Regler für Öfen für die Wärmebehandlung von Edelmetallen

Multifunktionsregler 3850T: verwaltet PID-Einstellungen, Logikfunktionen, Datenprotokollierung, VNC-Fernzugriff

Thyristor-Leistungsregler GRM-H: Regelt nichtlineare Heizelemente aus Siliziumkarbid (SiC); über den Primärtransformator.

Ergebnis: erreichte Temperaturgleichmäßigkeit von 1,5°C in einem 3-Zonen-Ofen im Vergleich zu den erforderlichen 7,5°C bei 750°C Betriebstemperatur.

Der Blankglühprozess ist ein thermisches Verfahren, bei dem das Material von Raumtemperatur auf eine hohe Temperatur erhitzt und dann schnell abgekühlt wird, um die gewünschten Eigenschaften wie mechanische Festigkeit und Oberflächengüte zu erreichen. Für die Schmuckindustrie besteht die Anforderung, eine ausreichende Festigkeit, Farbgleichheit und glänzende Oberfläche der zu behandelnden Gegenstände zu erreichen.

Der Glühprozess wird in einer Schutzatmosphäre durchgeführt, um eine Oxidation des wärmebehandelten Materials zu verhindern. Typischerweise wird die Mischung aus H2 (Wasserstoff) und N2 (Stickstoff) für den Blankglühprozess verwendet. H2 bei hoher Temperatur, erzeugt eine Verbrennung, die eine reduzierende Atmosphäre innerhalb des Tunnels (Muffel) erzeugt; in diesem Zustand wird die Oxidation des behandelten Materials vermieden. In ähnlicher Weise verdünnt N2 den Oxidationsgrad.

Ein Förderband transportiert die wärmebehandelten Teile von der Vorwärmzone in die Heiz- und Deoxidationszone und dann in den Schnellkühlbereich.

Anlagenbereiche

• Vorwärmen Erwärmung auf 750°C mit Gasbrenner
• Erwärmung und Deoxidation Die Temperatur wird mit elektrischer Beheizung und gleichzeitiger Injektion von Schutzgasgemisch auf 750°C gehalten
• Kühlung Wanne zum Eintauchen der behandelten Komponenten.

Lösung für Steuerung und Regelung

• Temperaturregelung Der Heiz- und Deoxidationsbereich besteht aus 3 Zonen mit PID-Regelung, es ist erforderlich, dass die Temperaturgleichmäßigkeit im Ofen besser als 7,5°C ist.
• Datenprotokollierung für Produktionschargen und Alarmverwaltung Die Prozessdaten sind für Produktionschargen erforderlich, die mit Alarmen und Anlagenereignissen verbunden sind
• Regelung der Anlagenlogik Das System muss im automatischen und manuellen Betrieb arbeiten, es muss Systemverriegelungen, Ofen-Start-Stopp, Förderbandsteuerung und eine Hebevorrichtung zum Bewegen von Gegenständen vom Ofen zur Kühlwanne durchführen.

Heizen mit SiC (Siliziumkarbid)-Heizelementen

Die typische Änderung des SiC-Heizelementwertes von kalt nach heiß beträgt etwa 3:1. Die Alterung der Heizelemente führt auch zu einer signifikanten Veränderung des Nennheizelements von bis zu 10: 1. Die erforderliche Betriebsspannung der Heizelemente beträgt ca. 70 bis 200 V. Es wird ein 400-V-Transformator benötigt: 70/200 Vac zum Steuern der Heizelemente.

Multifunktions-PID-Regler 3850T

• Bis zu 16 PID-Einstellungen mit Selbst- und Autotuning
• Bis zu 32 digitale E/A
• Konfigurierbare Grafikseiten
• Vorformatierte Geräte-, Aufzeichnungs- und Alarmseiten
• Integrierte Funktionsblock-Bibliothek
• Datenprotokollierung für Produktionschargen, Daten extrahierbar in verschlüsseltem Format in CSV-, PDF-Dateien
• GET-Logik: Verwaltung logischer und mathematischer Funktionen
• Konnektivität: Ethernet Modbus TCP/IP und VNC für den Fernzugriff.

Einphasiger Leistungsregler GRM-H

• Bis zu 120A 660VAC
• Konfigurierbarer SCR-Regelmodus: Phasenwinkel, Nulldurchgang, Sofortstart
• Steuerung mit konfigurierbarem Feedback: V, V², P, I, I²
• Konnektivität: Modbus RTU/ IO-Link

GF_eXpress Konfigurator für 3850T- und GRM-H Produkte

Multifunktionsregler 3850T zusammen mit dem GRM-H-Leistungsregler erfüllt alle Anwendungsanforderungen.

Vorwärm- und Erwärm-/Deoxidationszonen

Vorwärmzone mit Temperaturregelung (1 PID-Zone) und Erwärm- und Deoxidationszonen (3 PID-Zonen). Der 3850T regelt sowohl die Brennersteuerung als auch die Leistungsregler von elektrischen Heizgeräten. Jede elektrische Heizzone (Abbildung 2) wird von drei Leistungsreglern gesteuert (insg. 9 einphasige Leistungsregler GRM-H)

Automatisierung der Anlage

• 32 Digitale E/As mit der Anwendung der GETlogic-Funktion (Abbildung 4) führen sowohl die Anlagenverriegelungen (Be-/Entladen, Tür öffnen/schließen usw.) und die Steuerung des Förderbandantriebs als auch die Steuerung der Hebevorrichtung zum Eintauchen der Teile aus dem Heizabschnitt in die Kühlwasserwanne aus.

Datenprotokollierung für Produktionschargen – Real time clock (RTC):

• Die Daten werden im grafischen Trendmodus zusammen mit Zeit, Alarmen und Ereignissen angezeigt.
• Alle Prozessdaten werden sicher im internen Speicher des 3850T gespeichert – sie können in Standarddateien (.CSV) gespeichert oder verschlüsselt und über USB oder Ethernet exportiert werden (Abbildung 3).

Siliziumkarbid (SiC)-Heizelemente

GRM-H-Leistungsregler steuern die Transformator-Primäranschlüsse im Phasenwinkel mit Sanftanlauf an, Strom- und Leistungsrückkopplungsalgorithmen werden zur Steuerung der folgenden Funktionen verwendet:

• Änderung des SiC-Heizelementwerts von kalt zu warm,
• Kompensation von Netzspannungsschwankungen
• die alterungsbedingte Änderung des Nennwertes der Widerstände.

Ergebnis:

Der Multifunktionsregler 3850T zusammen mit den GRM-H-Leistungsreglern ermöglicht es, eine Temperaturgleichmäßigkeit der Ofentemperatur von 1,5°C gegenüber dem erwarteten Ziel von 7,5°C zu erreichen.