I. Sfondo del progetto e logica di abbinamento delle capacità

Il presente caso di studio riguarda una linea di produzione di riscaldamento a induzione in lega di alluminio, che elabora barre di lega di alluminio A6061 e 5083-H111 con un diametro di Ø245 mm e una lunghezza di 500 mm, ciascuna con un peso di 68.406 kg.

Il percorso di derivazione della progettazione della capacità è il seguente: con un tempo di ciclo di 246 secondi per pezzo, dividendo 3600 secondi per 246 secondi si ottengono 14.634 pezzi all'ora; moltiplicando 14.634 pezzi per il peso singolo di 68 pezziQuesta catena di calcolo dimostra che il tempo di ciclo è il parametro di base per l'intera configurazione di potenza della linea di produzione,La velocità del meccanismo di trasporto e la logica di smistamento non sono indicatori che possono essere regolati arbitrariamente.

La temperatura di riscaldamento richiesta è compresa tra 480 e 495°C, con una deviazione ammissibile di ±15°C. L'intervallo di temperatura di esercizio indicato nella proposta di apparecchiatura è compreso tra 460 e 480°C,mostrando un leggero spostamento rispetto alla gamma di requisiti di processo dell'acquirenteQuesta differenza richiede in genere una conferma di taratura durante la fase di messa in servizio in base al processo di forgiatura effettivo.

II. Configurazione del sistema di alimentazione

L'alimentatore di riscaldamento utilizza un alimentatore IGBT completamente digitale, modello IGBT300/0.15, con una potenza nominale di 300 kW e una frequenza nominale di 0,15 kHz, vale a dire 150 Hz. Il fattore di potenza del sistema è superiore a 0.9.

L'inverter combina tiristori veloci con moduli IGBT, con una tensione di ingresso di 380V e una tensione di uscita di 1000V. Il programma di controllo dispone di regolazione automatica della tensione.I dispositivi di protezione coprono la sovraccarica, sovratensione, messa a terra, fusibile veloce, anomalie di frequenza e anomalie dell'acqua di raffreddamento.

La bobina di induzione è fatta di tubo di rame con una purezza non inferiore al 99,9% e uno spessore della parete non inferiore a 2,0 mm, utilizzando Luoyang Copper T2 tubo di rame a freddo senza ossigeno.la bobina subisce un lavaggio acido, impregnazione con vernice isolante ad alta temperatura e cottura in forno a resistenza per garantire un buon isolamento, con tensione di resistenza (a terra) non inferiore a 5000V.La durata di vita della bobina non è inferiore a 8Il rivestimento del forno utilizza tubi in acciaio inossidabile austenitici.

Selezione della frequenza e caratteristiche del carico

La frequenza nominale di questa apparecchiatura è di 150 Hz, che rientra nell'intervallo di riscaldamento ad induzione a media frequenza.una volta determinati i valori dell'induttanza L e del condensatore di compensazione, viene determinata anche la frequenza di risonanza naturale. Man mano che l'impedenza del carico (induttore) cambia, anche la frequenza naturale deriva.e più elevato quando il forno è completamente carico di materiale freddo.

Questa caratteristica di carico impone requisiti alla fase di avvio: più la frequenza di avvio è vicina alla frequenza di carico effettiva, maggiore è il tasso di successo di avvio.Il metodo di avvio della scansione di frequenza adottato nella proposta invia una serie di frequenze che coprono l'intervallo di variazione della frequenza di carico per avviare l'apparecchiaturaL'apparecchiatura utilizza un controllo automatico di frequenza durante il funzionamento, senza necessità di regolazione manuale;quando utilizzato in diverse bande di frequenza, semplicemente collegando l'apposito condensatore di compensazione si regola al valore di impedenza appropriato.

IV. Parametri del sistema dell'acqua di raffreddamento

La temperatura richiesta per l'ingresso dell'acqua di raffreddamento è da 5 a 35°C, la temperatura di uscita inferiore a 55°C e la pressione di lavoro da 0,2 a 0,3 MPa. Il flusso dell'acqua di raffreddamento per la sezione di alimentazione è di 7.5 m3/h, e per la sezione del corpo del forno 37,5 m3/h, con un fabbisogno totale di acqua di 45 m3/h. Il metodo di raffreddamento utilizza una torre di raffreddamento a circuito chiuso.

La logica di sistemazione del circuito idrico interno del cabinet di alimentazione merita una spiegazione separata: tutti i tubi sono realizzati in gomma senza carbonio,e la lunghezza del percorso d'acqua tra i componenti è mantenuta ad almeno 1.5 a 2 metri per evitare l'instabilità dell'apparecchiatura causata dalla contaminazione incrociata tra i componenti attraverso il percorso idrico.I tubi rossi sono utilizzati per l'acqua di ritorno (acqua calda) e i tubi blu per l'acqua di entrata (acqua fredda), per una rapida distinzione della direzione del flusso. Il serbatoio interno dell'acqua in metallo utilizza acciaio inossidabile 304 per l'approvvigionamento centralizzato di acqua.quando la temperatura dell'acqua è anormale, il sistema di controllo avvisa e visualizza sul touchscreen il numero della condotta idrica difettosa.

