【導讀】東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文）封面。題目電熱膜配方及大工業(yè)生產制備的研究。指導教師羅勇職稱副教授。專業(yè)電子信息工程。二零零八年六月二日。本設計由兩位同學完成，筆者主要負責生產制備及控制方案的設計,另一位同學。備的構成及工作原理；對于整條電熱膜加熱元件生產線的控制，設計用一臺內存量較。大的工控機為主機作為中央控制計算機和多臺內存量較小的工控機及PLC作為從機。以控制現場設備，從而構成了大工業(yè)電熱膜元件生產線計算機控制系統(tǒng)。電熱膜噴鍍工藝流程及其裝置的設

　　

【正文】 論文） 生產線制備組成部分設計及工作原理 18 得玻璃管磨削接觸時，除切削 力外的其他附加作用力小，且能緩和工作中產生的沖擊和振動，避免玻璃管產生裂紋和破裂。 玻璃管砂帶磨削裝置 砂帶磨削裝置主要由電機， V帶，接觸輪，座板，支撐板，手柄，彈簧，張緊輪等組成。工作時，由電機通過 V帶驅動接觸輪，再由接觸輪帶動砂帶運動。砂帶的工作面為一平面，砂帶的張緊力由彈簧提供，并可通過其下部的滾花螺母來調節(jié)其大小。裝卸砂帶時，靠扳動手柄壓彈簧使張緊輪下降，就可方便的調換砂帶。砂帶磨削裝置如圖 21圖 213 和圖 214 所示： 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 生產線制備組成部分設計及工作原理 19 （ 2） 砂帶磨削參數的選擇及磨削工藝的確定 砂帶磨削參數主要有電 機功率，砂帶線速度及磨削進給量。砂帶磨削功率與砂帶寬度，磨削用量及工件材質有關。由于磨削玻璃管切削量小，砂帶寬度小，所以選用電機功率較小。砂帶磨削速度，按元件的材質確定，輕負荷精磨為 25~30m/s。綜合考慮磨削質量及元件生產率兩方面因素，磨削端面選用 6 極電機，型號為： Y90L6，功率 ，轉速 910r/min?？紤]磨削外圓時，困磨削寬度較大，且為連續(xù)表面不易破碎，故選用 4極電機，型號是 Y90L4，功率為 ，轉速 1400r/min。接觸輪外徑定為 230mm，這樣磨削端面及外圓時，砂帶的線速 度分別為 ?；诓ＡЧ軜O易破碎，且考慮到實際坯料之間尺寸相差太大，形狀各異以及上道工序鍍膜過程中加熱使其變形，若采用自動進給，則不易達到磨削要求，故采用手動進給，靈活掌握。磨削工序上，先磨削端面，后磨削外圓，以避免先磨削外圓時對端面產生損傷，容易出現裂痕。 砂帶的選擇包括磨粒及粒度選擇。玻璃制品脆且硬，所以我們選擇砂帶，磨粒為性脆鋒利的黑色碳化硅。磨削端面，主要使端面平整，不出現崩口，所以選擇較細的粒度，選 80 目或 100 目；磨削外圓，主要應將圓上的電熱膜打磨干凈，并考慮生產率， 所以，應選切削能力強的粗粒度，選 50 目或 60 目。 電熱膜玻璃管絕緣檢測系統(tǒng)的設計 錯誤 !未找到引用源。 工藝要求和主要技術指標 錯誤 !未找到引用源。 工藝要求： 電熱膜工程項目中生產的透明電熱膜玻璃管元件主要用于開水器，熱水器等加熱器中，作為加熱元件之用。比之傳統(tǒng)的電熱絲加熱元件，具有更高的熱效應和更長的使用壽命。經電熱膜元件生產線的電熱膜元件在進入產品裝機前，必須要經過絕緣電阻及工作狀況檢測，其合格元件才能進入產品的裝機。 電熱膜玻璃管絕緣功率檢測柜就是為了檢測其工作狀況。 錯誤 !未找到引用源。 主要技術指標： 電熱膜元件檢測電壓 為 500V，電壓誤差極限為正負 5% 電熱膜元件在充滿水的情況下外端對內端的絕緣電阻大于 5 兆歐的為合格產品，否則為不合格產品，阻值誤差為正負 5%。 額定工作環(huán)境：溫度 10 度 ~30 度，相對濕度小于 75%，無腐蝕性氣體，無強烈震動和強磁場 電源： 220V， 50Hz 允許變化正負 10%，檢測柜消耗的總功率約為 150W。 設計方案及部分線路。 絕緣檢測系統(tǒng)原理方框圖如圖 215 所示： 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 生產線制備組成部分設計及工作原理 20 圖 215 絕緣檢測系統(tǒng)原理框圖 檢測柜要實現的是在元件裝夾完畢后，自動通水，自動檢測，自動切換，自動報警，自動排水等功能。