專利名稱：網(wǎng)帶式熱處理爐的網(wǎng)帶速度閉環(huán)控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)帶式熱處理爐的網(wǎng)帶速度閉環(huán)控制方法，用于控制網(wǎng)帶運行的平穩(wěn)性和運行速度。屬于金屬熱處理設備技術領域。
背景技術：
熱處理是一種增加金屬零件特點是鋼鐵零件表面硬度及改善零件性能的方法。目前，決定熱處理滲碳質量的主要參數(shù)包括零件的成份、熱處理的溫度、滲碳時間。網(wǎng)帶式熱處理爐的滲碳時間定義為工件進入爐膛后隨網(wǎng)帶前進至離開爐膛的時間，該時間的長短由網(wǎng)帶速度決定，該時間的準確性由網(wǎng)帶速度的穩(wěn)定性決定。保持連續(xù)式網(wǎng)帶爐的網(wǎng)帶速度恒定，是保證熱處理產品質量的前提?，F(xiàn)有技術中，用于控制網(wǎng)帶速度的主要方法有兩種(1)調節(jié)網(wǎng)帶驅動電機的工作電壓，以改變電機運轉速度、達到控制網(wǎng)帶速度的目的。由于電機工作電壓與網(wǎng)帶速度沒有明確穩(wěn)定的聯(lián)系，實際上很難根據(jù)電機電壓的變化控制網(wǎng)帶的速度，因此該方法將逐步被淘汰。(2)采用變頻器調節(jié)網(wǎng)帶驅動電機的工作頻率達到控制網(wǎng)帶速度的目的。該方法為一種開環(huán)控制法，由于電機驅動系統(tǒng)中存在電機“失步”現(xiàn)象、低頻時電機功率的變化、傳動機構的打滑，以及負載變化等因素引起的影響，因此，網(wǎng)帶速度實際上是不穩(wěn)定的。
技術內容本發(fā)明需要解決的技術問題是克服現(xiàn)有網(wǎng)帶式熱處理爐網(wǎng)帶速度控制技術存在的網(wǎng)帶速度不穩(wěn)定的缺點，提供一種網(wǎng)帶式熱處理爐的網(wǎng)帶速度閉環(huán)控制方法。
本發(fā)明的技術問題可以通過采取如下措施解決網(wǎng)帶式熱處理爐的網(wǎng)帶速度閉環(huán)控制方法，其特點是由網(wǎng)帶電機驅動機構、旋轉編碼器、脈沖計數(shù)器、計算機或其他具有數(shù)字運算功能的儀表、變頻器構成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，1)在與網(wǎng)帶接觸的電機驅動系統(tǒng)的被動輪軸上安裝旋轉編碼器，旋轉編碼器的脈沖輸出端連接脈沖計數(shù)器的輸入端；
2)由脈沖計數(shù)器對旋轉編器的輸出脈沖進行計數(shù)，并實時復位清零以獲得單位時間內的脈沖數(shù)；3)采用計算機或其他具有數(shù)字運算功能的儀表將單位時間內的脈沖數(shù)換算成網(wǎng)帶運行的線速度，并根據(jù)網(wǎng)帶的長度換算出實時加熱時間；4)采用計算機其他具有數(shù)字運算功能的儀表將實時加熱的時間與要求達到的設定時間進行比較，以獲得偏差值、調整值，將調整值輸出到變頻器、調整變頻器的工作頻率，以調節(jié)網(wǎng)帶驅動電機的轉速，達到調整網(wǎng)帶速度、控制加熱時間的目的。
本發(fā)明的技術問題還可通過采取如下措施解決所述旋轉編碼器安裝在任意被動輪的輪軸上。
所述旋轉編碼器安裝在與網(wǎng)帶接觸面最大的被動輪軸上，使編碼器的角速度與網(wǎng)帶的線速度一致。
旋轉編碼器與安裝軸之間設有變速裝置。
旋轉編碼器1旋轉一周至少產生100個電脈沖信號。
旋轉編碼器1設置在支架3上，所述支架3可固定安裝在被測網(wǎng)帶電機轉軸旁。
