1500KW机电一体式中频感应加热透热炉技术方案.docx
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1500KW机电一体式中频感应加热透热炉技术方案
智能机电一体式1500KW中频透热系统
技术方案
一、方案概述：
工件规格:
直径
Ф145
Ф120
Ф115
Ф105
Ф90
Ф85
长度（MAX）
118
443
510
426
603
605
用途：
对上述所列型号工件进行整体透热。
依据上述工件参数本套中频透热设备的透热炉体可分为4套（Ф145、Ф120-115、Ф105、Ф90-85）。
每套由4节炉体组成，每节2米，共计总长8米。
最高加热温度：
1200℃
表芯温差：
50℃-75℃
加热功率：
1500KW
工艺流程：
自动提料—自动进料—整体透热（1200℃）--剔料分选--自动出料
二、技术标准：
1．中频感应加热设备按照国家标准进行设计和制造。
2．所有图纸文件均按ISO规定制作。
3．机械部分制造严格按照国家标准规范进行。
GB5959.3—88电热设备的安全——对感应和导电加热设备以及感应设备的特殊要求
GB10067.3—88电热设备基本技术条件——感应电热设备
GB/T14549—93电能质量－公共电网谐波
JB4086—85感应加热用电控设备技术条件
三、设备说明：
3.1、中频感应加热设备
图片仅供参考
中频电源电路采用6脉波整流方式，进线电压采用660V。
中频电源具有以下的特点：
3.1.1、整流部分的可控硅采用了最新的叠装式散热器组件。
这种安装方式使可控硅的拆装变得更加方便和科学，在更换可控硅时，只要松开一个顶紧螺栓，即可更换组件内任何一个可控硅元件。
散热器组件上有刻度供紧固时作参照，可以保证可控硅和散热器之间正确的压紧力。
而且，这种安装方式充分减小了可控硅组件的体积，使电气柜内的操作空间增大。
3.1.2、大容量的直流滤波电抗
滤波电抗器对固体电源是非常重要的，它有二个作用。
第一，使整流器的输出电流变得平滑稳定。
第二，当逆变可控硅直通短路时，限制短路电流的增长速度和最大短路电流的大小。
如果滤波电抗器的参数设计不合理，铁芯材料不好或制造工艺不过关，将对中频电源的工作可靠性产生极大影响。
3.1.3、逆变电路采用大容量高速KK可控硅
为了保证逆变器的可靠性，逆变可控硅采用大容量KK硅。
采用双桥串并结构，既能保证设备较高的运行频率，又能保证足够的功率输出。
3.1.4、电热电容器采用并联补偿方式，可有效的减小输电线路的损耗，补偿电容配置在电源柜体内部，配置了6台大容量补偿电容器。
三排一组，2组并联。
3.1.5、控制系统全数字化，无继电控制
控制系统采用单板高可靠性的大规模集成电路控制。
各种信号的运算处理及其相应动作的执行都按程序自动进行。
用数字控制系统代替各种继电控制回路所要完成的功能，整个中频电源设备无一只继电器，这就避免了因继电器接点接触不良引起的设备故障。
3.1.6具有快速响应特性的调节器
我公司在控制线路中设计了独特的调节器，其响应时间很短，完全适合于中频电源在负载突变的情况下适应快速响应的使用要求。
3.1.7电源恒功率输出，可保证高的功率因数
特殊设计的阻抗调节器可检测到阻抗的变化，并将此变化送入电路内部进行数字运算，自动调节负载阻抗的匹配，使中频电源达到恒功率输出。
同时，由于阻抗调节器的使用，在加热的全过程中，整套设备的运行功率因数可达到0.92以上。
3.1.8完善可靠的保护功能
本控制线路设有过流、过载、过压、缺相、控制电源欠电压、冷却水压过低和冷却水温过高、水流量过低等各项保护措施。
这些保护功能的分析处理与实现都由ASIC-2集成电路完成，保证了各项保护功能的灵敏度及可靠性。
3.1.9透热炉体及进料出料装置
整体设备结构图
组成：
透热柜、透热炉体、自动进料装置、自动出料装置，十字坐标龙门机械手、智能控制柜等。
