中達電通股份有限公司

 

    摘  要：在簡要介紹高頻熔融法製樣（fusion）目的意義以及原理的基礎上，重點討論台達PLC在該項目的溫度模糊控製和高頻感應加熱設備抗幹擾設計技術。給出基於PLC平台的自動化係統集成技術優勢的比較分析。

    關鍵詞：熔融法製樣 台達PLC   溫度模糊控製  抗幹擾設計

 

    X熒光光譜儀是礦物成份分析化學領域重要的分析研究工具。 X熒光光譜儀根據製得的物質樣片來實現熒光光譜成份分析。因此樣片製備成為分析的基礎。熔融法製樣（fusion）是用來描述將分析物溶解在融化的助溶劑中以便形成更容易分析的化合物的通用技術名詞。

    由(you)於(yu)大(da)多(duo)數(shu)熔(rong)融(rong)過(guo)程(cheng)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)化(hua)合(he)物(wu)都(dou)可(ke)以(yi)在(zai)選(xuan)定(ding)的(de)某(mou)一(yi)種(zhong)溶(rong)劑(ji)中(zhong)溶(rong)解(jie)。因(yin)此(ci)熔(rong)樣(yang)設(she)備(bei)成(cheng)為(wei)熔(rong)融(rong)法(fa)製(zhi)樣(yang)片(pian)設(she)備(bei)中(zhong)最(zui)佳(jia)選(xuan)擇(ze)，是(shi)世(shi)界(jie)上(shang)最(zui)快(kuai)的(de)熔(rong)融(rong)法(fa)製(zhi)樣(yang)設(she)備(bei),能達到X熒光光譜儀分析的被測礦樣片無氣泡,樣品平整、光潔、一致性、重現性好的要求。

    高頻感應電加熱熔樣設備的具有有環保
、節能、安全、工件表麵光滑、無氧化層等多方麵優勢。與過去的真空管高頻設備相比電源效率高，降低生產成本，節能

、節水40-50%
，與可控矽中頻爐相比節能10-30%。

（1）礦業：礦石、精礦、粉塵、金屬氧化膜
、爐  渣等。

（2）窯業：水泥、石灰石、白雲石、玻璃、石英、粘土、耐火材料等。

（3）鋼鐵工業：鐵礦石、煤
、轉爐、高爐、電爐渣等。

（4）有色工業：氧化鋁、鋁土礦、銅礦等。

（5）化學工業：催化劑

、聚合物等。

（6）地質土壤：岩石、土壤。

yuanlaidexitongcaiyongdanpianjishixianzidongkongzhi
，youyudanpianjikongzhixitongdetiaoshitebieshixiugaichengxukunnan，shideshebeiyunxingguzhanglvgaoweihubian。suizhezidonghuajishudefeisufazhan,可(ke)編(bian)程(cheng)序(xu)控(kong)製(zhi)器(qi)與(yu)人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)等(deng)現(xian)代(dai)自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術(shu)已(yi)非(fei)常(chang)成(cheng)熟(shu)，新(xin)型(xing)自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術(shu)具(ju)有(you)編(bian)程(cheng)靈(ling)活(huo)，調(tiao)試(shi)方(fang)便(bian)
，抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)強(qiang)
，後(hou)期(qi)服(fu)務(wu)產(chan)業(ye)化(hua)等(deng)特(te)點(dian)
，用(yong)可(ke)編(bian)程(cheng)序(xu)控(kong)製(zhi)器(qi)取(qu)代(dai)原(yuan)來(lai)的(de)單(dan)片(pian)機(ji)控(kong)製(zhi)已(yi)大(da)勢(shi)所(suo)趨(qu)。因(yin)此(ci)提(ti)出(chu)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)集(ji)成(cheng)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)對(dui)熔(rong)融(rong)法(fa)製(zhi)樣(yang)設(she)備(bei)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)進(jin)行(xing)升(sheng)級(ji)換(huan)代(dai)，用(yong)更(geng)可(ke)靠(kao)的(de)係(xi)統(tong)來(lai)代(dai)替(ti)原(yuan)有(you)的(de)係(xi)統(tong)，以(yi)提(ti)高(gao)產(chan)品(pin)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)、穩定性和可靠性，降低產品的維護成本。

由於考慮到產品的高性價比和對溫度進行模糊控製的功能需要，高頻熔樣設備電器控製全部選用台達的機電產品
，配置如下：                                                               

（1）PLC:DVP32EH00R。32點（16點輸入+16點輸出）PLC主機，16KSteps的程序內存

，具有定位脈衝輸出
、數據運算、萬年曆
、PID控製、PTC溫度模糊控製等功能。

(2) PLC擴展單元：DVP06XA-H。4點輸入+2點模擬量輸出擴展模塊。

(3) 觸摸屏人機界麵DOP-A57CSTD（5.7寸256色LCD顯示）。

高頻熔樣設備的工作原理：ganyingjiareshiyouganyingjiareshebeishuchugaopindianliu
，tongguoganyingquanchanshengjiaobiancichang
，tanengguanchuanfangzaiganyingquanzhongdegongjianerxingchengwoliu
，bingshigongjianxunsujiare。ganyingjiarexitongyougaopindianyuan(高頻發生器)、導線
、變壓器、感應器組成。其工作步驟是：

