【導(dǎo)讀】東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）封面。題目電熱膜配方及大工業(yè)生產(chǎn)制備的研究。指導(dǎo)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(shè)計(jì)由兩位同學(xué)完成，筆者主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)制備及控制方案的設(shè)計(jì),另一位同學(xué)。備的構(gòu)成及工作原理；對(duì)于整條電熱膜加熱元件生產(chǎn)線的控制，設(shè)計(jì)用一臺(tái)內(nèi)存量較。大的工控機(jī)為主機(jī)作為中央控制計(jì)算機(jī)和多臺(tái)內(nèi)存量較小的工控機(jī)及PLC作為從機(jī)。以控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，從而構(gòu)成了大工業(yè)電熱膜元件生產(chǎn)線計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。電熱膜噴鍍工藝流程及其裝置的設(shè)

　　

【正文】 論文） 生產(chǎn)線制備組成部分設(shè)計(jì)及工作原理 18 得玻璃管磨削接觸時(shí)，除切削 力外的其他附加作用力小，且能緩和工作中產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)，避免玻璃管產(chǎn)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(jī)， V帶，接觸輪，座板，支撐板，手柄，彈簧，張緊輪等組成。工作時(shí)，由電機(jī)通過(guò) V帶驅(qū)動(dòng)接觸輪，再由接觸輪帶動(dòng)砂帶運(yùn)動(dòng)。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(guò)其下部的滾花螺母來(lái)調(diào)節(jié)其大小。裝卸砂帶時(shí)，靠扳動(dòng)手柄壓彈簧使張緊輪下降，就可方便的調(diào)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(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 生產(chǎn)線制備組成部分設(shè)計(jì)及工作原理 19 （ 2） 砂帶磨削參數(shù)的選擇及磨削工藝的確定 砂帶磨削參數(shù)主要有電 機(jī)功率，砂帶線速度及磨削進(jìn)給量。砂帶磨削功率與砂帶寬度，磨削用量及工件材質(zhì)有關(guān)。由于磨削玻璃管切削量小，砂帶寬度小，所以選用電機(jī)功率較小。砂帶磨削速度，按元件的材質(zhì)確定，輕負(fù)荷精磨為 25~30m/s。綜合考慮磨削質(zhì)量及元件生產(chǎn)率兩方面因素，磨削端面選用 6 極電機(jī)，型號(hào)為： Y90L6，功率 ，轉(zhuǎn)速 910r/min。考慮磨削外圓時(shí)，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(jī)，型號(hào)是 Y90L4，功率為 ，轉(zhuǎn)速 1400r/min。接觸輪外徑定為 230mm，這樣磨削端面及外圓時(shí)，砂帶的線速 度分別為 ?；诓ＡЧ軜O易破碎，且考慮到實(shí)際坯料之間尺寸相差太大，形狀各異以及上道工序鍍膜過(guò)程中加熱使其變形，若采用自動(dòng)進(jìn)給，則不易達(dá)到磨削要求，故采用手動(dòng)進(jìn)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(shí)對(duì)端面產(chǎn)生損傷，容易出現(xiàn)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(xiàn)崩口，所以選擇較細(xì)的粒度，選 80 目或 100 目；磨削外圓，主要應(yīng)將圓上的電熱膜打磨干凈，并考慮生產(chǎn)率， 所以，應(yīng)選切削能力強(qiáng)的粗粒度，選 50 目或 60 目。 電熱膜玻璃管絕緣檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 工藝要求和主要技術(shù)指標(biāo) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 工藝要求： 電熱膜工程項(xiàng)目中生產(chǎn)的透明電熱膜玻璃管元件主要用于開(kāi)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(yīng)和更長(zhǎng)的使用壽命。經(jīng)電熱膜元件生產(chǎn)線的電熱膜元件在進(jìn)入產(chǎn)品裝機(jī)前，必須要經(jīng)過(guò)絕緣電阻及工作狀況檢測(cè)，其合格元件才能進(jìn)入產(chǎn)品的裝機(jī)。 電熱膜玻璃管絕緣功率檢測(cè)柜就是為了檢測(cè)其工作狀況。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 主要技術(shù)指標(biāo)： 電熱膜元件檢測(cè)電壓 為 500V，電壓誤差極限為正負(fù) 5% 電熱膜元件在充滿水的情況下外端對(duì)內(nèi)端的絕緣電阻大于 5 兆歐的為合格產(chǎn)品，否則為不合格產(chǎn)品，阻值誤差為正負(fù) 5%。 額定工作環(huán)境：溫度 10 度 ~30 度，相對(duì)濕度小于 75%，無(wú)腐蝕性氣體，無(wú)強(qiáng)烈震動(dòng)和強(qiáng)磁場(chǎng) 電源： 220V， 50Hz 允許變化正負(fù) 10%，檢測(cè)柜消耗的總功率約為 150W。 設(shè)計(jì)方案及部分線路。 