《周浸循环腐蚀试验箱研制技术交流ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《周浸循环腐蚀试验箱研制技术交流ppt课件.ppt（20页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、,技 术 交 流,http:/,周浸循环腐蚀试验箱的研制 软件开发部分,背景分析,周浸腐蚀试验箱是产品所腐蚀检验的主体设备1、承担着武钢耐火耐候钢、高强度耐候桥梁钢、耐蚀重轨、高耐蚀铁路用钢等课题的研发工作，试验任务量很大 。2、现有一台周浸腐蚀试验箱已运行6年，随着研究院开发的耐蚀钢品种越来越多，试验量越来越大，设备处于长期超负荷运行，已进入故障多发期。 3、现在市售的周浸腐蚀试验箱，并不能完全满足试验的需求。试验参数不能自动记录，不利于分析试验结果；试验的主要参数，如温度、湿度、照度控制精度低，均匀性差，易造成平行样间数据的分散。,需求分析,产品的开发离不开先进的腐蚀试验手段；开发周浸循环
2、腐蚀试验箱专用软件，软件满足试验的各种控制要求；建立专家数据库，发掘试样的腐蚀规律，为耐腐蚀钢种的开发提供更好的试验工具平台；武钢、其它的大型钢厂、科研院所有大量的需求。,高强度耐候桥梁钢、耐蚀重轨等产品市场上需求很大,国内外发展现状,日本须贺试验机株式会社80年代制成了一种周期浸润型复合腐蚀试验机（DUV-VD -3型浸渍腐蚀试验机）。它有浸渍-湿润-干燥或者浸渍-干燥-湿润两种试验循环顺序可供选择，适用于金属材料以及电镀、涂漆、防锈油等表面处理后的耐蚀性试验。试样由自动升降装置上下移动，按设定的周期时间浸入腐蚀溶液，通入干燥空气，在设定的顺序和条件下反复循环进行试验。Pourbaix使用一
3、个带有转轮的精巧系统，试样安装在轮子的边缘，它们可以浸入蒸馏水、NaHSO3（亚硫酸氢钠）或NaCL溶液，这三种溶液可分别用来模拟加速乡村气氛、工业气氛和海洋气氛下的大气腐蚀情况。当轮子旋转时将试样升高移出溶液，在40-60温度区间内干燥。机内用一个红外灯泡的调节来代表阴天和晴天的不同条件。当试样浸入溶液时测定电极电动势的变化情况。研究表明，几个星期的实验可与一年或更长时间的自然曝晒相匹配。原航空航天工业部621所李牧铮等70年代也研究出一种类似的周期试验箱，轮盘以一定速度旋转带动试样周期浸入试验溶液，浸入时间为1.5min，温度为451，相对湿度755%，所用溶液是添加过硫酸钠的氯化钠溶液。
4、,上述试验机在浸润时间、试样表面温度的控制方式、箱体结构、控制精度等均不能满足研究院耐腐蚀检验的要求，这些都需要重新设计、开发软件，完善周浸循环腐蚀箱的功能。,性能要求,控制周浸腐蚀试验箱的温度并保持温度的一致性，温度波动小。在要求的范围内控制周浸腐蚀箱的湿度，控制精度好。保证试样表面温度的一致性，试样表面温度在可控可调，控制精度高。试验参数可通过计算机设置和测量。主轴转速可控可调。实现自动控制并确保安全。,开发的周浸循环腐蚀试验箱软件满足以下性能要求：,采用的标准,铁道部周浸腐蚀试验箱要求（TB/T 2375-93）金属和合金的腐蚀盐溶液周浸试验（GB/T 19746-2005/ISO 11
5、130:1999）,关键技术、难点和创新点,通过采用电加热棒加热空气，用热空气控制箱体温度的方式，利用制冷设备抑制过高温度，实现温度可调可控，为保证箱体内温度均匀，在箱体内安装电扇，通过控制系统可实现正反转，促进箱体内空气自循环。采用雾化器加湿，相对湿度传感器测量，用相应的解耦算法来进行相对湿度控制。对红外灯实行单灯控制，利用测量试样表面温度、负反馈电路和控制软件，进行单个红外灯输出功率控制，实现试样表面温度可调可控。通过自主集成系统，设计简洁、直观的人机界面，实现系统的计算机控制。采用符合用电安全的设计准则，保证试验的安全与稳定。,关键技术,关键技术、难点和创新点,环境温湿度的解耦控制工件表
6、面温度和环境温度的解耦控制工件物料跟踪,难点,关键技术、难点和创新点,通过合理的内部空气循环控制，制冷装置和加热装置的控制，保持周浸腐蚀试验箱内温度的均匀一致，波动误差在 1。解决湿度、温度控制上的耦合作用，保证温度、湿度均能 单独精确控制。试样表面温度控制精度高，通过高精度的传感器和红外灯照 度控制，保证试样表面温度达到预定值和精度。控制界面简洁、直观易于操作人员操作。,创新点,研究内容及实施方案,1、 控制系统配置图,研究内容及实施方案,2、 主轴步进电机驱动控制,3、 试验液槽和补充液槽液位控制,试验溶液采用耐腐蚀泵加载，当试验轮72圆心角对应的共性区在液槽中浸入到溶液时，通过液位开关动