（1）由高頻電源把普通電源( 220v/50hz)變成高壓高頻低電流輸出。

（2）通過變壓器把高壓、高頻低電流變成低壓高頻大電流。

（3）感應器通過低壓高頻大電流後在感應器周圍形成較強的高頻磁場。一般電流越

大.磁場強度越高。

礦(kuang)物(wu)的(de)加(jia)熱(re)溫(wen)度(du)由(you)觸(chu)摸(mo)屏(ping)上(shang)進(jin)行(xing)設(she)定(ding)，礦(kuang)物(wu)的(de)實(shi)際(ji)溫(wen)度(du)由(you)紅(hong)外(wai)線(xian)檢(jian)測(ce)儀(yi)進(jin)行(xing)非(fei)接(jie)觸(chu)式(shi)檢(jian)測(ce)
，經(jing)過(guo)可(ke)編(bian)程(cheng)序(xu)控(kong)製(zhi)器(qi)內(nei)的(de)溫(wen)度(du)模(mo)糊(hu)控(kong)製(zhi)運(yun)算(suan)，輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)給(gei)感(gan)應(ying)加(jia)熱(re)係(xi)統(tong)，達(da)到(dao)溫(wen)度(du)穩(wen)定(ding)控(kong)製(zhi)。設(she)備(bei)外(wai)形(xing)結(jie)構(gou)如(ru)圖(tu)1所示。

 

本智能高頻製樣設備，自動化程度高，能自動完成整個熔化、成型過程：加熱熔化→熔樣設備采用觸摸屏和可編程控製器控製係統，PID調節控溫，可存儲10多種製樣擺動→成型→完wan成cheng工gong藝yi

，用yong戶hu完wan成cheng設she定ding後hou
，隻zhi需xu輕qing輕qing一yi按an即ji可ke完wan成cheng全quan過guo程cheng。在zai熔rong化hua室shi內nei設she計ji有you抽chou風feng係xi統tong
，能neng將jiang熔rong化hua過guo程cheng中zhong產chan生sheng的de有you害hai氣qi體ti自zi動dong吸xi走zou，以yi保bao護hu工gong作zuo者zhe的de身shen體ti健jian康kang
；成型帶風冷係統
，加快熔化物冷卻成型 。控製框圖如圖2所示。

應用台達PLC的溫度模糊控製功能指令：

 

（1）S1：目標值(SV)。S1 範圍限製為1~5,000，其表示數值為0.1°~500°，最小單位為0.1, 若 S3 +1指定為K0，則其表示為0.1℃~500℃。

（2）S2：當前測量值(PV)。S2 範圍限製為1~5,000，其表示數值為0.1°~500°，最小單位為0.1°，若 S3 +1，指定bit0=0，則其表示為0.1℃~500℃；因此使用者由溫度傳感器得到模擬轉數字的數值時，須自行搭配四則運算指令轉換為1~5,000 之間的數值。

（3）S3：取樣時間的設置。

（4）D：輸出值(MV)。D 顯示範圍為0~(取樣時間*100)的數值。

 

    由於熔樣設備會產生高頻磁場，會對周圍的電器設備產生電磁幹擾，作為PLC的信號線和人機界麵的通訊線容易受到幹擾
，所以
，必須作好抗幹擾措施。
    (1)靜電耦合幹擾：指控製電纜與周圍電氣回路的靜電容耦合，在電纜中產生的電勢。
措施：加大與幹擾源電纜的距離，達到導體直徑４０倍以上時，幹擾程度就不大明顯。在兩電纜間設置屏蔽導體
，再將屏蔽導體接地。
    (2)靜電感應幹擾：指周圍電氣回路產生的磁通變化在電纜中感應出的電勢。措施：一般將控製電纜與主回路電纜或其它動力電纜分離鋪設，分離距離通常在３０ｃｍ以上（最低為１０ｃｍ），分離困難時，將控製電纜穿過鐵管鋪設。將控製導體絞合，絞合間距越小
，鋪設的路線越短
，抗幹擾效果越好。
    (3)電波幹擾：指控製電纜成為天線
，由外來電波在電纜中產生電勢。措施：將感應電源放入鐵箱內進行電波屏蔽，屏蔽用的鐵箱要接地。盡量縮短人機到PLC通訊線的長度，用屏蔽線進行抗幹擾。
    (4)電源線傳導幹擾：指各種電氣設備從同一電源係統獲得供電時
，由其它設備在電源係統直接產生電勢。措施：感應電源的控製電源由另外係統供電；在控製電源的輸入側裝設線路濾波器；裝設絕緣變壓器，且屏蔽接地。

3 結束語

    經過設備調試，各項性能均達到客戶的工藝要求
，比照單片機為控製係統的熔樣設備市場銷量，隨著自動化要求越來越高的情況下，PLC和人機界麵為控製係統的熔樣設備將成為未來的主流熔樣設備自動化技術。