《周浸循環(huán)腐蝕試驗(yàn)箱的研制技術(shù)交流ppt課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《周浸循環(huán)腐蝕試驗(yàn)箱的研制技術(shù)交流ppt課件（20頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

,技 術(shù) 交 流,周浸循環(huán)腐蝕試驗(yàn)箱的研制 —軟件開(kāi)發(fā)部分,1,背景分析,,周浸腐蝕試驗(yàn)箱是產(chǎn)品所腐蝕檢驗(yàn)的主體設(shè)備 1、承擔(dān)著武鋼耐火耐候鋼、高強(qiáng)度耐候橋梁鋼、耐蝕重軌、高耐蝕鐵路用鋼等課題的研發(fā)工作，試驗(yàn)任務(wù)量很大 。 2、現(xiàn)有一臺(tái)周浸腐蝕試驗(yàn)箱已運(yùn)行6年，隨著研究院開(kāi)發(fā)的耐蝕鋼品種越來(lái)越多，試驗(yàn)量越來(lái)越大，設(shè)備處于長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行，已進(jìn)入故障多發(fā)期。 3、現(xiàn)在市售的周浸腐蝕試驗(yàn)箱，并不能完全滿足試驗(yàn)的需求。 試驗(yàn)參數(shù)不能自動(dòng)記錄，不利于分析試驗(yàn)結(jié)果； 試驗(yàn)的主要參數(shù)，如溫度、濕度、照度控制精度低，均勻性差，易造成平行樣間數(shù)據(jù)的分散。,2,需求分析,,產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)離不開(kāi)先進(jìn)的腐蝕試驗(yàn)手段； 開(kāi)發(fā)周浸循環(huán)腐蝕試驗(yàn)箱專用軟件，軟件滿足試驗(yàn)的各種控制要求； 建立專家數(shù)據(jù)庫(kù)，發(fā)掘試樣的腐蝕規(guī)律，為耐腐蝕鋼種的開(kāi)發(fā)提供更好的試 驗(yàn)工具平臺(tái)； 武鋼、其它的大型鋼廠、科研院所有大量的需求。,高強(qiáng)度耐候橋梁鋼、耐蝕重軌等產(chǎn)品——市場(chǎng)上需求很大,3,國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,,日本須賀試驗(yàn)機(jī)株式會(huì)社80年代制成了一種周期浸潤(rùn)型復(fù)合腐蝕試驗(yàn)機(jī)（DUV-VD -3型浸漬腐蝕試驗(yàn)機(jī)）。它有浸漬-濕潤(rùn)-干燥或者浸漬-干燥-濕潤(rùn)兩種試驗(yàn)循環(huán)順序可供選擇，適用于金屬材料以及電鍍、涂漆、防銹油等表面處理后的耐蝕性試驗(yàn)。試樣由自動(dòng)升降裝置上下移動(dòng)，按設(shè)定的周期時(shí)間浸入腐蝕溶液，通入干燥空氣，在設(shè)定的順序和條件下反復(fù)循環(huán)進(jìn)行試驗(yàn)。 Pourbaix使用一個(gè)帶有轉(zhuǎn)輪的精巧系統(tǒng)，試樣安裝在輪子的邊緣，它們可以浸入蒸餾水、NaHSO3（亞硫酸氫鈉）或NaCL溶液，這三種溶液可分別用來(lái)模擬加速鄉(xiāng)村氣氛、工業(yè)氣氛和海洋氣氛下的大氣腐蝕情況。當(dāng)輪子旋轉(zhuǎn)時(shí)將試樣升高移出溶液，在40-60℃溫度區(qū)間內(nèi)干燥。機(jī)內(nèi)用一個(gè)紅外燈泡的調(diào)節(jié)來(lái)代表陰天和晴天的不同條件。當(dāng)試樣浸入溶液時(shí)測(cè)定電極電動(dòng)勢(shì)的變化情況。研究表明，幾個(gè)星期的實(shí)驗(yàn)可與一年或更長(zhǎng)時(shí)間的自然曝曬相匹配。 原航空航天工業(yè)部621所李牧錚等70年代也研究出一種類似的周期試驗(yàn)箱，輪盤以一定速度旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)試樣周期浸入試驗(yàn)溶液，浸入時(shí)間為1.5min，溫度為45±1℃，相對(duì)濕度75±5%，所用溶液是添加過(guò)硫酸鈉的氯化鈉溶液。