热处理生产过用到的热处理集控系统？

1 热处理生产过程控制系统

通过对工艺参数、工艺规程以及生产线的自动化控制，能大幅度提高生产效率、保证产品质量、降低安全风险，从而实现现代化生产。近年来，热处理过程的自动化控制向智能化控制发展，即实现了生产过程的自我跟踪、自我诊断、自我优化等功能。表1 为渗碳智能控制技术和传统控制技术的比较，从该表中可以很清楚地看出智能控制技术的优越性。

1.1 热处理生产自动控制装置的基本组成

自动控制装置基本上包括三个组成部分：

第一部分是测量元件和变送器。它的作用是测量为实施热处理工艺规程及产品技术要求所需的参数，并转换成控制器能够接收的信号。

第二部分是控制器（或称调节器）。它把变送器送来的测量信号与设定的信号进行比较，并将比较后的偏差按预定的规律进行计算，然后将计算结果送给执行器。

第三部分是执行器。它根据控制器发出的控制信号去操作供电、输气、机械动作等，以实现热处理工艺所要求的参数。

图1 所示为热处理炉温自动控制系统框图。在此闭环的控制系统中，控制器是一个关键环节，它包括了对测量信号的处理、测量信号与设定值的比较及控制量的产生。按控制器的类别可以将控制系统分为：常规控制系统和计算机控制系统。

▲图1 热处理炉温自动控制系统框图

1. 常规控制系统。

这种系统基本上都是用自动化仪表组合而成的，一般只有简单的数据处理功能，对信号进行一定量处理，没有运算功能。

2. 计算机控制系统。

这是以计算机为控制器的控制系统，控制程序由软件来实施，可以执行特定的控制算法及复杂的数学模型，甚至具有智能调控功能。

1.2 热处理生产过程控制的分类

1.2.1 根据控制的对象来分，可以分为以下两种：

1. 按时间来控制参数的热处理工艺过程控制。

这种热处理过程控制是以 “时间-温度”、“时间-渗剂流量” 等工艺曲线作为控制手段。这种控制结构属于总体上开环、局部闭环的控制方式，采用一般调节仪就能实现控制。但不能对生产过程中发生变化或受到干扰的参数作出反应，保证不了质量的稳定性。

2. 以最终性能为目标的热处理工艺过程控制。

这种热处理工艺过程控制以产品热处理最终性能技术要求为目标。例如渗碳，以渗层深度、表层碳含量、渗层浓度分布状态等为目标。这种控制需采用智能调节仪或计算机控制系统才能完成，是一种建立在数学模型模拟仿真基础上的闭环控制系统。这种工艺过程控制，有时要用数字程序控制。

1.2.2 根据控制规模来分，也可以分为两种：

1. 生产线顺序控制。除局部热处理工艺过程控制外，要求整条生产线进行顺序控制。这种控制采用顺序控制器、可编程控制器或微机来实施。

2. 全热处理车间生产过程控制。较先进的采用集散式控制系统（TDCS) 或称分解型控制系统（DSC) , 它将各设备的控制系统分散，而将全车间的管理高度集中。控制设备分前沿机（布置在设备前）和上位机（监控机）。

1.3 热处理生产过程控制的逻辑关系

热处理生产过程中，除了对工艺参数进行控制外，还必须按照一定的工艺路线将零件从一个热处理设备转移到另一个热处理设备，零件在这些设备中顺序完成规定的工艺操作后才能获得预期的性能。这样的过程控制通过顺序控制得以实现。顺序控制，就是发出操作指令后，控制系统能自动地、顺序地根据预先设定的程序或条件完成一系列操作，达到控制目的。顺序控制可以分为：时序顺序控制、逻辑顺序控制和条件顺序控制。

1. 时序顺序控制

控制指令按照时间排列，且每一程序的时间是固定不变的顺序控制，称为时间顺序控制。例如，零件的淬火过程按照一定的加热时间和冷却时间编排控制指令。

2. 逻辑顺序控制

控制指令按照动作先后次序排列而不是按时间排列，这就是逻辑顺序控制。例如，周期作业炉自动装料过程的控制，炉门打开到规定高度，推杆就自动往炉内装料，炉门打开时间不是控制条件。

3. 条件顺序控制

控制指令不是按时间和先后排列，而是根据事先规定的条件对控制动作有选择地逐次进行控制的顺序控制，称为条件顺序控制。例如，对工件在传送过程中进行挑选，满足条件的工件进入下一道加工工序，而不满足条件的工件则重新处理。

电子顺序控制器由各种无触点逻辑元件组成，可分为简易顺序控制器和可编程控制器。

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