I. Proje Arka Planı ve Kapasite Eşleştirme Mantığı

Bu vaka çalışması, çapı 245 mm ve uzunluğu 500 mm olan, her biri 68,406 kg ağırlığında A6061 ve 5083-H111 alüminyum alaşımlı çubukları işleyen bir alüminyum alaşımlı indüksiyonlu ısıtma üretim hattını içermektedir.

Kapasite tasarım türetme yolu şu şekildedir: parça başına 246 saniyelik çevrim süresi ile, 3600 saniyeyi 246 saniyeye bölmek saatte 14,634 parça verir; 14,634 parçayı 68,406 kg'lık tek parça ağırlığı ile çarpmak, yaklaşık 1.000 kg/saat'lik bir çıktı kapasitesi verir. Bu hesap zinciri, çevrim süresinin tüm üretim hattının güç konfigürasyonu, konveyör mekanizması hızı ve ayırma mantığı için temel parametre olduğunu göstermektedir – keyfi olarak ayarlanabilen bir gösterge değil.

Isıtma sıcaklığı gereksinimi 480 ila 495°C'dir, izin verilen sapma ±15°C'dir. Ekipman teklifinde verilen çalışma sıcaklığı aralığı 460 ila 480°C'dir, bu da alıcının proses gereksinim aralığından hafif bir kayma göstermektedir. Bu fark tipik olarak fiili dövme işlemine dayalı olarak devreye alma aşamasında kalibrasyon onayı gerektirir.

II. Güç Kaynağı Sistemi Konfigürasyonu

Isıtma güç kaynağı, tam dijital IGBT güç kaynağı, IGBT300/0.15 modeli, 300 kW nominal gücü ve 0,15 kHz, yani 150 Hz nominal frekansı kullanır. Sistem güç faktörü 0,9'un üzerindedir.

İnvertör, hızlı tristörleri IGBT modülleriyle birleştirir, 380V giriş voltajı ve 1000V çıkış voltajı vardır. Kontrol programı otomatik voltaj regülasyonu özelliğine sahiptir. Koruyucu cihazlar aşırı akım, aşırı voltaj, topraklama, hızlı sigorta, frekans anormalliği ve soğutma suyu anormalliği koşullarını kapsar.

İndüksiyon bobini, Luoyang Copper T2 oksijensiz soğuk çekilmiş bakır boru kullanılarak, %99,9'dan az olmayan saflıkta ve 2,0 mm'den az olmayan et kalınlığında bakır borudan yapılmıştır. Sarım sonrası bobin, iyi yalıtım sağlamak için asitle yıkama, yüksek sıcaklıkta yalıtkan vernik emprenye etme ve dirençli fırında pişirme işleminden geçer, toprağa karşı dayanım voltajı 5000V'dan az değildir. Bobin tasarım ömrü 8.000 saatten az değildir. Fırın astari östenitik paslanmaz çelik boru kullanır.

III. Frekans Seçimi ve Yük Karakteristikleri

Bu ekipmanın nominal frekansı 150 Hz'dir ve orta frekanslı indüksiyonlu ısıtma aralığına girer. Paralel rezonanslı bir yükte, indüktans L ve kompanzasyon kapasitörünün değerleri belirlendikten sonra doğal rezonans frekansı da belirlenir. Yük (indüktör) empedansı değiştikçe, doğal frekans da sürüklenir – fırın boş veya hafif yüklüyken frekans daha düşüktür, fırın soğuk malzeme ile tam yüklüyken daha yüksektir.

Bu yük karakteristiği, başlangıç aşamasına gereksinimler getirir: başlangıç frekansının gerçek yük frekansına ne kadar yakınsa, başlangıç başarı oranı o kadar yüksek olur. Teklifte benimsenen frekans tarama başlangıç yöntemi, ekipmanı başlatmak için yük frekansı değişimi aralığını kapsayan bir dizi frekans gönderir, yük değişikliklerinden etkilenmez, böylece başlangıç güvenilirliğini artırır. Ekipman çalışma sırasında otomatik frekans izleme kontrolü kullanır, manuel ayarlama gerektirmez; farklı frekans bantlarında kullanıldığında, uygun kompanzasyon kapasitör bankasını bağlamak uygun empedans değerine ayarlar.