,上述試驗(yàn)機(jī)在浸潤(rùn)時(shí)間、試樣表面溫度的控制方式、箱體結(jié)構(gòu)、控制精度等均不能滿足研究院耐腐蝕檢驗(yàn)的要求，這些都需要重新設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)軟件，完善周浸循環(huán)腐蝕箱的功能。,4,性能要求,,控制周浸腐蝕試驗(yàn)箱的溫度并保持溫度的一致性，溫度波動(dòng)小。 在要求的范圍內(nèi)控制周浸腐蝕箱的濕度，控制精度好。 保證試樣表面溫度的一致性，試樣表面溫度在可控可調(diào)，控制精度高。 試驗(yàn)參數(shù)可通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)置和測(cè)量。 主軸轉(zhuǎn)速可控可調(diào)。 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制并確保安全。,開(kāi)發(fā)的周浸循環(huán)腐蝕試驗(yàn)箱軟件滿足以下性能要求：,5,采用的標(biāo)準(zhǔn),,鐵道部周浸腐蝕試驗(yàn)箱要求 （TB/T 2375-93） 金屬和合金的腐蝕鹽溶液周浸試驗(yàn) （GB/T 19746-2005/ISO 11130:1999）,6,關(guān)鍵技術(shù)、難點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn),,通過(guò)采用電加熱棒加熱空氣，用熱空氣控制箱體溫度的方式，利用制冷 設(shè)備抑制過(guò)高溫度，實(shí)現(xiàn)溫度可調(diào)可控，為保證箱體內(nèi)溫度均勻，在箱 體內(nèi)安裝電扇，通過(guò)控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，促進(jìn)箱體內(nèi)空氣自循環(huán)。 采用霧化器加濕，相對(duì)濕度傳感器測(cè)量，用相應(yīng)的解耦算法來(lái)進(jìn)行相對(duì) 濕度控制。 對(duì)紅外燈實(shí)行單燈控制，利用測(cè)量試樣表面溫度、負(fù)反饋電路和控制軟 件，進(jìn)行單個(gè)紅外燈輸出功率控制，實(shí)現(xiàn)試樣表面溫度可調(diào)可控。 通過(guò)自主集成系統(tǒng)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔、直觀的人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控 制。 采用符合用電安全的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，保證試驗(yàn)的安全與穩(wěn)定。,關(guān)鍵技術(shù),7,關(guān)鍵技術(shù)、難點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn),,環(huán)境溫濕度的解耦控制 工件表面溫度和環(huán)境溫度的解耦控制 工件物料跟蹤,難點(diǎn),8,關(guān)鍵技術(shù)、難點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn),,通過(guò)合理的內(nèi)部空氣循環(huán)控制，制冷裝置和加熱裝置的控 制，保持周浸腐蝕試驗(yàn)箱內(nèi)溫度的均勻一致，波動(dòng)誤差在 ±1℃。 解決濕度、溫度控制上的耦合作用，保證溫度、濕度均能 單獨(dú)精確控制。 試樣表面溫度控制精度高，通過(guò)高精度的傳感器和紅外燈 照 度控制，保證試樣表面溫度達(dá)到預(yù)定值和精度。 控制界面簡(jiǎn)潔、直觀易于操作人員操作。,創(chuàng)新點(diǎn),9,研究?jī)?nèi)容及實(shí)施方案,,1、 控制系統(tǒng)配置圖,,10,研究?jī)?nèi)容及實(shí)施方案,,2、 主軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制,,3、 試驗(yàn)液槽和補(bǔ)充液槽液位控制,試驗(yàn)溶液采用耐腐蝕泵加載，當(dāng)試驗(yàn)輪72°圓心角對(duì)應(yīng)的共性區(qū)在液槽中 浸入到溶液時(shí)，通過(guò)液位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，停止試驗(yàn)溶液加載。