张凯 邓宁嘉

【摘要】真空退火炉利用稀有金属材料，如：钛、锆等，真空退火。真空退火炉具有容积大、温控精度高、温度差异小、结构简单，可靠性高的特点。真空退火炉根据工艺流程利用工业人机交换界面的电气控制的设计方法，主要以PLC为核心，来实现炉体的恒温控制。还利用上位机进行实时监控，监控现场工况。从而该控制系统达到了工业的工艺流程和控制要求，系统稳定可靠。

真空退火炉主要是由电气控制系统、电机系统、高真空系统、炉体系统和外围系统构成。高真空系统主要由高真空机组组成，主要用于抽空炉体和维持真空。其优点如下：第一，退火改变了晶体的结构，消除了内应力以及软化材料。第二，防止了氧化脱碳脱脂，从而提高了表面的光亮度以及力学性能。第三，炉体容积大，温度控制精度高，温区温差小，系统稳定。第四，炉温控制系统复杂，该数据具有时变性、非线性以及滞后性的特点。所以随着加热时间增加、加热温度的升高和真空度的增大，将产生不同的退火效果。第五，可编程控制器（PLC）结构简单、抗干扰能力强、通用性好，可以很好的提高系统的稳定性和准确性，从而提高生产效益。本设计中采用以PLC为核心，闭环控制PID功能模块来实现恒温控制，达到炉温控制。利用PLC编程软件中的梯形图语言进行编程，来控制整个过程。上位机监控系统包括工况监控中的真空和温度画面的监控，使数据能够实时反映和控制。

1、真空退火炉的总体设计