿度和温度值，高湿度值表明感应器周围漏水，高湿度值会触发报警并停止HF。

4、二次回火装置（即GROUP3）。

二次回火装置部分包括：2#回火高频预热按钮控制操作盒、二次回火加热装置以及二次回火冷却装置。该部分还可以包括：高频冷却风机、有感应器的HF箱、感应炉工件测温仪以及温湿度传感器。温湿度传感器主要用于检测HF箱温湿度。

2#回火高频预热按钮控制操作盒的功能包括：

A、紧急停止：结束所有控制命令，设备停机。

B、动停止：主控柜自动运行指示灯熄灭，传动停止。

C、3#感应炉启动（绿色）：外控启动3#感应炉，按钮指示灯点亮（绿色）为开启。

D、3#感应炉停止（红色）：外控停止3#感应炉。

E、进给轮点动：点动操作进给装置。

二次回火加热装置的二次回火炉由四个区组成，各区均由一功率控制元件（如调功器）控制三组加热元件。针对各区的温度控制，均设置有热电偶，以控制温度并监测温度。控制温度及监测温度单独设置，若炉内温度过高，由监测温度的仪表将加热接触器断开，过热保护装置设定的温度门限值可以为750摄氏度。保护及加热装置可以设置在炉侧的控制柜中。

二次回火加热装置的加热控制可以在主控柜1的触摸屏上操作设置。

二次回火冷却装置包括两个冷却电路，其中一个冷却电路在鼓风机的帮助下将气体循环排出，以冷却温热的锯条。第二个冷却电路将回流的气体冷却。一次回火冷却装置可以是一个换热器（气体/水），置于一个充满冷水的冷却槽中。

冷却槽可以包括：鼓风机、电力进水阀、手动进水阀、明沟排水、以及排水阀门。

二次回火冷却装置还可以包括：温度计（IR型）放大器及其对应的局部显示装置、温度计(IR型）测量感测头、有感应器的HF箱、湿度计／温度计及其对应的局部显示装置。湿度计／温度计可以测量HF箱内的湿度和温度值，高湿度值表明感应器周围漏水，高湿度值会触发报警并停止HF。

5、收料辅助装置（即AUX OUT）部分。

该部分包括：3#进给装置按钮控制操作盒和收料辅助按钮控制操作盒。

3#进给装置按钮控制操作盒的功能包括：

A、紧急停止：结束所有控制命令，设备停机。

B、自动停止：主控柜自动运行指示灯熄灭，传动停止。

C、进给轮开启/关闭：进给装置有四个转动的进给轮，由J05按钮控制操作盒控制，第一次按压可将进给轮锁定，再次按压可将其打开。按钮指示灯点亮表示已锁定。如需转动进给装置必须锁定进给轮；如果白色灯闪烁，表示虽然启动锁定但是气压偏低。通过关闭装置后部的气阀可停止空气供给。

D、进给轮点动：点动操作进给装置。

收料辅助按钮控制操作盒的功能包括：

A、紧急停止：结束所有控制命令，设备停机。

B、自动停止：主控柜自动运行指示灯熄灭，传动停止。

C、手动/自动：切换收料装置控制方式，手动模式收料装置使用按钮控制操作盒上旋钮控制，收料速度由触摸屏设定（详见触摸屏说明），收料夹紧阀启动夹紧带锯，并可使用剪切旋钮剪切带锯。自动模式收料装置依靠摆臂气缸位置自动控制，可在触摸屏上设置自动模式时收料速度比（详见触摸屏说明）。

D、带锯剪切：手动模式剪切带锯。

E、收料盘收料：手动模式启动收料盘。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种带锯条热处理的电气控制装置，其特征在于，该装置包括：一个主控制柜、三个加热控制柜、三个冷却控制箱、三个高频接口箱、一个收料控制箱以及六个按钮控制操作盒；

所述主控制柜与所述加热控制柜、冷却控制箱、高频接口箱、收料控制箱以及按钮控制操作盒均连接；

所述三个加热控制柜与淬火加热炉、一次回火加热炉和二次回火加热炉分别连接；

所述三个冷却控制箱与淬火出炉冷却***、一次回火出炉冷却***和二次回火出炉冷却***分别连接；

所述三个高频接口箱与淬火的预热高频***、一次回火的预热高频***以及二次回火的预热高频***分别连接；

所述收料控制箱与收料机构连接；

所述六个按钮控制操作盒与上料机构、淬火的进给装置、一次回火的进给装置、二次回火的预热高频***、收料机构的进给装置以及收料机构的收料装置分别连接。

2.根据权利要求1所述的电气控制装置，其特征在于，所述主控制柜包括：西门子D435运动控制器。

3.根据权利要求1所述的电气控制装置，其特征在于，所述主控制柜通过PROFIBUS-DP网络与所述加热控制柜、冷却控制箱、高频接口箱、收料控制箱以及按钮控制操作盒分别连接。

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