统监控程序设计，要求了解系统监控软件的般实现方法，掌握组态软件的功能。本文通过对退火炉控制系统的控制要求和实现功能进行简要的分析，利用组态软件实现了对退火炉控制系统的设备组态，并且绘制了相应的工艺流程图。本文还对该系统的温度以及水流量等实时数据的存储，报警记录消息，曲线的绘制，报表的输出等方面作出了较为详细的介绍和分析。经调试运行的结果表明，所设计的微机监控系统能够满足远程监控的需要，并取得了良好的效果。关键词退火炉球墨铸管监控组态软件东南大学毕业设计报告东南大学毕业设计报告第章绪论课题背景退火炉控制系统的发展趋势退火炉的工作原理与工艺过程分析退火炉结构及技术参数研究退火炉结构分析退火炉的生产过程分析退火工艺曲线的研究本课题主要工作内容第章组态软件简介组态软件的功能和特点组态软件的系统构成组态软件的整体结构工程的五大部分组态软件的工作方式第章退火炉的组态画面建立新画面工具箱的使用第章动画连接定义数据库变量动画连接动画组态属性设置启停效果设置流动块水流效果设置滑动输入器构件属性设置旋转仪表属性设置设备连接第章报警显示与报警数据定义报警报警显示报警数据第章报表输出实时报表东南大学毕业设计报告历史报表第章曲线显示实时曲线历史曲线第章安全机制操作权限系统权限管理工程加密第章总结致谢参考文献东南大学毕业设计报告第章绪论课题背景本课题主要研究退火炉控制系统的微机监控程序设计。我国有百余家灰铁管生产厂，球墨铸管的生产刚刚起步，冶金系统于年从西德引进并建成国内第条球墨铸管生产线，该生产线除铸机从美国公司引进外，其他全部是国内配备，马鞍山铸管厂和黄石铸管厂也于九五年先后投产热负荷试验。随着我国工业化进程的发展和城市规模的扩大，更多的离心球墨铸管生产线投入建设和运营中。我国很多钢铁厂的离心铸管生产线于年前后建成。使用中发现炉型不太合理，控制系统为继电器控制方式，输出动作主要依靠工人经验进行手动调节，同时缺乏远程微机监控报警等软件保护系统，致使炉温波动较大，在很大程度上影响了管子的退火质量，节能效果也较差，隐存很多不安全因素，故对部分退火炉又进行了改造。铸管退火处理作为铸管生产关键工序之，自动化控制的水平和可靠性直接关系到铸管产品的质量及能耗。根据实际的工况，本系统采用远程微机监控结合控制技术，来实现铸管退火过程的自动化。为保障生产的顺利进行，防止可能发生的故障给生产带来损失，设置微机集中监控和报警系统，对可能发生的各种故障进行实时监控，以帮助操作人员及时发现并排除故障。退火炉控制系统的发展趋势目前，离心生产的球墨铸铁管，由于受水冷金属型的激冷作用，产生大量的渗碳体，需要退火处理，使其分解，形成以铁素体为基体的球墨铸铁管。退火处理后的铸铁管，其金相组织为铁素体加少量珠光体，屈服强度抗弯强度以及延伸率大幅度提高，以达到的国际标准。因此，退火炉在铸铁管生产工艺中起着举足轻重的作用轻重的作用。退火炉从以下几个方面得到长足的发展退火炉从燃料上，由原来的燃煤依次发展为燃油燃气天然气等由卧式发展为立式，又由立式进步发展为卧式由控制系统上由原来的接触器控制发展为控制系统在控制系统中，由原来的纯开关式控制发展为的模拟控制，以及在环境下的模糊控制系统神经网络控制最优控制系统等退火炉从节能上发展为蓄热式燃烧技术退火炉从退回路的长度上，越来越短并以高效控制来达到退火目的，并不断缩小退火周期，如表所示。东南大学毕业设计报告表世界部分铸管生产厂家退火炉概况退火炉的工作原理与工艺过程分析退火炉结构及技术参数研究芜湖大线退火炉是采用蓄热式燃烧技术，该技术以高效烟气回收和高温预热空气燃气以及低和排放的多重优越性，应用在各种工业炉窑的燃烧系统上已经成为种趋势。退火炉是水冷离心球墨铸铁管生产工艺中个不可缺少的重要设备，管子通过炉子退火获得以铁素体为主要基体的金相组织来提高管子的延伸率和理想的性能指标。退火炉采用蓄热式燃烧技术，不仅节能效果显著，而且满足了管子对炉膛温度的均匀性要求。退火炉结构分析根据水冷离心球墨铸铁管的热处理工艺，炉体设计为四段，分别为加热段保温段速冷段和缓冷段。加热段和保温段两侧炉墙采用低水泥浇注料整体浇注，速冷段和缓冷段两侧炉墙采用粘土砖砌筑，炉顶全部采用耐火纤维炉衬。退火炉各炉段参数如表所示。表退火炉各炉段参数炉体两侧各安装个亚高速烧嘴，炉顶布置了若干根风冷管，有台缓冷风机提供冷却风，根据热处理工艺要求调节至要求炉温。大口径管子热容量大，温度降低较慢，通过电动蝶阀控制冷却风量强制冷却小口径管子热容量小，温度降低较快，通过两侧亚高速烧嘴补充热量至工艺要求炉温。