DSS炉电气与软件 (1)

1.4、DSS炉电机传动系统
下炉体提升系统还包括刹车系统，刹车线圈使用的是 DC120V电源，控制电路包括控制柜内的继电器和桥式整 流器。一旦触摸屏电脑上的手动按钮按下，rack 0 module 3的2号接线端即输出DC24V接通继电器（CON） 的线圈，继电器吸合以后继而桥式整流器单相AC120V接 通。 通过桥式整流器 输出DC120V直接到 刹车线圈，线圈得电 后刹车松开才能使电 机传动轴能够转动。
1.1、DSS炉加热系统
1. 加热主接触器吸合 当条件满足后，由HMI发出程序指令 传输给PLC的LCM4控制器，于是rack 0 （上排）module 4（从右数第5个模块） 的6号接线端就会输出DC24V到电源柜的 热继电器常闭触点，通过DC24V控制回 路接通接触器AC120V线圈使接触器触点 吸合，从而三相交流电源经接触器到达 电源柜背面主回路进线端（在可控硅未 导通时到达不了变压器）。主接触器吸 合后同时会有24V信号给PLC输入模块 （rack1 module 4）的3号接线端，在 HMI程序界面上表现出来。
DSS炉电气与软件
LDK Solar
目 录介绍
1. DSS炉电气硬件控制系统
1.1、加热系统 1.2、水冷系统 1.3、压力系统 1.4、电机传动系统
2. DSS炉软件控制系统
2.1、工业自动化控制 2.2、 opto22组态软件
DSS炉控制系统

DSS炉是一套自动化程度很高的设备， 运行过程主要是PLC（OPTO LCM4）控制 各输入输出模块，再连接各传感器、电磁 阀、伺服电机控制器、直流电机控制器、 接触器、继电器等电气设备而达到整个控 制目的。整个控制部分可分为电气件控制 部分和软件控制部分。
1.3、DSS炉压力系统
1.3、DSS炉压力系统
2．进气出气系统 DSS炉通过各个电磁阀以及气动 阀的动作来控制进气排气量，从而保 持炉腔压力的稳定。 进气部分包括一个质量流量控制 器（MFC）、V2氩气进气阀（气动阀） 和一个旁路阀（气动阀），出气部分 包括粗抽阀V1（电磁气动阀）和V3 组合出气阀（包括一只电磁阀和一只 气动阀）以及管道排气电磁阀，在 MFC附近还有两个检测炉腔压力的传 感器（分别测量0-1Torr及01000Torr）。
1.1、DSS炉加热系统
3. 热区温度反馈 一是通过热电偶TC1感应，热 电偶的测温原理基于热电效应： 将两种不同的导体A和B连成闭合 回路，当两个接点处的温度不同 时，回路中将产生热电势。 二是通过高温计感应，它们将 模拟信号传输给输入模块，经模 拟数字转换及函数运算后在程序 或图形数据界面中显示出实时温 度或曲线。
DSS炉PC800图片
1.4、DSS炉电机传动系统
2. 下炉体提升系统 下炉体提升电机是直流电机，通过英国欧陆 (EUROTHERM)514C模拟直流调速器进行控制。触摸屏 电脑左上方的提升手动按钮传输信号给输入模块rack 1 module 5的7号接线端。PLC给下炉体提升电机激活信号 由rack 0 module 0的6号接线端输出。（信号与程序有 关） 该电机设定输出（模拟量）由 rack 0 module 9的2、 3端接往电源柜514C的上排15、11接线柱。 下炉体提升有四个限位开关，信号传输给rack 1 module 3的1、3、5、7端。下炉体与上炉体之间的安全 限位开关信号传输给rack 1 module 2的1号端。 514C简单说来，就是由电源柜提供AC120V电源， 通过内部电路及外部设定指令输出DC120V上下一定范 围可变的励磁电压给提升电机，通过改变直流电机电枢 的电源电压以及极性来调节电机转速和转向。
1.2、DSS炉水冷系统
1. 冷却水供应 F1－F8水流量计（F1－F3 为电极F4－F7为炉体F8为罗茨 泵）使用的是DC24V电源，流量 计通过水流冲击磁铁旋转的转速 不同产生不同频率及电压的直流 脉冲信号传输给rack 1（下排） 的 module 0和module 1两个输 入模块，经过LCM4运算后再到 HMI电脑程序界面，从而反馈出 冷却水的流速流量。
1.1、DSS炉加热系统
1.1、DSS炉加热系统
2.
加热功率调节 控制信号经HMI、LCM4，由rack 0 module 0的8号接线端输出到电源柜背面的 SCR可控硅控制器，再由该控制器去控制串到 主回路当中的可控硅（晶闸管）模组，改变主 回路中电压的导通与关断，由此达到调节功率 的目的。 我们采用的是零位控制模式的可控硅电力 调节器，也可叫做调功器，通过控制负载电压 的周波通断比来控制负载的功率。在设定的周 期Tc内，Tc在DSS炉中是4秒，触发信号使主 回路接通几个周波（几个完整的正弦波），再 断开几个周波（几个完全的正弦波），改变晶 闸管在设定周期内的通断时间比例，以调节负 载上交流电的平均功率，即可达到调节负载功 率的目的
V1阀的电磁阀以及管道排气电磁阀的线圈分别由rack 0 module 4的2号、4号接线端 输出控制， V2氩气进气阀、V6氩气旁通进气阀的气路受控制柜侧面小柜内电磁阀再由rack 0 module 2的2号、4号接线端输出控制， V3电磁阀由rack 0 module 6 D-A数字转模拟输出模块的6号、7号端控制，该阀是可 调节比例阀，能根据程序设定输出的开启百分比来控制电磁线圈通电大小从而控制阀芯 的动作行程，该阀没有反馈信号给PLC。
1.3、DSS炉压力系统
所有气动阀受压缩空气控制，而对应管路的 压缩空气又是受各个小电磁阀控制（在控制柜 侧面的小柜内），这些小电磁阀（DC24V）再 由PLC的输出模块（rack 0 module 2）控制。另 外控制柜侧面小柜内还有一个压缩空气压力感 应开关有信号到rack 1 module 5输入模块的1号 接线端，一旦空气压力低于事先调节好的设定 值，该开关即动作，PLC得到信号以后立即输出 报警。V1阀气路部分受控制柜侧面小柜内电磁 阀再由rack 0 module 2的6号接线端输出控制，
1.1、DSS炉加热系统
信号传输： TC反馈给rack 1 module 9， 高温计反馈给rack 0 module 7 注：高温计电源是DC15V， 它还有一个初始位置光电接近 开关（电源DC24V）信号给 rack 1 module 6。
高温计
TC
注：铸锭程序中的温度控制 以及功率控制模式都涉及 到PID（比例积分微分） 控制，这都是通过PLC程 序来实现的。
2. DSS炉软件控制系统
1. DSS炉是基于可编程控制器的一套自动化设备系 统，他的核心部件就是PLC（LCM4），它存储了PC下 载的控制算法将PID、I/O处理等分配给B3000（智能 处理器），再配合各输入输出模块以达到控制作用。 如果无须人机交互，那么只用B3000就可以达到控制 作用，因为它内嵌可I/O分配、PID运算、事件响应及 高低限报警等功能。LCM4是一个可编程控制器，它 存储了经过编译好的策略（即原程序），按照策略的 流程给各个模块发送指令，及响应策略所有事件。而 这一套都是出自美国OPTO22公司的产品。它的开发 组态软件是：Factoryfloor
数据服务器软件 与SQL及Access数据库交换数 据