試驗(yàn)補(bǔ)充溶液通 過(guò)耐腐蝕泵加載到補(bǔ)充液槽中，當(dāng)達(dá)到設(shè)定液位或人工干預(yù)停止加載。實(shí) 驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)液位開(kāi)關(guān)，電磁閥用實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充溶液補(bǔ)充消耗掉的試驗(yàn)溶液， 以控制液面。,根據(jù)試驗(yàn)轉(zhuǎn)動(dòng)盤的大小和材質(zhì)，選擇0.8kW左右的電機(jī)。主軸轉(zhuǎn)速在 0.5~2r/h之間可調(diào)可控。,11,研究?jī)?nèi)容及實(shí)施方案,,4、溫控系統(tǒng)工作原理及控制,,采用電加熱棒（兩臺(tái)）加熱空氣，用熱空氣控制箱體溫度，利用制冷設(shè)備 抑制過(guò)高溫度，實(shí)現(xiàn)40-50℃內(nèi)可調(diào)可控，控制溫度±1℃。為保證箱體內(nèi) 溫度均勻，在箱體內(nèi)安裝電扇，促進(jìn)箱體內(nèi)空氣自循環(huán)。 （1）加熱棒工作，功率可分3檔，兩加熱棒可分別控制，并且兩加熱棒位 于箱體的靠前的兩側(cè)安裝。溫度開(kāi)關(guān)用以控制加熱棒和制冷設(shè)備的 啟、停。 （2）制冷設(shè)備采用循環(huán)水冷卻的方法，在箱體左右兩端分別安裝進(jìn)氣孔 和出氣孔，以便監(jiān)測(cè)箱體內(nèi)的溫度。其中循環(huán)水管上安裝兩位兩通 電磁閥，當(dāng)箱體內(nèi)溫度過(guò)高時(shí)，電磁閥導(dǎo)通。當(dāng)箱體內(nèi)溫度達(dá)到冷 卻溫度時(shí)，電磁閥關(guān)閉。需要注意的是：水冷裝置中的風(fēng)扇處于常 開(kāi)狀態(tài)，以保證箱體內(nèi)的空氣循環(huán)流動(dòng)。 （3）電扇啟、停動(dòng)作，正常工作時(shí)，電扇保持工作狀態(tài)。,,環(huán)境溫度控制原理圖,12,研究?jī)?nèi)容及實(shí)施方案,,5、霧化裝置工作原理及控制,,對(duì)濕度的控制，采用箱體內(nèi)霧化器加濕，用濕度傳感器進(jìn)行相對(duì)濕度控 制，實(shí)現(xiàn)60-80%RH內(nèi)可調(diào)可控，控制精度為≯2%RH。濕度傳感器控制 霧化器的啟、停，滿足濕度控制的需要。,,濕度控制原理圖,,13,研究?jī)?nèi)容及實(shí)施方案,,6、紅外燈照度控制,,4臺(tái)紅外燈，對(duì)紅外燈實(shí)行單燈控制，利用測(cè)量試樣表面溫度和負(fù)反饋電 路，根據(jù)電壓分別進(jìn)行單個(gè)紅外燈功率控制，以保證試樣表面溫度在65- 75℃內(nèi)可調(diào)可控。總共有四個(gè)控制回路。,,單個(gè)工件表面溫度控制原理圖,,,14,研究?jī)?nèi)容及實(shí)施方案,,7、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),,數(shù)據(jù)經(jīng)PLC系統(tǒng)，上傳至上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)工藝流程顯示、工件物流跟蹤、數(shù) 據(jù)庫(kù)管理、曲線查詢、數(shù)據(jù)報(bào)表查詢打印、報(bào)警、相關(guān)工藝參數(shù)設(shè)定等。,,,,8、用電安全控制,停電保護(hù)——在設(shè)備運(yùn)行中電網(wǎng)停電，電網(wǎng)恢復(fù)供電后，設(shè)備不自行運(yùn)行。