为了减小各段间的炉温相互干扰，各段之间采用降低炉膛高度的方法使各段相互隔开，压下处炉膛高度为，另保温段与速公司名称退火炉米退火管子规格毫米退火周期小时徐州光大新兴铸管公司大连企荣铸管公司法国木松桥公司美国克劳公司西德韦茨勒厂西德沙尔克尔厂新兴铸管本溪北台铸管厂上海铸管厂山东龙口泛林球铁公司炉段参量加热段保温段速冷段缓冷段各炉段长度米米米米各炉段高度米米米米各炉段宽度米米米米各炉段温度各炉段时间分分分分东南大学毕业设计报告冷段及速冷段与缓冷段之间布置有耐热钢隔帘，这样就大大减小了各段之间炉温的相互干扰。在加热段入口和缓冷段出口处各设有双层耐热钢炉门帘，门帘外设有气幕密封装置，防止炉气外溢改善操作环境。退火炉的生产过程分析球墨铸铁管的特性球墨铸铁管由于管壁薄比之连铸灰铁管能节省金属左右，其抗拉强度б，延伸率，屈服极限，与钢管相接近而其耐腐蚀性抗磨性大大优于普通钢管，因此国际上广泛将其应用于输水管石油天然气管等工程。而球墨铸铁管要达到其各项性能指标要求，退火炉这道工序是尤为关键的。球墨铸铁管退火原理球墨铸铁管热处理的目的是为了获得铁素体的基体组织，通常要经过高温石墨化退火和低温石墨化退火两个阶段达到球墨铸铁管的使用性能要求。高温石墨化退火的目的是使铸管中的自由渗碳体全部转变为奥氏体和石墨组织低温退火的目的是使铸铁管中的珠光体分解为铁素体和石墨。经退火处理后，渗碳体量，小口径铸管的铁素体量，珠光体量大口径铸管的铁素体量约为珠光体量约为。通过热处理，获得了铁素体基体组织，从而提高了铸管的力学性能，抗拉强度б，屈服极限，延伸率。退火是将离心机生产出的球墨铸铁管通过加热保温速冷及缓冷加热进行退火处理，消除管子在铸造过程中生成的渗碳体珠光体，将基体转变成铁素体的球墨铸铁基体组织，使球墨铸铁管的机械性能达到标准的要求。在整个离心铸管生产线上，退火炉为保证球墨铸铁管的机械性能起着重要作用。退火工艺曲线的研究退火工艺曲线是铸管退火炉设计和球墨铸铁管生产的基本依据，由于我国球墨铸铁管生产起步较晚，我们对球墨铸铁管退火工艺曲线的制定及机理进行了些研究，但还不是很深入，而近几年来已投产的生产厂大部分又存在个错觉，认为退火工艺曲线不足为重，可人为地任意改变，这是我国球墨铸铁管质量与西方工业发达国家产品质量存在较大差距的重要原因之。本系统退火工艺曲线分为加热保温速冷与缓冷四个阶段。球墨铸管由于壁薄，在加热段内属于薄料加热，因此不限制加热速度，般在内将铸管加热到规定温度。影响加热时间的因素第是铸管入炉温度，入炉温度越高，加热时间越短第二是入炉管子规格与装炉密度，入炉铸管尺寸重量越大，装料密度越大，在炉子供热量定时，所需加热时间越长。美国铸管厂退火炉入炉温度，提温仅，所需加热时间很短。国内些铸管厂为冷管入炉，且装管密度较大，所需加热时间就较长，而这些炉子设计均是按热管装炉考虑的，所以铸管还未加热到规定温度就进入了保温段，保温段变成了加热段的延长，这等于没有保温阶段，热处理曲线受到严重破坏，从而也无法未后两段热算中转化为铁素体准备条件。本课题所研究的退火炉要将其加热段升温至，如图所示。东南大学毕业设计报告长度温度加热段保温段速冷段缓冷段图退火工艺曲线退火工艺曲线上各点温度指的是铸管温度而不是炉温，因此铸管温度的测量及控制是至关重要的，尤其是速冷段末管壁温度控制要求较严。在加热段，炉膛温度设定的要偏高于管子温度，设定温度，如图所示。保温时间般为分钟，保温时间的长短及温度取决于铁水化学成分。铁水中含越高，所需的加热和保温温度越高，保温时间越长。经过加热与保温，铸管中的渗炭体组织应该完全被破坏，然后进入速冷段。速冷时间般分钟，时间长短主要取决于铸管规格，冷却强度以及终冷温度，速冷段出口终冷温度般控制在左右。控制冷却段又称缓冷段或铁素铁化区，在缓冷段内铸管基本组织由奥氏体转化为铁素体，渗碳体分解出的炭将聚积在球核上形成均布的石墨球，经过缓冷段出来的铸管组织，铁素体应大于，其余为珠光体，对小口径铸管来说成品组织中不允许残留渗碳体，大口径铸管成品允许渗碳体有少量残余。缓冷时间般为分钟，缓冷终温范围较大，般为左右。经过缓冷实现基体组织转化的铸管可以快速冷却后出炉，进入精整线。时间分温度图炉膛温度设定加热段保温段速冷段冷缓段东南大学毕业设计报告本课题主要工作内容在本人的本科毕业设计阶段主要完成本课题的以下工作熟悉退火炉控制系统，了解其发展趋势，掌握退火炉的工作原理及其工艺曲线。熟悉组态软件，掌握其特点及其功能。能用组态软件进行退火炉监控系统界面设计，并绘制工艺流程图。能实现各种报表，曲线的打印。能实现各种报警信息的监控及处理等。东南大学毕业设计报告第章组态软件简介组态软件的功能和特点即监视与控制通用系统，英文全称为。是为工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件，具有功能完善操作简便可视性好可维护性强的突出特点。工控组态软件的功能和特点可归纳如下概念简单，易于理解和使用。普通工程人员经过短时间的培训就能正确掌握快速完成多数简单工程