石英拉管設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

段磊

摘 要：以往的不同種類石英拉管熔爐系統(tǒng)所占體積都非常多，并且對于電能的損害業(yè)非常大，修理費(fèi)用較高，同時(shí)石英微粒的污染問題也非常嚴(yán)重。本論文研究了一種新型的電氣控制石英拉管設(shè)備，通過封閉的環(huán)形控制體系來對以往石英拉管設(shè)備存在的問題進(jìn)行進(jìn)一步得改善。本文較為仔細(xì)得介紹了一種采用新技術(shù)設(shè)計(jì)的的石英拉管設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)，并且闡明了其中的工作原理和規(guī)劃。解決問題的關(guān)鍵在于石英拉管生產(chǎn)線的電氣自動(dòng)控制柜的設(shè)計(jì)、爐內(nèi)變壓裝置的設(shè)計(jì)以及整個(gè)系統(tǒng)工程的概率計(jì)算。整體的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作原理的改良和更新，根據(jù)實(shí)際運(yùn)用的問題都提出了解決方法。

【關(guān)鍵詞】石英 拉管 電氣控制系統(tǒng)

1 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 電氣控制系統(tǒng)原理簡介

電氣控制系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)就是它可以按照操作者所需要的方法是機(jī)器、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和其它任意的可以改變的因素改變運(yùn)作方式，從而實(shí)現(xiàn)操作者的運(yùn)作需求。它的基本的工作原理就是通過檢測出被輸出量的實(shí)際數(shù)值，然后將它與輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行比較獲得之間的差值的過程。通過差值的比較然后進(jìn)行具體的調(diào)控作用進(jìn)而消除這種差值。從而實(shí)現(xiàn)輸出值與輸入值相對應(yīng)。電氣控制系統(tǒng)主要包括每個(gè)部分開關(guān)的合、分，開關(guān)狀態(tài)和設(shè)備狀態(tài)報(bào)告和報(bào)警設(shè)置，模擬系統(tǒng)的及時(shí)顯示。我們可以運(yùn)用電氣的控制運(yùn)行原理來進(jìn)行簡單的操作，有助于我們細(xì)致的分析電信線路，從而有助于準(zhǔn)確的排除電路故障。

PLC一般情況下由CPU、儲(chǔ)存器、輸入和輸出接口、電源等幾個(gè)部分構(gòu)成。比較經(jīng)典的是西門子的CUP為八路輸入和六路輸出，它可以實(shí)現(xiàn)定量的模擬量的調(diào)控，以及不同模塊的擴(kuò)展，尤其是在點(diǎn)位比較少的情況下應(yīng)用及其廣泛。

1.2 新型電氣控制設(shè)備的工作原理

因?yàn)椴扇×撕侠淼南到y(tǒng)電氣控制系統(tǒng)，合理的解決了原始系統(tǒng)內(nèi)部現(xiàn)有的各方面的不合理之處，新型的電氣掌控裝置的熱度維持效果更好。精確控制溫度的高低，精確掌握數(shù)字的精確度，利用智能化電氣裝置操作設(shè)置上位機(jī)接口和記錄儀器的接口，使用熱力感應(yīng)的升溫方式，保溫性能比較強(qiáng)，溫度控制穩(wěn)定。一次性整體焊接，速度快，而且節(jié)約能源省電，操作簡單易上手，受熱均勻。

新型原理的設(shè)備的電氣控制設(shè)備節(jié)約能源程度更高，效率高。在條件相同的工作環(huán)境下，僅需要配置1臺(tái)中頻率電源和若干部通用型熱感應(yīng)增溫器，達(dá)到在不同環(huán)境下升溫的最終目的。

2 爐前變壓器

2.1 爐前變壓器的的功能和工作原理

前變壓器不是傳統(tǒng)概念下的標(biāo)準(zhǔn)工作設(shè)備，它的工作原理就是將輸入前是四百伏的電壓轉(zhuǎn)化為24伏的電流的性能。以達(dá)到加熱爐體可以調(diào)制為 2300 攝氏度高溫的最終目的。通常被安裝在電線桿或者交配店所內(nèi)使用，一般情況下可以實(shí)現(xiàn)將六～一千伏的電壓進(jìn)行降低到四百伏左右。配電電力變壓器是靜態(tài)的電氣控制設(shè)備，它可以實(shí)現(xiàn)將某個(gè)確定的準(zhǔn)確地電壓值的交流電壓（電流）變成和它頻率相等的另一種或幾組任意的數(shù)值不同的電壓（電流）的設(shè)備。

2.2 爐前變壓器的設(shè)置

非標(biāo)爐前變設(shè)備規(guī)格明細(xì)如下：調(diào)控信號(hào)的輸入以及輸出： 4-20m A、0-10m A、，0-5V、0-10V、1-5V、2-10V、PWM 等相同信號(hào)輸入，輸入阻抗：120Ω（4-20m A 輸入方式時(shí)） 負(fù)載額定電壓范圍： 240V、360V、420V、640V、1180V。降溫方法： 10A ～ 30A自動(dòng)冷卻， 50-1200 A 風(fēng)能冷卻，1000A-3000A風(fēng)吹冷卻、自動(dòng)冷卻。掌控方法： 調(diào)壓移相和過零周波調(diào)功一體化技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)平衡電流、平衡電壓、平衡電功率等閉環(huán)調(diào)控以及雙閉環(huán)三相整流直流電源。

3 總結(jié)

隨著研究的的不斷發(fā)現(xiàn)和新的進(jìn)展，石英拉管設(shè)備和其他大部分相同類型設(shè)備的不同之處在于對系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性提出了很高的要求。普通的石英拉管生產(chǎn)線假設(shè)出現(xiàn)了問題，就可以對系統(tǒng)提出暫停運(yùn)行的工作要求。然后工作人員進(jìn)行維修和護(hù)理，但是如果是屬于高端的石英產(chǎn)品出現(xiàn)技術(shù)環(huán)節(jié)的故障和失衡，則有可能導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)損失，然而石英拉管熔爐設(shè)備出現(xiàn)系統(tǒng)上的工作失衡現(xiàn)象，就可能出現(xiàn)坩堝炸裂以及有可能對工作人員的身體健康造成嚴(yán)重的損害。所以石英生產(chǎn)線設(shè)備必須具備非常穩(wěn)定的安全性。

石英連熔爐設(shè)備與以往間歇式熔爐設(shè)備相比，具有明顯得進(jìn)步之處和不同之處，最近幾年石英拉管設(shè)備的應(yīng)用一直是國內(nèi)甚至國外同行業(yè)的關(guān)注熱點(diǎn)。然而目前階段國內(nèi)石英行業(yè)對石英熔爐設(shè)備的研究還處于剛開始時(shí)間階段。研究連熔爐設(shè)備一直是石英拉管開發(fā)技術(shù)的開發(fā)重點(diǎn)，在未來石英設(shè)備的應(yīng)用及開發(fā)具有較大的實(shí)用價(jià)值和實(shí)踐價(jià)值。

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作者單位

沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司 工藝研究所 遼寧省沈陽市 110850