每次設(shè)備啟動(dòng)都需要人工給出信號(hào)，設(shè)備才能啟動(dòng)運(yùn)行； 短路保護(hù)——設(shè)備運(yùn)行中，由于電線老化或其它不明原因?qū)е略O(shè)備內(nèi)線路短路，設(shè)備能跳閘自動(dòng)切斷電源； 過(guò)熱保護(hù)——設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，由于控溫系統(tǒng)失靈，當(dāng)溫度達(dá)到報(bào)警保護(hù)溫度時(shí)，溫度開(kāi)關(guān)給出信號(hào)，設(shè)備停機(jī)，自動(dòng)切斷電源保護(hù)，報(bào)警保護(hù)溫度在60-70℃內(nèi)可調(diào)； 缺水保護(hù)——設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，當(dāng)霧化器缺水，設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間達(dá)不到規(guī)定相對(duì)濕度（給出信號(hào)），或者其它原因?qū)е略囼?yàn)溶液泄漏，不能滿足試驗(yàn)最低需要時(shí)，可增加液位超低開(kāi)關(guān)量信號(hào)或通過(guò)程序控制，實(shí)現(xiàn)設(shè)備停機(jī)； 設(shè)備接地保護(hù),15,研究?jī)?nèi)容及實(shí)施方案,,9、技術(shù)難點(diǎn)和重點(diǎn),,取Di=( Pi+1- Pi )–(Pi+1(t)- Pi(t)) Di -1=(Pi –Pi -1)–(Pi(t)–Pi -1(t)) Di和Di-1反映了相鄰?fù)ǖ缹?duì)主通道i的耦合作用，作為i通道模糊前饋解耦控 制器的輸入。模糊前饋解耦控制器的輸出為補(bǔ)償解耦信號(hào)βi，與主通道控 制器Di(s)的輸出信號(hào)ui疊加，作為被控量的控制量Ui。即Ui =ui+βi，其 中，βi=F(Di,Di -1)。,,,,,環(huán)境溫濕度的解耦控制、工件表面溫度和環(huán)境溫度的解耦控制，解耦控制 思路如下：,16,研究?jī)?nèi)容及實(shí)施方案,,10、軟件功能設(shè)計(jì)——PLC部分,,（1）數(shù)據(jù)采集模塊：相關(guān)開(kāi)關(guān)量和模擬量采集及標(biāo)度變換 （2）濾波模塊：模擬量的濾波處理軟件包 （3）通訊模塊：與儀表通訊，與上位機(jī)通訊處理軟件包 （4）環(huán)境溫度控制模塊：模糊算法軟件包 （5）工件表面溫度控制模塊：模糊PID算法軟件包 （6）環(huán)境濕度控制模塊：模糊算法軟件包 （7）溫濕度解耦控制模塊：含環(huán)境溫濕度及環(huán)境濕度與工件表面溫 度2個(gè)模糊解耦軟件包 （8）物料跟蹤模塊：工件物料跟蹤處理軟件包 （9）控制輸出模塊：相關(guān)開(kāi)關(guān)量和模擬量控制輸出 （10）安全處理模塊：報(bào)警及特殊狀況處理,,,,,17,研究?jī)?nèi)容及實(shí)施方案,,10、軟件功能設(shè)計(jì)——上位機(jī)部分,,（1）工藝流程畫面 （2）相關(guān)工藝參數(shù)設(shè)定 （3）生產(chǎn)作業(yè)單 （4）工件物流跟蹤 （5）數(shù)據(jù)庫(kù)管理 （6）曲線記錄及查詢 （7）數(shù)據(jù)報(bào)表查詢打印 （8）報(bào)警記錄及查詢 （9）網(wǎng)頁(yè)遠(yuǎn)程發(fā)布,,,,,18,技術(shù)指標(biāo)和參數(shù),,,（1）控制周浸腐蝕試驗(yàn)箱的溫度并保持溫度的一致性， 40～50℃可調(diào)，控制精度±1℃。 （2）在60-80%RH范圍內(nèi)控制周浸腐蝕箱的濕度，控制精度≯2%RH。 （3）保證試樣表面溫度的一致性，試樣表面溫度在65～75℃可控可 調(diào)，控制精度±1℃。 （3）試驗(yàn)參數(shù)可通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)置和測(cè)量。 （4）主軸轉(zhuǎn)速在0.5～2r/h之間可控可調(diào)。 （5）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制并確保安全。,,,,,技術(shù)指標(biāo)和參數(shù)要求如下：,19,The End,謝 謝 ！,20,