IV. Soğutma Suyu Sistemi Parametreleri

Soğutma suyu giriş sıcaklığı gereksinimi 5 ila 35°C, çıkış sıcaklığı 55°C'nin altında ve çalışma basıncı 0,2 ila 0,3 MPa'dır. Güç kaynağı bölümü için soğutma suyu akış hızı 7,5 m³/saat, fırın gövdesi bölümü için 37,5 m³/saat ve toplam su gereksinimi 45 m³/saat'tir. Soğutma yöntemi kapalı devre soğutma kulesi kullanır.

Güç kabininin iç su devresi düzenleme mantığı ayrı olarak açıklanmayı hak ediyor: tüm hortumlar karbonsuz kauçuktan yapılmıştır ve bileşenler arasındaki su yolu uzunluğu, su yolu aracılığıyla bileşenler arasındaki çapraz kirlenmeden kaynaklanan ekipman kararsızlığını önlemek için en az 1,5 ila 2 metrede tutulur. Dönüş suyu (sıcak su) için kırmızı borular ve giriş suyu (soğuk su) için mavi borular kullanılır, akış yönünün hızlı ayırt edilmesi için. İç metal su deposu merkezi su temini için 304 paslanmaz çelik kullanır. Tüm branşman borularına sıcaklık sensörleri takılmış ve numaralandırılmıştır; su sıcaklığı anormal olduğunda, kontrol sistemi alarm verir ve dokunmatik ekranda arızalı su hattı numarasını görüntüler.

V. Mekanik Taşıma ve Ayırma Mekanizması

Çubuklar elle depolama platformuna düzgün bir şekilde yerleştirilir. Dönme mekanizması, ısıtma ritmine göre çubukları besleme oluğuna çevirir. Besleme mekanizması, ritme göre düzgün bir hızda besleme yapan bir silindir besleme sistemidir.

Boşaltma ucu, malzeme devrilmesini önleyecek yeterli kuvvete sahip, su soğutmalı altıgen şaftlı makara ve konveyör zincirinden oluşan hızlı bir boşaltma cihazı ile donatılmıştır ve yapısal mukavemeti ve yüksek sıcaklık direnci, bu projedeki çeşitli malzeme spesifikasyonlarının ihtiyaçlarını karşılar.

Ayırma mekanizması, düşük sıcaklıktaki ve yüksek sıcaklıktaki malzemeleri hızlı, doğru ve zamanında ayırabilen, oluklar aracılığıyla ilgili kutularına taşıyan üç parçalı bir tasarımdır. Dövme parçaların ilk dövme sıcaklığı 480 ila 495°C arasında kontrol edilmelidir (ayar müşterinin işlemine göre ayarlanabilir). Bu sıcaklık aralığındaki dövme parçalar bir sonraki işlem adımına geçer; dövme sıcaklığının altında veya üstündeki dövme parçalar farklı kutulara ayrılır, %100 ayırma oranı ile.

VI. Sıcaklık Ölçümü ve Sıcaklık Kontrolü

İndüktörün fırın çıkışına özel bir alüminyum alaşımlı sıcaklık ölçüm cihazı takılmıştır. Çıkıştan belirli bir mesafede fırının yan tarafına bir delik açılır ve farklı çalışma koşullarının sıcaklık ölçüm ihtiyaçlarını karşılamak için özel bir alüminyum alaşımlı sıcaklık ölçüm cihazı takılır. Ölçüm cihazının sıcaklık farkı çok büyük olduğunda veya sıcaklık anormal olduğunda sesli ve görsel bir alarm tetiklenir.

İlk dövme sıcaklığı insan-makine arayüzünde ve büyük ekran göstergesinde gerçek zamanlı olarak görüntülenebilir. Sıcaklık ölçümü, sıcaklık göstergesi ve depolama fonksiyonları (180 günlük depolama süresi) ve üst ve alt limit alarm cihazları ile donatılmış bir kızılötesi termometre kullanır. Sıcaklık ölçüm cihazı yüzey oksit tabakası, toz, duman veya su buharından etkilenmez. Sıcaklık ölçüm cihazının doğruluğu ve dayanıklılığı 12 ay boyunca garanti edilir.

