Шкафы для автоматизированных систем управления электротермическими установками

  Электротермическая установка в общем виде как объект управления включает в себя различные электронагреватели и приводы.

Наша организация работает с индукционными нагревателями и нагревателями резистивного типа. Последние могут быть выполнены из нихрома, дисилицид молибдена, карбид кремния, хромит лантана и диоксида циркония. В зависимости от потребности используются различные способы управления мощностью: амплитудное, фазо-импульсное или широтно-импульсное.

  Для индукционного нагрева ООО «Вектор ПРОМ» использует источники (преобразователи частоты) и нагреватели (индуктора) собственного производства. Диапазон мощности производимых источников от 3 до 800 кВт и частоты от 2,4 до 400 кГц. Источники выполнены на базе IGBT и MOSFET известных фирм Semikron, Infinion, Cree. Преобразователи частоты могут быть выполнены в отдельном шкафу или могут располагаться в шкафу с другими блоками АСУ ТП.

  Для примера АСУ ТП электротермической установки можно рассмотреть установку варки стекла в платиновом сосуде УИ-3. Для организации синхронной работы контуров управления произведено подключение к одному программируемому логическому контроллеру, который обеспечивает их работу по заданной технологической программе. Это обеспечивает точное поддержание режима варки и выработки стекла по температуре тигля, температуре патрубка и форм обжига, оборотам и положению мешалки. Кроме того это обеспечивает точное повторение температурно-временного режима в последующих варках и не допускает отклонение от технологического процесса. Использование программы позволяет существенно снизить влияние человеческого фактора на процесс варки.

  Разработанная система управления имеет развитую систему сигнализации об аварийных ситуациях. Данные о текущем состоянии установки: 1) поступают на светосигнальную колонну; 2) дублируются на сенсорной панели, 3) протоколируются и архивируются. Все необходимые параметры технологического процесса записываются на карту памяти для дальнейшего анализа.

  Основная проблема при создании такой установки — обеспечение электромагнитной совместимости силового электрооборудования и микроэлектроники в одном шкафу. Поскольку преобразователь частоты для индукционного нагрева тигля выполнен на базе транзисторов с изолированным затвором большой мощности, а частотные преобразователи приводов мешалки и вертикального перемещения содержат быстро переключающиеся полевые транзисторы, то электромагнитные помехи от их работы очень высоки. Кроме того, регуляторы напряжения для нагрева форм выполнены на базе тиристоров и включены непосредственно в питающую сеть, что является дополнительной причиной появления «проводниковых» помех в сети. Для снижения помех в шкафу были применены мощные входные и выходные фильтры для каждого полупроводникового регулятора, а так же тщательно разделено положение силовой электроники и микроэлектроники (ПЛК, панель управления, модули ввода вывода), а силовые цепи, сигнальные и цифровые проложены в разных каналах.

  С помощью вышеописанных и некоторых других средств борьбы с помехами получено компактное современное программируемое устройство управления установкой, которое отвечает поставленной задаче — получение стекла высокого качества и обеспечение воспроизводимости технологического процесса.