本發(fā)明具有如下突出效果1、本發(fā)明的特點是在網(wǎng)帶電機的轉軸上設置旋轉編碼器，旋轉編碼器在旋轉過程中產生電脈沖信號，由外接的脈沖計數(shù)器計算脈沖個數(shù)，由計算機或其他具有數(shù)字運算功能的儀表PLC將單位時間內的脈沖數(shù)換算成網(wǎng)帶運行的線速度，以獲得網(wǎng)帶運行速度偏差值、調整值，將偏差值反饋回電機驅動系統(tǒng)，從而穩(wěn)定網(wǎng)帶的運行速度，實現(xiàn)連續(xù)式熱處理爐網(wǎng)帶速度的精確控制，從而實現(xiàn)連續(xù)式網(wǎng)帶爐熱處理產品的質量。
2、提高網(wǎng)帶式熱處理爐的整體性能，提高被處理零件的質量，提高產品質量的一致性、穩(wěn)定性。
3、具有節(jié)能、減少污染，符合綠色熱處理規(guī)范和要求，廣泛適用于各種連續(xù)式熱處理網(wǎng)帶爐的網(wǎng)帶速度的檢測和控制。
圖面說明

圖1是本發(fā)明實施例1的結構示意圖。
圖2是本發(fā)明實施例1的旋轉編碼器與電機被動軸的聯(lián)接示意圖。
優(yōu)選實施例從圖1、圖2可知，本實施例使用旋轉編碼器1、聯(lián)軸器2、脈沖計數(shù)器3、計算機4、變頻器5。網(wǎng)帶被動軸6與旋轉編碼器1之間采用機械聯(lián)接方式聯(lián)接，通過聯(lián)軸器2將兩者的轉軸聯(lián)接在一起。旋轉編碼器1的輸入為轉角信號、輸出為脈沖信號，即將機械轉動變?yōu)殡娒}沖信號，輸出的脈沖信號的數(shù)量反映轉角的變化。旋轉編碼器1與脈沖計數(shù)器3之間采用電信號形式連接，傳輸電脈沖信號的數(shù)量，脈沖計數(shù)器3將接收到(輸入)的脈沖信號數(shù)量轉換成數(shù)字形式，脈沖計數(shù)器3與計算機4之間通過RS232、RS422或RS485通訊方式連接，將電脈沖數(shù)量輸送給計算機4。由計算機4將脈沖數(shù)換算成單位時間內的轉角變化量及網(wǎng)帶7的速度，并根據(jù)網(wǎng)帶爐膛8的長度換算成加熱時間，再與設定時間比較，得到偏差值。計算機4與變頻器5之間將通過RS232、RS422或RS485進行數(shù)字通訊方式連接，或通過0～20mA電流信號進行模擬通訊方式連接，變頻器5根據(jù)數(shù)字通訊的指令或模擬量信號的大小，控制輸出信號頻率、從而控制網(wǎng)帶驅動電機的轉速。
當所述偏差值為正時，變頻器5的輸出信號頻率降低、控制網(wǎng)帶驅動電機9的轉速降低，反之，當所述偏差值為負時，變頻器5的輸出信號頻率升高、控制網(wǎng)帶驅動電機9的轉速升高，當所述偏差值為零時，變頻器5的輸出信號頻率不變、控制網(wǎng)帶驅動電機的轉速不變，從而保證網(wǎng)帶驅動電機9的轉速及網(wǎng)帶7的線速度恒定，保證工件在熱理爐8的時間穩(wěn)定不變，達到保證產品質量穩(wěn)定的目的。
從圖2可知，網(wǎng)帶7在熱處理爐8的爐膛中運行，網(wǎng)帶電機驅動機構9的被動軸6安裝在爐壁上，被動軸6通過聯(lián)軸器2與旋轉編碼器1的轉軸聯(lián)接起來，旋轉編碼器1通過支架10固定在熱處理爐8的爐壁上。
本實施例中旋轉編碼器1與網(wǎng)帶7接觸面積最大的被動輪軸聯(lián)接，以保證編碼器1的角速度與網(wǎng)帶7的線速度完全一致，旋轉編碼器1單位時間至少產生60個脈沖。旋轉編碼器1為現(xiàn)有技術常用的旋轉編碼器，規(guī)格要求旋轉一周至少產生100個電脈沖信號；脈沖計數(shù)器3為常用的脈沖計數(shù)器，其型號為ADAM-40；變頻器5為常用的變頻器；計算機4為常用的PC機，機內安裝通訊軟件及信號變換裝置。
本發(fā)明還可采用其他具有數(shù)字處理功能的儀表PLC代替計算機4，構成本發(fā)明的其他實施例。
權利要求
