Автоматическая линия химико-термической обработки (печь цементации) с контролируемой атмосферой. Система предназначена для точного поддержания углеродного потенциала в зонах насыщения и диффузии при температурах до 950°С.
Технологические зоны печи:Зона нагрева, зона насыщения I, зона насыщения II, зона диффузии.
Рабочие газы (подаются через газовый модуль):
- Эндогаз (контролируемая атмосфера) — суммарный расход до 50,6 м³/ч, давление 3,5 кПа.
- Природный газ (обогащение атмосферы) — расход 4,4 м³/ч, давление 7,0 кПа.
- Азот (продувка, аварийная защита) — расход 80 м³/ч, давление 2,5 кПа.
- Газовый модуль МГВТ 3Г-50Э5А . Запорно-регулирующая арматура, ротаметры (LZB-VA-10), манометры (КМ-22), датчики-реле давления (DG-50B-3), электромагнитные клапаны. Рабочие среды: эндогаз, природный газ, азот.
- Датчик углеродного потенциала. Циркониевый кислородный датчик. Диапазон углеродного потенциала : -0,10% … 1,4%. Выходной сигнал: 1000…1200 мВ DC. Термопара: тип K, R, S. Рабочая температура: 760…1010°C. Точность: ±0,03% C. Импеданс <6 кОм. Подача референтного воздуха и воздуха на очистку: 0,2…0,5 м3/ч (фильтрованный). Встроенный мотор для механической очистки измерительной ячейки.
- Контроллер атмосферы (96×96 мм, DIN-рейка, ЖК-дисплей, поворотно-нажимная кнопка). Измерение ЭДС датчика (US) и термоЭДС (TC1, TC2). Расчёт углеродного потенциала, точки росы, активности углерода. PID-регулятор с автоподстройкой. 5 релейных выходов, 3 цифровых входа. Интерфейсы: CAN-Bus, опционально RS485/Modbus RTU или PROFIBUS-DP. Функция автоматической очистки (прожига) датчика с заморозкой регулирования.
- Исполнительный механизм (линия природного газа) Регулятор расхода газа (линейная характеристика, диапазон регулирования 25:1, pu max 500 мбар, присоединение DN 10…25, внутренняя резьба Rp) в комплекте с сервоприводом (управление 3-позиционно-шаговым сигналом от контроллера, питание 230 В AC, крутящий момент до 3 Нм, корпус IP65, автоматический/ручной режим).
- Интегрированная подача и контроль газов Газовый модуль МГВТ 3Г-50Э5А обеспечивает дозированную подачу эндогаза, природного газа и азота по зонам печи с помощью шаровых кранов AKT, ротаметров LZB и электромагнитных клапанов VAS. Давление контролируется манометрами КМ-22 и датчиками-реле DG-50B-3, что гарантирует безопасную и стабильную работу.
- Прецизионное измерение углеродного потенциала Циркониевый датчик устойчив к термоударам и нагарообразованию. Встроенный электродвигатель во время прожига поворачивает керамический элемент, обеспечивая самоочистку и низкий импеданс (<6 кОм). Точность ±0,03% C позволяет вести процесс с минимальным разбросом по глубине цементованного слоя.
- Интеллектуальное регулирование на базе контроллера углеродного потенциала. Контроллер непрерывно вычисляет углеродный потенциал по сигналу датчика и температуре и в зависимости
-
от отклонения автоматически корректирует подачу обогащающего газа (природного газа).
- Автоматический прожиг датчика без вмешательства оператора Контроллер периодически (с настраиваемым интервалом) или по команде запускает подачу воздуха на прожиг датчика. Во время очистки расчёт углеродного потенциала и регулирование временно замораживаются, что исключает ложные срабатывания. Прожиг удаляет сажевые отложения с наружного электрода - основную причину выхода датчиков из строя (более 80% отказов).
PID-регулятор подстраивает параметры под динамику печи, а выходной 3-позиционно-шаговый сигнал управления подаётся непосредственно на сервопривод. Доступны два локальных заданных значения (SP1, SP2) и удалённый режим (RS485/Modbus/PROFIBUS).
Точное и надёжное регулирование подачи газа.
В линии обогащения установлен линейный регулятор расхода, обеспечивающий линейную зависимость входной сигнал/расход газа и диапазон регулирования до 25:1, что позволяет плавно изменять подачу природного газа от минимальных значений, необходимых для поддержания заданного углеродного потенциала, до пиковых расходов при цементации загрузок с большой поверхностью.
Сервопривод монтируется непосредственно на регулятор расхода, имеет IP65 и поддерживает 3-позиционно-шаговое управление.
При отключении питания сервопривод останавливается в текущем положении, сохраняя последнюю установленную дозировку газа и предотвращая аварийные ситуации.
Гибкая интеграция в АСУП и архивация данных Обеспечен выходной сигнал на внешнюю систему заказчика через RS485 (Modbus RTU) или PROFIBUS-DP. Архивация данных (углеродный потенциал, температура, расходы газов, положение регулирующего клапана) реализуется на верхнем уровне.Безопасность и надёжность:
- Электромагнитные клапаны VAS обеспечивают быстрое отсечение газов при аварии.
- Датчики-реле давления контролируют наличие эндогаза, природного газа и референтного воздуха, при их отсутствии система автоматически отключается или сообщает об аварии.
- Реализована автоматическая продувка печи азотом при падении температуры ниже 780°С.
- Точно выдерживать углеродный потенциал в каждой зоне печи (насыщение I, II, диффузия).
- Снизить расход обогащающего газа благодаря линейной характеристике регулятора и широкому диапазону регулирования 25:1.
- Исключить простои на ручную очистку датчиков - автоматический прожиг продлевает срок службы датчика до 4 лет при правильном техобслуживании.
- Легко интегрировать процесс в общую систему управления предприятием (SCADA, MES).
- Обеспечить безопасную и стабильную работу исполнительного механизма даже в неблагоприятных цеховых условиях (IP65, остановка при отключении питания).