總的設計指導思想是簡化產品檢測的操作過程。合理利用絕緣電阻測量儀，最大限度地排除操作者的人為因素對檢測過程，檢測數據的干擾，使產品的檢測質量得以保證。整個系統(tǒng)的組成部分包括：絕緣電阻測量儀，自動通水電路，檢測起動電路，第 1 組檢測控制電路，延時電路，切換電路，第 2 組檢測控制電路，報警電路，自動排水電路等。 錯誤 !未找到引用源。 電熱膜玻璃管絕緣檢測裝置 絕緣電阻測量儀：筆者選用常州電子儀器廠生產的 CY2679 型絕緣電阻測量儀。該儀器由電流 電壓轉換電路，放大器，比較器，可控多諧振蕩，數模轉換器，高穩(wěn)定測量電源，電源等幾部分組成。自動通水數顯時間繼電器控制線路：按工藝要求，要模擬電熱膜元件實際工作狀態(tài)時檢測其絕緣電阻是否符合規(guī)定要求。因此，在對元件進行絕緣電阻檢測前要通水，待各電熱膜元件通滿水后再自動轉換至檢測控制電路。其部分控制電路如圖 21圖 217 和圖 218 所示： 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 生產線制備組成部分設計及工作原理 21 圖 216 絕緣電阻測量儀原理框圖 圖 217 絕緣電阻儀測量原理簡圖 圖 218 自動通水數顯時間繼電器部分控制電路 錯誤 !未找到引用源。 第一組檢測控制線路 各電熱膜元件通水結束后，控制線路自動轉換至第一組電熱膜元件（共 8 根）進行絕緣電阻檢測，其部分控制電路如圖 219 所示： 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 生產線制備組成部分設計及工作原理 22 圖 219 第一組檢測控制部分線路 錯誤 !未找到引用源。 第二組檢測控制線 路 第一組電熱膜元件檢測結束后，第二組檢測控制線路自動工作，其控制原理同第一組，控制線路從略。 共有 16 路報警線路，當檢測出元件不合格時，發(fā)出報 警信號，其一臺絕緣電阻測量儀對 2 路元件的報警線路見圖 220，其余 7 臺絕緣電阻測量儀的報警電路同圖220，在此從略。該檢測可靠，工作穩(wěn)定，操作方便，只需按兩次按鈕就能一次檢測出 16 根電熱膜元件的絕緣電阻，并能判斷出合格和不合格元件。該檢測柜滿足性能的各項指標 [5]。東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 生產線制備組成部分設計及工作原理 23 圖 220 報警部分控制線路 電熱膜檢玻璃管功率測系統(tǒng)的設計 （ 1） 主要技術指標與功能 測量范圍： 220W~~2400W（可調整） 測量準確度：正負 1W 工 作方式：連續(xù)工作方式 生產率： 1600 只 /班產 顯示功能： 8位 LED 數碼管可顯示測量序號、功率值、檔數等。 分檔功能：在量程范圍內，能夠測量元件功率分成任意檔，分檔數和分檔的區(qū)間通過鍵盤設定。 打印功能：能隨時和順序打印出測量元件序號、功率值、檔數，以及測量元件總數、合格品數、合格品率，各檔區(qū)間的元件分布數等統(tǒng)計數據。 通訊功能：該儀器設有標準的 RS422 或 RS485 接口，能方便與上位機聯(lián)網通訊。 （ 2） 測量 原理與方法 由于電熱膜元件為電阻元件，我們采用相對測量法，測量電熱膜元件的阻值R，然后按 P=V2/R 求得其功率，測試儀的前置通道原理圖如下圖 221 所示。由恒流源電路輸出的 10mA 電流流過被測元件 Rx 和一個 20Ω標準電阻 r 后產 生 mV 級電壓V V V0 為零點標準輸入信號。由 8098 單片機控制多路開關 CD5051 的 K0、 KK2 啟閉。將 V V V0 分別交替送入到前置通道的放大器，經濾波后供 8098 單片機內部的 A/D 進行采樣。三路輸入信號的采樣值，經中值數字濾波后，按式（ ）求得被測元件的阻值， 然后按試（ ）式轉換成功率值，送去顯示和打印。 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 生產線制備組成部分設計及工作原理 24 圖 221 前置通道原理圖 再通過以下公式： ( 2 1 2 0 )20 10v v vRx vv???? ? （ ） 以及以下公式： 22220VPRx Rx?? （ 2. 