1.網(wǎng)帶式熱處理爐的網(wǎng)帶速度閉環(huán)控制方法，其特征是由網(wǎng)帶電機驅動機構、旋轉編碼器(1)、脈沖計數(shù)器(3)、計算機或其他具有數(shù)字運算功能的儀表(4)、變頻器(5)構成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，1)在與網(wǎng)帶接觸的電機驅動系統(tǒng)的被動輪軸(6)上安裝旋轉編碼器(1)，旋轉編碼器(1)的脈沖輸出端連接脈沖計數(shù)器(3)的輸入端；2)由脈沖計數(shù)器(3)對旋轉編碼器(1)的輸出脈沖進行計數(shù)，并實時復位清零以獲得單位時間內的脈沖數(shù)；3)采用計算機或其他具有數(shù)字運算功能的儀表(4)將單位時間內的脈沖數(shù)換算成網(wǎng)帶運行的線速度，并根據(jù)網(wǎng)帶的長度換算出實時加熱時間；4)采用計算機或其他具有數(shù)字運算功能的儀表(4)將實時加熱的時間與要求達到的設定時間進行比較，以獲得偏差值、調整值，將調整值輸出到變頻器(5)、調整變頻器的輸出信號頻率，以調節(jié)網(wǎng)帶驅動電機的轉速、調整網(wǎng)帶速度、控制工件加熱時間。
2.如權利要求1網(wǎng)帶式熱處理爐的網(wǎng)帶速度閉環(huán)控制方法，其特征是所述旋轉編碼器(1)安裝在任意被動輪的輪軸上。
3.如權利要求1網(wǎng)帶式熱處理爐的網(wǎng)帶速度閉環(huán)控制方法，其特征是所述旋轉編碼器安裝在與網(wǎng)帶接觸面最大的被動輪軸(6)上，使編碼器的角速度與網(wǎng)帶的線速度一致。
4.如權利要求1網(wǎng)帶式熱處理爐的網(wǎng)帶速度閉環(huán)控制方法，其特征是旋轉編碼器(1)與安裝軸之間設有變速裝置。
5.如權利要求1網(wǎng)帶式熱處理爐的網(wǎng)帶速度閉環(huán)控制方法，其特征是旋轉編碼器(1)旋轉一周至少產生100個電脈沖信號。
6.如權利要求1網(wǎng)帶式熱處理爐的網(wǎng)帶速度閉環(huán)控制方法，其特征是旋轉編碼器(1)設置在支架上，所述支架可固定安裝在被測網(wǎng)帶電機轉軸旁。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)帶式熱處理爐的網(wǎng)帶速度閉環(huán)控制方法，其特點是由網(wǎng)帶電機驅動機構、旋轉編碼器、脈沖計數(shù)器、計算機或其他具有數(shù)字運算功能的儀表、變頻器構成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。由旋轉編碼器在旋轉過程中產生電脈沖信號，由外接的脈沖計數(shù)器計算脈沖個數(shù)，由計算機或其他具有數(shù)字運算功能的儀表PLC將單位時間內的脈沖數(shù)換算成網(wǎng)帶運行的線速度，以獲得網(wǎng)帶運行速度偏差值、調整值，將偏差值反饋回電機驅動系統(tǒng)，從而穩(wěn)定網(wǎng)帶的運行速度，實現(xiàn)連續(xù)式熱處理爐網(wǎng)帶速度的精確控制，從而實現(xiàn)連續(xù)式網(wǎng)帶爐熱處理產品的質量。具有節(jié)能、減少污染，符合綠色熱處理規(guī)范和要求，廣泛適用于各種連續(xù)式熱處理網(wǎng)帶爐的網(wǎng)帶速度的檢測和控制。
文檔編號F27B9/30GK1508502SQ0214967
公開日2004年6月30日 申請日期2002年12月19日 優(yōu)先權日2002年12月19日
發(fā)明者潘健生, 錢初鈞, 董小虹, 王桂茂, 陳志強, 龍定海 申請人:順德市世創(chuàng)金屬科技有限公司, 上海交通大學材料科學與工程學院