絕緣檢測(cè)系統(tǒng)原理方框圖如圖 215 所示： 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 生產(chǎn)線制備組成部分設(shè)計(jì)及工作原理 20 圖 215 絕緣檢測(cè)系統(tǒng)原理框圖 檢測(cè)柜要實(shí)現(xiàn)的是在元件裝夾完畢后，自動(dòng)通水，自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)切換，自動(dòng)報(bào)警，自動(dòng)排水等功能。總的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想是簡(jiǎn)化產(chǎn)品檢測(cè)的操作過(guò)程。合理利用絕緣電阻測(cè)量?jī)x，最大限度地排除操作者的人為因素對(duì)檢測(cè)過(guò)程，檢測(cè)數(shù)據(jù)的干擾，使產(chǎn)品的檢測(cè)質(zhì)量得以保證。整個(gè)系統(tǒng)的組成部分包括：絕緣電阻測(cè)量?jī)x，自動(dòng)通水電路，檢測(cè)起動(dòng)電路，第 1 組檢測(cè)控制電路，延時(shí)電路，切換電路，第 2 組檢測(cè)控制電路，報(bào)警電路，自動(dòng)排水電路等。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 電熱膜玻璃管絕緣檢測(cè)裝置 絕緣電阻測(cè)量?jī)x：筆者選用常州電子儀器廠生產(chǎn)的 CY2679 型絕緣電阻測(cè)量?jī)x。該儀器由電流 電壓轉(zhuǎn)換電路，放大器，比較器，可控多諧振蕩，數(shù)模轉(zhuǎn)換器，高穩(wěn)定測(cè)量電源，電源等幾部分組成。自動(dòng)通水?dāng)?shù)顯時(shí)間繼電器控制線路：按工藝要求，要模擬電熱膜元件實(shí)際工作狀態(tài)時(shí)檢測(cè)其絕緣電阻是否符合規(guī)定要求。因此，在對(duì)元件進(jìn)行絕緣電阻檢測(cè)前要通水，待各電熱膜元件通滿水后再自動(dòng)轉(zhuǎn)換至檢測(cè)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(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 生產(chǎn)線制備組成部分設(shè)計(jì)及工作原理 21 圖 216 絕緣電阻測(cè)量?jī)x原理框圖 圖 217 絕緣電阻儀測(cè)量原理簡(jiǎn)圖 圖 218 自動(dòng)通水?dāng)?shù)顯時(shí)間繼電器部分控制電路 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 第一組檢測(cè)控制線路 各電熱膜元件通水結(jié)束后，控制線路自動(dòng)轉(zhuǎn)換至第一組電熱膜元件（共 8 根）進(jìn)行絕緣電阻檢測(cè)，其部分控制電路如圖 219 所示： 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 生產(chǎn)線制備組成部分設(shè)計(jì)及工作原理 22 圖 219 第一組檢測(cè)控制部分線路 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 第二組檢測(cè)控制線 路 第一組電熱膜元件檢測(cè)結(jié)束后，第二組檢測(cè)控制線路自動(dòng)工作，其控制原理同第一組，控制線路從略。 共有 16 路報(bào)警線路，當(dāng)檢測(cè)出元件不合格時(shí)，發(fā)出報(bào) 警信號(hào)，其一臺(tái)絕緣電阻測(cè)量?jī)x對(duì) 2 路元件的報(bào)警線路見(jiàn)圖 220，其余 7 臺(tái)絕緣電阻測(cè)量?jī)x的報(bào)警電路同圖220，在此從略。該檢測(cè)可靠，工作穩(wěn)定，操作方便，只需按兩次按鈕就能一次檢測(cè)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(cè)柜滿足性能的各項(xiàng)指標(biāo) [5]。東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 生產(chǎn)線制備組成部分設(shè)計(jì)及工作原理 23 圖 220 報(bào)警部分控制線路 電熱膜檢玻璃管功率測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) （ 1） 主要技術(shù)指標(biāo)與功能 測(cè)量范圍： 220W~~2400W（可調(diào)整） 測(cè)量準(zhǔn)確度：正負(fù) 1W 工 作方式：連續(xù)工作方式 生產(chǎn)率： 1600 只 /班產(chǎn) 顯示功能： 8位 LED 數(shù)碼管可顯示測(cè)量序號(hào)、功率值、檔數(shù)等。 分檔功能：在量程范圍內(nèi)，能夠測(cè)量元件功率分成任意檔，分檔數(shù)和分檔的區(qū)間通過(guò)鍵盤設(shè)定。 打印功能：能隨時(shí)和順序打印出測(cè)量元件序號(hào)、功率值、檔數(shù)，以及測(cè)量元件總數(shù)、合格品數(shù)、合格品率，各檔區(qū)間的元件分布數(shù)等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。 通訊功能：該儀器設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)的 RS422 或 RS485 接口，能方便與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)通訊。 （ 2） 測(cè)量 原理與方法 由于電熱膜元件為電阻元件，我們采用相對(duì)測(cè)量法，測(cè)量電熱膜元件的阻值R，然后按 P=V2/R 求得其功率，測(cè)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(guò)被測(cè)元件 Rx 和一個(gè) 20Ω標(biāo)準(zhǔn)電阻 r 后產(chǎn) 生 mV 級(jí)電壓V V V0 為零點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)。由 8098 單片機(jī)控制多路開(kāi)關(guān) 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(jīng)濾波后供 8098 單片機(jī)內(nèi)部的 A/D 進(jìn)行采樣。三路輸入信號(hào)的采樣值，經(jīng)中值數(shù)字濾波后，按式（ ）求得被測(cè)元件的阻值， 然后按試（ ）式轉(zhuǎn)換成功率值，送去顯示和打印。 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 生產(chǎn)線制備組成部分設(shè)計(jì)及工作原理 24 圖 221 前置通道原理圖 再通過(guò)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(cè)量可以看出，該測(cè)量方法克服了一般電阻測(cè)量中對(duì)基準(zhǔn)電壓源、恒流源要求高的缺點(diǎn)，同時(shí)克服 了放大器等零漂帶來(lái)的測(cè)量誤差、大大提高了測(cè)量精度 [6]。 工況檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) （ 1） 工況檢測(cè)裝置的總體結(jié)構(gòu)及工作原理 工況檢測(cè)裝置主要包括下述四個(gè)部分：元件安裝系統(tǒng)，由夾具構(gòu)架、定位、夾緊鎖定等機(jī)構(gòu)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(cè)元件供水）；電氣控制系統(tǒng)（其作用是檢測(cè)全過(guò)程的自動(dòng)控制任務(wù)）；柜體，由上述三個(gè)系統(tǒng)組成一個(gè)整體，并與外界電源、水源相接。 工況檢測(cè)的任務(wù)是模擬電熱膜元件正常使用（通水、通電）時(shí)，測(cè)試其工作性能，分出 電熱膜元件合格和不合格產(chǎn)品，合格產(chǎn)品進(jìn)入下一道檢測(cè)工序。合格產(chǎn)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(chǎn)品主要是指在通水、通電（電壓為 380V）時(shí)元件的膜被燒斷或玻璃管燒炸的情況。 （ 2） 工況檢測(cè)控制電路原理簡(jiǎn)圖 控制電路及不合格元件報(bào)警電路如圖 222 所示（只畫出一路，其余略） 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 生產(chǎn)線制備組成部分設(shè)計(jì)及工作原理 25 圖 222 部分控制電路原理圖 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 中央電氣控制系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)與論證 26 3 電熱膜加熱元件生產(chǎn)線中央電氣控制系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)與論證 膜加熱元件的生產(chǎn)過(guò)程中，爐窯溫度的高低、元件在爐窯中 運(yùn)行的速度、噴鍍量的大小等因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有著直接影響。為了有效地控制電熱膜加熱元件的生產(chǎn)過(guò)程，筆者采用了主從兩級(jí)分布式微機(jī)系統(tǒng)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)采集和管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)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(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 中央電氣控制系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)與論證 27 OFU1OFU2OFU3OHA1說(shuō)明：交流穩(wěn)壓電源不在總臺(tái)內(nèi)，其輸出 端引錢至總臺(tái)端子，由此端子中轉(zhuǎn) 引至 AST386 ，電壓表 OPV1 裝在總臺(tái) 面板上，用以測(cè)量穩(wěn)壓電源的電源 的輸出電壓， X167 ， X168 為其端子號(hào)交流穩(wěn)壓電源001019026025050092052054084022030049DY 電源信號(hào)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(hào)溫控柜的 號(hào)端子和調(diào)速柜的 號(hào)端子096 097OHA1右下兩端子分別引饒至噴鍍柜的 號(hào)端子 .OHA1 作為噴鍍段 髦止收系囊糲轂 ň WK1 WK12 斷 相 報(bào) 警 信 號(hào) 燈水報(bào)路警調(diào)和速調(diào)電速機(jī)電風(fēng)機(jī)扇上水電路信欠號(hào)壓 WK1 WK12 超 溫 報(bào) 警 信 號(hào) 燈氣路報(bào)警信號(hào)燈OHL210210210210210210210210210210210210202214391440145514561101101101101101444144614481449145014511452145314571458145914601502150014421445144114471445lPSlPSlPSlPSlPS