石英拉管设备的电气控制系统设计

段磊

摘 要：以往的不同种类石英拉管熔炉系统所占体积都非常多，并且对于电能的损害业非常大，修理费用较高，同时石英微粒的污染问题也非常严重。本论文研究了一种新型的电气控制石英拉管设备，通过封闭的环形控制体系来对以往石英拉管设备存在的问题进行进一步得改善。本文较为仔细得介绍了一种采用新技术设计的的石英拉管设备的电气控制系统，并且阐明了其中的工作原理和规划。解决问题的关键在于石英拉管生产线的电气自动控制柜的设计、炉内变压装置的设计以及整个系统工程的概率计算。整体的电气控制系统设计工作原理的改良和更新，根据实际运用的问题都提出了解决方法。

【关键词】石英 拉管 电气控制系统

1 电气控制系统设计

1.1 电气控制系统原理简介

电气控制系统的实质就是它可以按照操作者所需要的方法是机器、内部结构和其它任意的可以改变的因素改变运作方式，从而实现操作者的运作需求。它的基本的工作原理就是通过检测出被输出量的实际数值，然后将它与输入数据进行比较获得之间的差值的过程。通过差值的比较然后进行具体的调控作用进而消除这种差值。从而实现输出值与输入值相对应。电气控制系统主要包括每个部分开关的合、分，开关状态和设备状态报告和报警设置，模拟系统的及时显示。我们可以运用电气的控制运行原理来进行简单的操作，有助于我们细致的分析电信线路，从而有助于准确的排除电路故障。

PLC一般情况下由CPU、储存器、输入和输出接口、电源等几个部分构成。比较经典的是西门子的CUP为八路输入和六路输出，它可以实现定量的模拟量的调控，以及不同模块的扩展，尤其是在点位比较少的情况下应用及其广泛。

1.2 新型电气控制设备的工作原理

因为采取了合理的系统电气控制系统，合理的解决了原始系统内部现有的各方面的不合理之处，新型的电气掌控装置的热度维持效果更好。精确控制温度的高低，精确掌握数字的精确度，利用智能化电气装置操作设置上位机接口和记录仪器的接口，使用热力感应的升温方式，保温性能比较强，温度控制稳定。一次性整体焊接，速度快，而且节约能源省电，操作简单易上手，受热均匀。

新型原理的设备的电气控制设备节约能源程度更高，效率高。在条件相同的工作环境下，仅需要配置1台中频率电源和若干部通用型热感应增温器，达到在不同环境下升温的最终目的。

2 炉前变压器

2.1 炉前变压器的的功能和工作原理

前变压器不是传统概念下的标准工作设备，它的工作原理就是将输入前是四百伏的电压转化为24伏的电流的性能。以达到加热炉体可以调制为 2300 摄氏度高温的最终目的。通常被安装在电线杆或者交配店所内使用，一般情况下可以实现将六～一千伏的电压进行降低到四百伏左右。配电电力变压器是静态的电气控制设备，它可以实现将某个确定的准确地电压值的交流电压（电流）变成和它频率相等的另一种或几组任意的数值不同的电压（电流）的设备。

2.2 炉前变压器的设置

非标炉前变设备规格明细如下：调控信号的输入以及输出： 4-20m A、0-10m A、，0-5V、0-10V、1-5V、2-10V、PWM 等相同信号输入，输入阻抗：120Ω（4-20m A 输入方式时） 负载额定电压范围： 240V、360V、420V、640V、1180V。降温方法： 10A ～ 30A自动冷却， 50-1200 A 风能冷却，1000A-3000A风吹冷却、自动冷却。掌控方法： 调压移相和过零周波调功一体化技术，可实现平衡电流、平衡电压、平衡电功率等闭环调控以及双闭环三相整流直流电源。

3 总结

随着研究的的不断发现和新的进展，石英拉管设备和其他大部分相同类型设备的不同之处在于对系统运行的稳定性提出了很高的要求。普通的石英拉管生产线假设出现了问题，就可以对系统提出暂停运行的工作要求。然后工作人员进行维修和护理，但是如果是属于高端的石英产品出现技术环节的故障和失衡，则有可能导致财产损失，然而石英拉管熔炉设备出现系统上的工作失衡现象，就可能出现坩埚炸裂以及有可能对工作人员的身体健康造成严重的损害。所以石英生产线设备必须具备非常稳定的安全性。

石英连熔炉设备与以往间歇式熔炉设备相比，具有明显得进步之处和不同之处，最近几年石英拉管设备的应用一直是国内甚至国外同行业的关注热点。然而目前阶段国内石英行业对石英熔炉设备的研究还处于刚开始时间阶段。研究连熔炉设备一直是石英拉管开发技术的开发重点，在未来石英设备的应用及开发具有较大的实用价值和实践价值。

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作者单位

沈阳飞机工业（集团）有限公司 工艺研究所 辽宁省沈阳市 110850