3.1.9.2透热炉体
炉体主要由外壳、底框、感应加热线圈、炉衬等组成。
本炉体根据客户提供的加热工件外形尺寸、出料节拍等参数，配合感应加热电源电参数进行科学合理计算得出炉体的各种参数，进行生产制造。
有结构合理，性能优越，效率高，使用方便的特点。
3.2自动进料系统介绍
1．主体框架：
用于安装给料箱、阶梯上料装置、剔料回流装置、链条输送机、气缸进料机构的平台，由优质型钢焊接成整体框架结构，强度高、结构合理，焊接制作完成后，表面经除锈、酸洗、喷涂防锈漆与优质高档漆等多道表面处理工序，保证机床外表美观，并且具有良好的抗表面氧化功能。
2．给料箱：
给料箱主要用于棒料的存放及向阶梯给料机放料的装置。
材料靠自身重量沿着斜面向阶梯给料机方向移动，到达最低点达到坯料给料的目的。
3．阶梯上料装置：
阶梯上料装置结构示意图
阶梯上料装置主要是将料箱内成堆棒料通过上料阶梯分层单根输送至链条输送机的自动化自动上料机构，阶梯上料装置的运作主要靠气站驱动气缸来实现。
成批棒料倒入料箱，由料箱阶梯将料位于其上部的棒料顶起，此时1阶梯下降，在一升一降的过程中，料箱阶梯的斜面与1阶梯的斜面斜向平行，工件通过自重滚落至1阶梯的斜面，过程如下图：
阶梯上料机运行状态
从静止状态至初始状态，料箱下的阶梯将其上方的棒料上顶，1阶梯下降，至上料状态时，两个阶梯的斜面平行，棒料将自动落入1阶梯的阶梯内，1阶梯至2、3阶梯的上料与上述相通，直至将棒料翻送至链条输料机，整个上料过程平稳、可靠，保证上料节拍，上料全程无需人工干涉，可完全实现全自动化操作。
由于本套中频感应加热设备针对的是直径、长度不一样的圆钢，因此存在加热节拍的不一致情况，如该阶梯上料装置始终保持一个速度运作，这势必将造成整条生产线的节拍不呼应、不协调。
因此就必须要求该上料机床的运转速度可调节，以配合整条生产线完成节拍进料的加热任务。
因此阶梯上料装置的上料运行节拍可通过该装置上的节拍控制器随时调节，以适应大小、节拍不一棒料的加热。
4．剔料回流装置：
当棒料由阶梯式上料传送至链条输料机的传送带上，可能会有歪斜的棒料，如果歪斜的棒料进入到链条的传输轨道排料，势必将造成卡料现象，造成连续输料或排料困难，影响生产线的连续自动化生产，因此需要在歪斜的棒料未进入夹棍链条的传输轨道前将其踢出轨道，回流到上料机的料箱内，使其重新排列，否则将会影响输料质量或给设备带来诸多不确定安全因素，影响生产。
5．链条输送机：
链板输送机可满足棒料连续单列输送的需求，采用链板输送机的目的在于其传输间的平稳、准确的性能，且承载能力较大。
链板输送机以标准链板为承载面，由电机、减速机为动力传动。
6．气缸推料装置：
平链输送机用于将连续的棒料输送至气缸进料机的输送装置，它主要是由输送链、双气缸，卡料装置及滑道等构成，以调速电机作为平链输送机的动力源，通过调速电机转动带动输送链上的向前连续传送，从而保证每个棒料的有效进料。
在平链输送机之前配置了剔料回流装置，倘若在链板式传输机的轨道上出现歪斜的棒料，那么该装置将会使歪斜的棒料自动退出传输轨道，滑入阶梯上料机的低端，重新进行排列上料，因此从而保证平链轨道的棒料传输方向一致，无歪斜料。
每当有棒料进入卡料装置时，1号气缸按设定节拍将材料推入进料滑道，1号气缸退回是2号气缸动作将料推进加热炉体。
卡料装置能始终保持唯一材料进入滑道，最终保证棒料能够连续、稳定的进入感应器的炉膛内加热。
为保证每台设备配置的卡料装置能够适应设备所提及规格棒料的稳定、可靠进料，在卡料装置上专门装设了微调夹棍加紧程度的微调装置，从而便于调整，以适应不同大小的棒料。
3.3智能机械手及棒料自动分选系统
移料装置全部采用铝合金基体制作，导轨采用高精度直线导轨。
控制系统使用私服控制。
配合智能数控系统进行造作。
针对方案中提出的各种规格棒料。
机械手的使用范围广，性能稳定，耐热。