VII. Elektrik Kontrolü ve İnsan-Makine Arayüzü

Kontrol kabini, oksidasyonu önlemek için toz kaplamalı yüksek mukavemetli levhadan yapılmış, elektromekanik entegre bir kontrol kutusu kullanır. Harici kontrol kabini, en az IP54 koruma seviyesine göre üretilmiştir. Kabindeki ana alçak gerilim elektrikli bileşenler Schneider Electric marka, devre kesiciler Chint, kablolar yüksek kaliteli bakır çekirdekli kablolar ve sinyal hatları blendajlı kablolardır.

PLC, Profinet iletişim arayüz modülüne sahip bir Siemens S7 serisi ünitedir ve program tasarımı bir arıza bilgisi geri bildirim ve kendi kendine teşhis sistemi içerir.

İnsan-makine arayüzü, Pekin Kunlun Tongtai'den 15 inç renkli dokunmatik ekran (TPC1571) kullanır. Programla ilgili ayarlar dokunmatik klavye aracılığıyla girilebilir ve doğrulanmış ve saklanmış ürün parametreleri (50'den fazla işlem parametresi yükleme ve okuma kapasiteli) herhangi bir zamanda sorgulanabilir ve yazdırılabilir. Çevrim süresi (doğrudan girilen süre) ve malzeme uzunluğu bu ekranda ayarlanabilir ve ekran otomatik olarak düşük sıcaklıktaki malzeme, nitelikli malzeme ve yüksek sıcaklıktaki malzeme miktarını kaydeder.

İşletim iki moda ayrılmıştır: otomatik ve manuel, iki konumlu seçici anahtar aracılığıyla değiştirilir. Otomatik modda, tüm cihaz yalnızca başlat ve durdur düğmeleri kullanılarak başlatılıp durdurulabilir; manuel modda, düğmeler kullanılarak çeşitli fonksiyonlar tek tek başlatılabilir, tüm işlemler dokunmatik ekranda gerçekleştirilir.

Akıllı arıza tanımlama fonksiyonu, yanlış kullanım veya özel çalışma koşulu alarmları oluştuğunda arıza içeriğini görüntüler ve ilgili çözümleri sunar, operatörlerin yaygın arızaların %90'ından fazlasını hızlı bir şekilde ele almasını sağlar. Orta frekans güç kaynağı kabini bir arıza teşhis paneli ile donatılmıştır. Sistem aşırı voltaj, aşırı akım, su kesintisi veya sigorta arızası gibi arızalar yaşadığında, makineyi hemen durdurur ve ana güç anahtarını otomatik olarak ayırır.

VIII. Dövme İşletmeleri İçin Özel Çalışma Modları

İlk çalışma modu: Her vardiya başladığında, indüksiyonlu ısıtma sistemi yeni başlamıştır ve indüktör fırınının içindeki sıcaklık ilk sıcaklıktır. Düşük sıcaklıktaki malzeme üretimini azaltmak için, bu mod, ısıtılan malzeme ritim veya hızla beslendiğinde, her çubuğun dövme sıcaklığına ulaşmasını sağlamak için ritim veya hızda gücü buna göre artırır veya korur.

Menü modu: Kullanıcı işlenmiş kütüğü yeniden ısıttığında, menüye sadece sipariş numarasını girmesi yeterlidir ve indüksiyonlu ısıtma sistemi, manuel ayarlama gerektirmeden menüdeki ısıtma verilerine göre otomatik olarak çalışır, ürün ısıtma kalitesinde tutarlılık sağlar.

Fırın temizleme modu: Günlük işten sonra fırın temizliği gerektiğinde, sadece fırın temizleme modu etkinleştirildiğinde, besleme mekanizması ayarlanmış ritme göre boş manken malzeme iterek fırın odasına girer, güç kademeli olarak azalır, fırın temizleme işlemi sırasında enerji tasarrufunu en üst düzeye çıkarır.