1 引言

退火處理是鋁箔加工工藝的主要組成部分，主要是對精扎分切過的鋁箔進行除油處理和光亮退火，提高其熱力學性能。退火爐是完成鋁箔退火的關鍵設備，退火爐溫度控制的好壞直接影響鋁箔的質量。

2 箔退火爐自動化控制系統硬件設計

本退火爐控制系統產品為輝達工控KZYP系列可控硅智能電爐控制柜，主要由帶有PID調節的溫度調節模塊的HD-M-A4000系列模擬量模塊、HD-M-D4000系列開關量模塊、HD-DL4000系列電量采集模塊、MCGS觸摸屏和上位機監測系統以及西門子PLC系統及變頻器組成(如圖1)。控制系統完成8臺鋁箔退火爐的溫度精確控制，循環、負壓、吹洗和旁冷風機的起停和正反轉控制，各種故障狀態的報警等功能。HD-M-A4000系列模擬量模塊用于各類模擬量信號的采集和標準信號的輸出，可用于熱電偶、熱電阻、壓力等信號的采集與變送。輸入與輸出可靈活組態。HD-M-D4000系列開關量模塊用于開關量或者數字信號的采集，并對繼電器輸出進行控制。HD-DL4000系列電量采集模塊適用于工業控制與測量系統的電力監控系統，能夠代替電流、電壓、功率、功率因數、電能等一系列測量輸入模塊。各個模塊作為下位機，負責控制鋁箔退火爐，通過RS485通訊與MCGS觸摸屏進行通訊，數據通過屏再轉發給上位機進行監控，上位機作為系統的控制中心。觸摸屏完成各種工藝參數的設定，檢測報警、實時和歷史數據的查詢等功能。采用西門子PLC系統及變頻器進行等過程控制調節

3 箔退火爐自動化控制系統軟件設計

控制系統軟件設計主要包括以下幾個方面：溫度控制，風機控制，報警控制等，其中溫度控制是控制系統的關鍵。

溫度控制主要有定時定溫和比例料溫兩種控制方式。其中定時定溫是工業生產中zui常用的控溫方式。即在規定的時間內使溫度升高到設定的溫度，要求實現線性升溫。如圖2所示，曲線1為設定理想退火工藝曲線。曲線2為細分曲線示意圖。要想使實際退火曲線逼近設定曲線，就需要采用細分技術，圖2中為了分析方便將升溫段細分為五段，每小段均為輕微振蕩曲線。如果將其細分為幾千甚*萬段，則可以無限逼近設定曲線，這樣就實現了線性升溫。具體實現方法如下：將圖2中的升溫段作為一個程序步，根據當前程序步的設定溫度和設定時間，可以得出細分增量，細分增量=設定溫度(℃)／設定時間(S)。即每秒增加一個細分增量，則模塊中的給定溫度=上次給定溫度+細分增量。如此循環下去，直到程序步結束。程序流程圖如圖4所示。圖2 定時定溫工藝曲線

圖3 比例料溫工藝曲線

另外一種控溫方式是比例料溫，采用比例料溫是為了加快鋁箔導熱速度，縮短退火時間，以減少電耗。首先使爐溫升到高于設定料溫(T2)的某一值T3這樣爐氣溫度與實際料溫間溫差變大，鋁箔導熱加快。當料溫達到設定比例開始料溫(T1)時，真正開始比例料溫控制，即當實際料溫升高1℃時，爐氣溫度降低一個設定的比例步。如果比例步設為5，則料溫升高1℃，爐氣溫度降低5℃。如此下去，直到爐氣溫度與實際料溫相等。

在實際使用中，傳輸信號經常受到各種干擾，模塊采集過來的料溫信號變化很大，在比例料溫程序中，料溫每變化一度，爐氣溫度就要變化一個比例步，如果不加處理，就會造成爐氣溫度波動較大，不能*實現比例料溫，這里采用濾波技術，濾掉峰值干擾信號。

4 現場應用效果

圖4為控制系統的實際應用情況，從圖中可以看出，實際爐溫具有較好的線性和精度，基本滿足鋁箔生產要求。實際現場應用也體現出良好的效果。

圖4 實際應用效果圖

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