通过内部加装水冷装置，避免机械手在长期搬运过程中因受热而损坏。
拨叉分选机
3.4、控制系统：
触摸屏人机界面综合控制系统
触摸屏综合控制系统：
主要核心计算控制设备为进口PLC，人机界面为国产高档触摸屏，本系统控制灵活、显示逼真、能对设备进行数字化精确控制。
故障率低。
3.6温度控制系统
本套设备设计安装有剔料分选控制系统，确保每一个零件都能达到规定的加热温度要求。
温度高的或低的等不符合加热要求的棒料会通过本系统识别。
从而控制机械手进行分拣。
（1）、温度闭环负反馈控制系统（以下数据仅供参考，请以实物为准）
红外线传感器和PID调节器是整个系统的核心控制元件，现对控制原理做如下说明。
1、二十几种输入信号选择。
2、过程量、给定值、控制量三重显示。
3、PID调节器正反作用选择。
4、出现断阻、断偶、断线故障时，控制量、过程量的模拟输出可选择0%、100%或上限限幅值、下限限幅值。
5、跟踪输入信号的零点和满度可进行标定。
6、智能声光报警、双定时器或计数器功能。
7、可进行开方及小信号切除。
8、阀位反馈信号任意选择（各种模拟输入）。
9、可实现外给定值输入（EM2功能）。
10、可分别设定控制量上限、下限输出控制范围。
可实现分程PID控制，即保持第一控制量的基础上另产生两个分程控制量。
11、测量值与设定值显示可进行加减运算。
12、PID参数自整定或P参数独立自整定。
13、8组设定值及P、I、D参数存储和调用。
14、控制量跟踪反馈量（EM1功能），可实现手/自动向无扰动切除。
内给定值位移（SB功能）。
15、可实现比值控制。
比值控制公式：
给定值SP=A×外给定+B（A为比值系数）。
16、4个开关量控制输出。
可实现重定位，关联报警等方式。
一、二个或三个模拟量输出：
0~10mA或4~20mA
3.7、封闭式冷却塔
配套设备BFL系列闭式冷却塔冷却塔主机主要由外壳、紫铜冷却器、排风系统、喷淋系统、脱水器、集水槽等组成外壳：
冷却塔的外壳采用镀铝锌板制作，厚度为2mm，抗腐蚀能力与不锈钢不相上下，外观处理美观大方，经数控机床剪、折、冲后经无焊缝拼装而成，尺寸精确平整。
冷却器：
冷却器为冷却塔的关键部件，内部通冷却介质，外部经过风冷及水的喷淋来达到冷却要求；冷却器采用国际标准的T2脱酸紫铜管制作，全部为裸紫铜圆管，不加翅片（此为我方多年技术经验改造结果，因为铝翅片容易在空气中氧化、腐蚀，使用寿命短。
而我方采用T2脱酸紫铜，抗腐蚀性大大加强。
并且整体表冷器，全部采用裸铜管制作，防腐蚀性更强），以保证其冷却效果；铜管与弯头之间的连接采用银焊条焊接，焊点少且质量好。
（紫铜冷却器） 排风系统：
排风系统是通过主机舱下方的进风口进风、上端风机口出风的气流方式，连续稳定的排出冷却塔主机舱内的饱和热湿空气。
由进风格栅，风机和防护罩等组成；风机采用铝壳三防风机，增加使用寿命。
（铝壳三防风机） 喷淋系统：
喷淋系统是在上述风冷系统达不到用户设定的温度要求时，自动开启外循环的水冷系统，通过增加主机舱内部的空气湿度，加强冷却能力及效率以达到用户的温度要求。
主要由喷淋水泵、连接管路、喷淋头等组成。
当温度超过设定温度时，系统控制自动开启喷淋系统，来保证冷却的温度达到要求，以及节能的效果。
脱水器：
脱水器的主要作用是降低外循环水冷系统在工作过程中的水损耗。
冷却塔在进口设有压力显示，在需冷却的设备进水口也有压力显示，能通过压力差来读取压降，从而达到有效冷却，以保证设备在安全的水流量范围。
冷却塔在出口设有温度显示及温度报警，并能通过数显温控仪控制喷淋系统的开关来实现进出水温度的调节，使闭式冷却塔在规定的水温范围内对设备连续高效地进行冷却。
冷却器：
冷却器为冷却塔的关键部件，内部通冷却介质，外部经过风冷及水的喷淋来达到冷却要求；冷却器采用国际标准的T2脱酸紫铜管制
