钨金属烧结用真空感应烧结炉主供电及监控系统的研究

摘要

本文以钨金属的烧结为出发点，其烧结加热介于中频感应透热与熔炼之间，针对钨金属难熔的特点，烧结加热过程中容易出现“黑心”问题，提出了自己的供电电源设计方案。文中详细介绍了中频感应加热电源的设计原理和参数计算，应用主控芯片80C196MC实现了中频感应加热电源的扫频起动、触发角给定调节、电压电流的双闭环比例积分调节、过流自动保护和对负载频率的自动跟踪。在对钨金属的整个烧结工艺作出分析的基础上，明确了真空感应烧结炉生产控制要求，应用西门子S7-200 PLC作为下位机控制器，应用组态王软件对整个生产工艺流程实现了实时监控，不但可以实时了解生产过程中的各种运行参数及状态，也可对历史数据进行存储，供随时调用查看，对过去工作情况进行分析。最后，给出了论文研究与设计的结果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1引言

1.2中频感应加热的特点与应用

1.3真空感应烧结炉控制技术和中频感应加热电源的发展概述

1.4真空感应烧结炉控制技术上的发展趋势

1.5中频感应加热电源的发展趋势

1.6课题的来源及意义

1.7论文的主要内容

第二章 中频感应加热电源的结构及工作原理分析

2.1中频感应加热电源的基本结构

2.2整流电路原理分析

2.3逆变电路原理分析

2.3.1逆变电路的基本工作原理

2.3.2串联(电压型)逆变电路

2.3.3并联(电流型)逆变电路

2.3.4串并联逆变电路的比较和选择

2.4调功策略的选择

第三章 中频感应加热电源控制电路硬件设计

3.1电源主电路设计

3.1.1主电路参数

3.1.2整流电路参数计算

3.1.3滤波电感参数计算

3.1.4逆变电路参数计算

3.2电路控制策略的介绍

3.2.1整流电路的控制

3.2.2同步电压信号检测电路

3.2.3 80C196MC的简介

3.2.4逆变电路的控制

3.3外围电路的设计

3.3.1电压过零检测电路

3.3.2反馈电压采集电路

3.3.3反馈电流采集电路

3.3.4过流保护电路

3.3.5 +5V电源电路

第四章 中频感应加热电源控制电路软件设计

4.1软件设计整体方案

4.2扫频起动

4.3逆变角的检测

4.4 A/D转换

4.5频率跟踪

4.6比例积分双闭环调节

第五章 真空感应烧结炉监控系统设计

5.1真空感应烧结炉的相关知识及其工艺流程

5.1.1真空感应烧结炉简介

5.1.2钨金属烧结工艺流程

5.2真空感应烧结炉监控系统结构分析

5.2.1监控系统组成结构

5.2.2基本参数及技术指标

5.2.3监控系统功能

5.2.4传感器的选择

5.3监控系统下位机的设计

5.3.1 PLC控制系统的设计步骤

5.3.2真空感应烧结炉监控系统I/O点的统计

5.3.3 PLC控制系统的硬件设计

5.3.4 PLC控制系统的软件设计

5.4监控系统上位机的设计

5.4.1系统监控软件的选择

5.4.2组态王监控程序的设计过程

5.4.3 OPC技术

5.4.4 PLC与组态王软件实现通信的步骤

5.4.5监控软件设计

第六章 论文研究与设计的验证

6.1调试前的准备

6.2实际调试结果

第七章 论文工作总结与展望

7.1论文工作的总结

7.2论文工作得出的结论

7.3论文工作不足及展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文