OptoDisplay

OptoConnect

OptoControl 特性




可视化流程图编程环境 可自我文件化（self-documenting） 语句化的编程方式 基于32位windows的多任务处理结构 多级子程序设计与调用有利于功能扩展 提供整型、浮点型、字符串、指针变量 及相应的数组变量 开放型数据管理有利于第三方软件接入 强大的通讯编程能力，支持多种协议 强大的在线诊断修正功能 类如资源管理器样的树状系统配置图 在Windows NT平台下有 仿真功能（OptoRuntimePC）
1.3、DSS炉压力系统
MFC使用DC15V电源，氩气进气设定值信号经数 字转模拟由rack 0 module 6模块的2号、3号端输出给 MFC，进气模拟量的反馈值则由MFC传输给rack 0 module 7模块的2号、3号端经模数转换由PLC传输给 HMI显示出来。 具体起来说MFC（质量流量控制器）采用热式流量 传感技术，即流量传感器将非电量的气体流量转换为 电信号（mV信号），该信号经放大器放大后输出给 PLC作控制信号。另外MFC还包括一个比例电磁阀，这 个阀可以控制阀芯的开启程度。通过闭环控制回路使 程序要求的进气量得以实现。 测量炉腔压力的两个压力传感器使用DC15V电源， 反馈数据给rack 1 module7模块。
2.1、工业自动化控制软件
PLC----可编程逻辑控制器
PCS----过程控制系统 DCS ----集散控制系统 FCS -----现场总线控制系统
2.2、opto22自动化控制软件
OPTO 22控制系统软件包

OptoControl


OptoServer

基于流程和图形方式的 控制软件 操作员人机交互界面软 件
1.3、DSS炉压力系统
1．真空泵系统
真空泵包括机械泵（皮带传动）与罗茨泵两部分，它们的电源主电路上各有 一个铁壳安全开关，在这之上是电源柜中各自的接触器以及热继电器。接触器线 圈是否得电由PLC的输出来控制。具体来说，机械泵、罗茨泵接触器分别由rack 0 module 0的2号、4号输出端控制。 罗茨泵上还有两个感应开关分别是温度开关和压力开关，串联到接触器线圈 回路当中，只有两个开关都闭合的情况下，接触器才能吸合。可以说这两个感应 开关加上热继电器都是起到安全保护的作用。 机械泵上有三个润滑油路电磁阀和一个压力转换开关，具体动作情况是：皮 带侧下方的电磁阀一旦机械泵启动运行即得电开启，另外一侧的两个电磁阀受压 力转换开关控制，当机械泵前端压力在133mbar以上时上面那个电磁阀通电打开 接通对应的润滑油路，当压力到达133mbar以下时下面那个电磁阀通电动作。这 三个电磁阀线圈电源都是由机械泵电动机电源接线盒中引出，是AC380V电压。 机械泵与罗茨泵接触器的接通断开也有信号给PLC的输入模块（rack1 module 4）的5号、7号接线端，能在HMI程序界面上反映出来。