2） 由上述的測量可以看出，該測量方法克服了一般電阻測量中對基準電壓源、恒流源要求高的缺點，同時克服 了放大器等零漂帶來的測量誤差、大大提高了測量精度 [6]。 工況檢測系統(tǒng)的設計 （ 1） 工況檢測裝置的總體結構及工作原理 工況檢測裝置主要包括下述四個部分：元件安裝系統(tǒng)，由夾具構架、定位、夾緊鎖定等機構組成（其作用是順利，可靠地完成元件的安裝）；水路系統(tǒng)，由水泵、供水管、電磁閥等組成（其作用是為被測元件供水）；電氣控制系統(tǒng)（其作用是檢測全過程的自動控制任務）；柜體，由上述三個系統(tǒng)組成一個整體，并與外界電源、水源相接。 工況檢測的任務是模擬電熱膜元件正常使用（通水、通電）時，測試其工作性能，分出 電熱膜元件合格和不合格產品，合格產品進入下一道檢測工序。合格產品主要是指電熱膜元件在通水的情況下能夠承受 380V 電壓 10min；不合格產品主要是指在通水、通電（電壓為 380V）時元件的膜被燒斷或玻璃管燒炸的情況。 （ 2） 工況檢測控制電路原理簡圖 控制電路及不合格元件報警電路如圖 222 所示（只畫出一路，其余略） 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 生產線制備組成部分設計及工作原理 25 圖 222 部分控制電路原理圖 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 中央電氣控制系統(tǒng)方案的設計與論證 26 3 電熱膜加熱元件生產線中央電氣控制系統(tǒng)方案的設計與論證 膜加熱元件的生產過程中，爐窯溫度的高低、元件在爐窯中 運行的速度、噴鍍量的大小等因素對產品質量有著直接影響。為了有效地控制電熱膜加熱元件的生產過程，筆者采用了主從兩級分布式微機系統(tǒng)，利用先進的計算機技術采集和管理系統(tǒng)數據，對生產過程進行監(jiān)控。 中央控制系統(tǒng)電氣原理圖 中央控制系統(tǒng)電氣原理如圖 31 所示： 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 中央電氣控制系統(tǒng)方案的設計與論證 27 OFU1OFU2OFU3OHA1說明：交流穩(wěn)壓電源不在總臺內，其輸出 端引錢至總臺端子，由此端子中轉 引至 AST386 ，電壓表 OPV1 裝在總臺 面板上，用以測量穩(wěn)壓電源的電源 的輸出電壓， X167 ， X168 為其端子號交流穩(wěn)壓電源001019026025050092052054084022030049DY 電源信號燈DY 電源起 . ?？刂芆HK2040024341204104204304478111202715516609304809419 20232427 2831 329 1013 1417 18212225 262930333435363943404447 48515559525660028030031051053055056034035036037038085086087089088051049047044042032033042044047049051053055ODY1ODY2ODY3020PK3101801737 3815051503090091 055053此兩端子分別引線至 2 號溫控柜的 號端子和調速柜的 號端子096 097OHA1右下兩端子分別引饒至噴鍍柜的 號端子 .OHA1 作為噴鍍段 髦止收系囊糲轂 ň WK1 WK12 斷 相 報 警 信 號 燈水報路警調和速調電速機電風機扇上水電路信欠號壓 WK1 WK12 超 溫 報 警 信 號 燈氣路報警信號燈OHL210210210210210210210210210210210210202214391440145514561101101101101101444144614481449145014511452145314571458145914601502150014421445144114471445lPSlPSlPSlPSlPS