作，全部为裸紫铜圆管，不加翅片（此为我方多年技术经验改造结果，因为铝翅片容易在空气中氧化、腐蚀，使用寿命短。
而我方采用T2脱酸紫铜，抗腐蚀性大大加强。
并且整体表冷器，全部采用裸铜管制作，防腐蚀性更强），以保证其冷却效果；铜管与弯头之间的连接采用银焊条焊接，焊点少且质量好。
排风系统：
排风系统是通过主机舱下方的进风口进风、上端风机口出风的气流方式，连续稳定的排出冷却塔主机舱内的饱和热湿空气。
由进风格栅，风机和防护罩等组成；风机采用铝壳三防风机，增加使用寿命。
喷淋系统：
喷淋系统是在上述风冷系统达不到用户设定的温度要求时，自动开启外循环的水冷系统，通过增加主机舱内部的空气湿度，加强冷却能力及效率以达到用户的温度要求。
主要由喷淋水泵、连接管路、喷淋头等组成。
当温度超过设定温度时，系统控制自动开启喷淋系统，来保
证冷却的温度达到要求，以及节能的效果。
脱水器：
脱水器的主要作用是降低外循环水冷系统在工作过程中的水损耗。
冷却塔在进口设有压力显示，在需冷却的设备进水口也有压力显示，能通过压力差来读取压降，从而达到有效冷却，以保证设备在安全的水流量范围。
冷却塔在出口设有温度显示及温度报警，并能通过数显温控仪控制喷淋系统的开关来实现进出水温度的调节，使闭式冷却塔在规定的水温范围内对设备连续高效地进行冷却。
FBL-50T（高配型）炉体水冷，单套水冷
名称
型号
参数
封闭式冷却塔
FBN-50T
带辅机
散热芯
10层管
Ф16优质紫铜管
外壳
镀铝锌板（2mm）
水箱
1000*1000*1000
304不锈钢材质
水冷控制箱
1台
工作水压
≥0.2Mpa
主泵
ISG65-160IA5.5kw2台
流量46.7m³，扬程28m
喷淋泵
ISG80-1001.5kw1台
流量25m³，扬程25m
风机/风量
YS3084Ф6001.1KW*2台
14000*2m³/h
外形尺寸
长2500*宽1500*高3200（箱体）
FBL-30T（加强型）电源水冷，单套配置
名称
型号
参数
封闭式冷却塔
FBN-30T
一体式
散热芯
8层管
Ф16优质紫铜管
外壳
镀铝锌板（2mm）
水箱
1000*500*1000
304不锈钢
控制箱
1台
工作水压
≥0.2Mpa
主泵
ISG65-160IA4.0kw1台
流量25m³，扬程32m
喷淋泵
ISG80-1001.5kw1台
流量25m³，扬程25m
风机/风量
YS3084Ф6001.1KW*2台
14000*2m³/h
外形尺寸
长2000*宽1000*高2500（箱体）
4、设备参数及配置明细报价
4.1、中频感应加热电源主要技术参数
1500KW中频电源
序号
项目
技术参数
1
输入电压
3相AC660V
2
输入电流
1375A
3
直流电压
890V
4
直流电流
1685A
5
中频电压
1300V
6
工作频率
0.5-1KHZ
7
额定功率
1500KW
主9
铜材
洛铜或上虞铜材
智能机电一体式1500KW中频透热系统配置清单
序号
设备配置
规格型号
供货数量
单价
1
可控硅中频电源
（内置1500KW电容柜
+电源平波电抗器）
KGPS-1500-1S
1套
2
感应加热炉体
Ф85-90
1套
3
感应加热炉体
Ф105
1套
4
感应加热炉体
Ф115-120
1套
5
感应加热炉体
Ф145
1套
6
透热柜体
8*1.2*1.3
1套
7
水冷电缆
1套（2根）
8
机械控制、传动系统
9
PLC智能控制台
ZK-20
1套
10
PLC控制系统
西门子S7-200系列
1套
11
红外线测温仪
国产名牌
1套
12
自动进料机
1套
13
自动出料机
1套
14
智能机械手分选机
1套
标配
15
普通拨叉分选机
1套
可选（报价不含其中）
16
自动提料机
1套
17
冷却系统
18
炉体封闭式冷却塔
FBL-50T
1套
19
电源封闭式冷却塔
FBL-30T
1套
20
升级会员 