7、作，停止试验溶液加载。试验补充溶液通过耐腐蚀泵加载到补充液槽中，当达到设定液位或人工干预停止加载。实验过程中通过液位开关，电磁阀用实验补充溶液补充消耗掉的试验溶液，以控制液面。,根据试验转动盘的大小和材质，选择0.8kW左右的电机。主轴转速在0.52r/h之间可调可控。,研究内容及实施方案,4、温控系统工作原理及控制,采用电加热棒（两台）加热空气，用热空气控制箱体温度，利用制冷设备抑制过高温度，实现40-50内可调可控，控制温度1。为保证箱体内温度均匀，在箱体内安装电扇，促进箱体内空气自循环。（1）加热棒工作，功率可分3档，两加热棒可分别控制，并且两加热棒位 于箱体的靠前的两侧安装。温度开关用
8、以控制加热棒和制冷设备的 启、停。（2）制冷设备采用循环水冷却的方法，在箱体左右两端分别安装进气孔 和出气孔，以便监测箱体内的温度。其中循环水管上安装两位两通 电磁阀，当箱体内温度过高时，电磁阀导通。当箱体内温度达到冷 却温度时，电磁阀关闭。需要注意的是：水冷装置中的风扇处于常 开状态，以保证箱体内的空气循环流动。（3）电扇启、停动作，正常工作时，电扇保持工作状态。,环境温度控制原理图,研究内容及实施方案,5、雾化装置工作原理及控制,对湿度的控制，采用箱体内雾化器加湿，用湿度传感器进行相对湿度控制，实现60-80%RH内可调可控，控制精度为2%RH。湿度传感器控制雾化器的启、停，满足湿度控制的
9、需要。,湿度控制原理图,研究内容及实施方案,6、红外灯照度控制,4台红外灯，对红外灯实行单灯控制，利用测量试样表面温度和负反馈电路，根据电压分别进行单个红外灯功率控制，以保证试样表面温度在65-75内可调可控。总共有四个控制回路。,单个工件表面温度控制原理图,研究内容及实施方案,7、数据采集系统,数据经PLC系统，上传至上位机，实现工艺流程显示、工件物流跟踪、数据库管理、曲线查询、数据报表查询打印、报警、相关工艺参数设定等。,8、用电安全控制,停电保护在设备运行中电网停电，电网恢复供电后，设备不自行运行。每次设备启动都需要人工给出信号，设备才能启动运行；短路保护设备运行中，由于电线老化或其它不
10、明原因导致设备内线路短路，设备能跳闸自动切断电源；过热保护设备运行过程中，由于控温系统失灵，当温度达到报警保护温度时，温度开关给出信号，设备停机，自动切断电源保护，报警保护温度在60-70内可调；缺水保护设备长时间运行，当雾化器缺水，设备长时间达不到规定相对湿度（给出信号），或者其它原因导致试验溶液泄漏，不能满足试验最低需要时，可增加液位超低开关量信号或通过程序控制，实现设备停机；设备接地保护,研究内容及实施方案,9、技术难点和重点,取Di=( Pi+1- Pi )(Pi+1(t)- Pi(t)Di -1=(Pi Pi -1)(Pi(t)Pi -1(t)Di和Di-1反映了相邻通道对主通道i的
11、耦合作用，作为i通道模糊前馈解耦控制器的输入。模糊前馈解耦控制器的输出为补偿解耦信号i，与主通道控制器Di(s)的输出信号ui叠加，作为被控量的控制量Ui。即Ui =ui+i，其中，i=F(Di,Di -1)。,环境温湿度的解耦控制、工件表面温度和环境温度的解耦控制，解耦控制思路如下：,研究内容及实施方案,10、软件功能设计PLC部分,（1）数据采集模块：相关开关量和模拟量采集及标度变换（2）滤波模块：模拟量的滤波处理软件包（3）通讯模块：与仪表通讯，与上位机通讯处理软件包（4）环境温度控制模块：模糊算法软件包（5）工件表面温度控制模块：模糊PID算法软件包（6）环境湿度控制模块：模糊算法软件
12、包（7）温湿度解耦控制模块：含环境温湿度及环境湿度与工件表面温 度2个模糊解耦软件包（8）物料跟踪模块：工件物料跟踪处理软件包（9）控制输出模块：相关开关量和模拟量控制输出（10）安全处理模块：报警及特殊状况处理,研究内容及实施方案,10、软件功能设计上位机部分,（1）工艺流程画面（2）相关工艺参数设定（3）生产作业单（4）工件物流跟踪（5）数据库管理（6）曲线记录及查询（7）数据报表查询打印（8）报警记录及查询（9）网页远程发布,技术指标和参数,（1）控制周浸腐蚀试验箱的温度并保持温度的一致性， 4050可调，控制精度1。（2）在60-80%RH范围内控制周浸腐蚀箱的湿度，控制精度2%RH。（3）保证试样表面温度的一致性，试样表面温度在6575可控可 调，控制精度1。（3）试验参数可通过计算机设置和测量。（4）主轴转速在0.52r/h之间可控可调。（5）实现自动控制并确保安全。,技术指标和参数要求如下：,The End,谢 谢 ！,