V. Meccanismo meccanico di trasporto e di smistamento

Le barre vengono sistematicamente posizionate sulla piattaforma di stoccaggio a mano e il meccanismo di rotazione le trasforma nella vasca di alimentazione in base al ritmo di riscaldamento.Il meccanismo di alimentazione è un sistema di alimentazione cilindrica che alimenta ad una velocità uniforme in base al ritmo.

l'estremità di scarico è dotata di un dispositivo di scarico rapido composto da un rullo esagonale raffreddato ad acqua e da una catena trasportatrice, con forza sufficiente per impedire il ribaltamento del materiale,e resistenza strutturale e resistenza alle alte temperature soddisfacendo le esigenze delle varie specifiche dei materiali in questo progetto.

Il meccanismo di smistamento è un progetto in tre parti che può separare rapidamente, con precisione e tempestività i materiali a bassa temperatura e ad alta temperatura, trasportandoli ai rispettivi bidoni tramite paracadute.La temperatura di forgiatura iniziale delle forge deve essere controllata tra 480 e 495°C (la regolazione può essere regolata in base al processo del cliente)Le forge entro questo intervallo di temperatura passano alla fase successiva di lavorazione; le forge al di sotto o al di sopra della temperatura di forgia vengono ordinate in diversi contenitori, con un tasso di selezione del 100%.

VI. Misurazione e controllo della temperatura

All'uscita del forno dell'induttore è installato uno strumento di misura della temperatura in lega di alluminio dedicato.e è installato uno strumento di misurazione della temperatura in lega di alluminio dedicato per soddisfare le esigenze di misurazione della temperatura in diverse condizioni di lavoroQuando la differenza di temperatura dello strumento di misura è troppo grande o la temperatura è anormale, viene attivato un allarme acustico e visivo.

La temperatura iniziale di forgiatura può essere visualizzata in tempo reale sull'interfaccia uomo-macchina e sul display su grande schermo.con una lunghezza massima di 20 mm o più, ma non superiore a 30 mmIl dispositivo di misurazione della temperatura non è influenzato dalla scala degli ossidi superficiali, dalla polvere, dal fumo o dal vapore acqueo.La precisione e la durata del dispositivo di misurazione della temperatura sono garantite per 12 mesi.

VII. Controllo elettrico e interfaccia uomo-macchina

L'armadio di controllo adotta una scatola di controllo integrata elettromeccanica, realizzata in cartone ad alta resistenza con rivestimento in polvere per prevenire l'ossidazione.Il dispositivo di controllo esterno è fabbricato secondo un livello di protezione non inferiore a IP54.I principali componenti elettrici a bassa tensione nel gabinetto sono di marca Schneider Electric, i interruttori sono Chint, i cavi sono cavi di base di rame di alta qualità e le linee di segnale sono cavi blindati.

Il PLC è un'unità della serie Siemens S7 con un modulo di interfaccia di comunicazione Profinet, e la progettazione del programma include un sistema di feedback delle informazioni di errore e di autodiagnosi.

L'interfaccia uomo-macchina adotta uno schermo touch colorato da 15 pollici (TPC1571) di Beijing Kunlun Tongtai.e i parametri del prodotto verificati e memorizzati (in grado di caricare e leggere più di 50 tipi di parametri di processo) possono essere consultati e stampati in qualsiasi momentoIl tempo di ciclo (tempo di input diretto) e la lunghezza del materiale possono essere impostati su questo schermo, e lo schermo può registrare automaticamente la quantità di materiale a bassa temperatura, materiale qualificato,e materiale ad alta temperatura.

Il funzionamento è suddiviso in due modalità: automatica e manuale, a commutazione tramite un interruttore a due posizioni.L'intero dispositivo può essere avviato e fermato utilizzando solo i pulsanti di avvio e di arresto; in modalità manuale, le varie funzioni possono essere avviate singolarmente utilizzando pulsanti, con tutte le operazioni eseguite sul touch screen.

La funzione intelligente di identificazione dei guasti visualizza il contenuto dei guasti e fornisce le soluzioni corrispondenti in caso di malfunzionamento o di allarme di condizioni di lavoro particolari.consentire agli operatori di gestire rapidamente oltre il 90% dei guasti comuniQuando il sistema subisce errori quali sovratensione, sovraccarico, interruzione dell'acqua o guasto del fusibile, il dispositivo deve essere installato in modo che il sistema possa essere controllato.si ferma immediatamente la macchina e disconnette automaticamente l'interruttore di alimentazione principale.

VIII. Modalità speciali di lavoro delle imprese di forgiatura

Modalità di lavoro iniziale: quando si avvia ogni turno, il sistema di riscaldamento a induzione è appena partito e la temperatura all'interno del forno a induzione è la temperatura iniziale.Per ridurre la generazione di materiale a bassa temperatura, questa modalità aumenta o mantiene la potenza di conseguenza nel ritmo o velocità quando il materiale riscaldato viene alimentato in un ritmo o velocità, assicurando che ogni barra raggiunga la temperatura di forgiatura.

Modalità del menu: quando l'utente riscaldare il billet, hanno solo bisogno di inserire il numero di ordine nel menu,e il sistema di riscaldamento a induzione funziona automaticamente secondo i dati di riscaldamento nel menu senza regolazione manuale, garantendo la coerenza della qualità del riscaldamento dei prodotti.

Modalità di pulizia del forno: quando è necessario pulire il forno dopo il lavoro giornaliero,La semplice attivazione della modalità di pulizia del forno fa sì che il meccanismo di alimentazione spinga il materiale manuale vuoto nella camera del forno secondo il ritmo impostato, con potenza che diminuisce gradualmente, massimizzando il risparmio energetico durante il processo di pulizia del forno.