Software pro řízení a monitorování pece

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F49777513%3A23220%2F23%3A43970775" target="_blank" >RIV/49777513:23220/23:43970775 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

<a href="http://partnerstvi.fel.zcu.cz/vysledky/" target="_blank" >http://partnerstvi.fel.zcu.cz/vysledky/</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Software pro řízení a monitorování pece

Popis výsledku v původním jazyce

Pro tepelné zpracování ložiskových komponent v energeticky úsporných pecích je důležité dosažení vysoké tvarové stálosti. V procesu ohřevu, ochlazování a zejména při transformacích v průběhu kalení dochází k objemovým změnám, které značně ovlivňují pnutí v materiálu. V důsledku toho dochází k deformacím, a pokud nejsou teplotní pole v ložiskových komponentách rovnoměrná, dochází k nerovnoměrnému pnutí, které způsobí tvarovou nestabilitu a výslednou křivost kroužku ložiska. Aby k tomuto nedocházelo, je nutno dosáhnout rovnoměrného teplotního pole v peci pro zpracování. K tomuto účelu byl vyvinut a realizován prototyp nové pece. Software slouží k řízení a monitorování pece. Hlavní funkcí tohoto software je možnost nastavení časového teplotního profilu podle požadavků ohřevu konkrétního výrobku. Teplotní profil se zadává na barevném dotykovém displeji regulátoru. Teplota v pracovním prostoru šachtové pece je snímána dvojitým termoelektrickým snímačem umístěným ve víku (termočlánek s kompenzační větví). Další 3ks dvojité termoelektrické snímače měří teploty v jednotlivých topných zónách.Teplota je regulována v jednom regulačním okruhu, příkon pece je nastaven na základě měřené teploty a nastaveného teplotního profilu pomocí SSR (solid state relé) ovládaném z řídicího systému. Další velmi důležitou funkcí software je řízení otáček ventilátoru, který se nachází ve víku pece. Jeho účelem je pomocí rotoru promíchávat vnitřní atmosféru, toto je důležité z hlediska dosažení rovnoměrného rozložení teplotního pole. Rychlost otáček ventilátoru musí být při vyšších teplotách omezována dle nastavené křivky vycházející z creepových vlastností a kritických napětí na listech ventilátoru. Na analogový výstup řídicího systému je připojen frekvenční měnič řízený proudovou smyčkou 4-20 mA, maximálním otáčkám odpovídá proud 20 mA (50 Hz), minimálním proud 4 mA (30 Hz). Program umožňuje logování průběhu teplot a otáček ventilátoru a napojení na nadřazený řídicí systém. Na níže uvedených obrázcích je pro ilustraci zobrazen teplotní průběh celého technologického postupu, teplotní profil zadávaný do programu řídicího systému a dále příklad vzhledu jedné z procesních obrazovek programu.

Název v anglickém jazyce

Furnace control and monitoring software

Popis výsledku anglicky

For the heat treatment of bearing components in energy-saving furnaces, it is important to achieve high dimensional stability. In the process of heating, cooling and especially during transformations during quenching, there are volume changes that significantly affect the stress in the material. As a result, deformations occur, and if the temperature fields in the bearing components are not uniform, there is uneven stress, which causes shape instability and the resulting curvature of the bearing ring. To prevent this from happening, it is necessary to achieve a uniform temperature field in the furnace for processing. For this purpose, a prototype of a new furnace was developed and implemented. The software is used to control and monitor the furnace. The main function of this software is the ability to set the time temperature profile according to the heating requirements of a specific product. The temperature profile is entered on the controller&apos;s color touch screen. The temperature in the working space of the shaft furnace is sensed by a double thermoelectric sensor located in the lid (thermocouple with compensating branch). Another 3 double thermoelectric sensors measure temperatures in individual heating zones. The temperature is regulated in one control circuit, the furnace power is set based on the measured temperature and the set temperature profile using an SSR (solid state relay) controlled from the control system. Another very important function of the software is the speed control of the fan, which is located in the lid of the oven. Its purpose is to use the rotor to mix the internal atmosphere, this is important from the point of view of achieving an even distribution of the temperature field. At higher temperatures, the speed of the fan must be limited according to the set curve based on the creep properties and critical stresses on the fan blades. A frequency converter controlled by a 4-20 mA current loop is connected to the analog output of the control system, the maximum revolutions correspond to a current of 20 mA (50 Hz), a minimum current of 4 mA (30 Hz). The program enables logging of temperature and fan speeds and connection to a superior control system. The images below show the temperature course of the entire technological process, the temperature profile entered into the control system program, and an example of the appearance of one of the program&apos;s process screens.

Druh

R - Software

CEP obor

—

OECD FORD obor

20205 - Automation and control systems

Projekt

<a href="/cs/project/EG20_321%2F0024947" target="_blank" >EG20_321/0024947: Výzkum a vývoj tepelného zpracování v energeticky úsporných pecích pro tvarovou stálost ložiskových komponent</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2023

Kód důvěrnosti údajů

C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.

Interní identifikační kód produktu

22190-SW003-2023

Technické parametry

Software slouží k přesnému řízení a monitorování pece, zajišťuje dosažení rovnoměrného teplotního pole. Hlavní funkcí softwaru je možnost nastavení zvoleného časového teplotního profilu viz obr 1-4. Výsledek byl ověřen pro zavedení do výroby. Smlouva SML/2200/0051/21 o účasti na řešení projektu ze dne 16. 6. 2021; ZKL Brno, a. s., Brno, IČ 25507851, Ústav fyziky materiálů AV ČR, v. v. i., Brno, IČ 68081723, Best - Business,a.s., Kunštát, IČ 25573322 a Západočeská univerzita v Plzni, IČ 49777513. Kontaktní osoba: Ing. Ctibor Štádler; tel.: +420 377 634 265; e-mail: stadler@fel.zcu.cz; adresa: Univerzitní 8, 301 00 Plzeň.

Ekonomické parametry

Navržený a zrealizovaný software umožňuje realizovat přesnou výrobu ložiskových kroužků s minimalizovanými náklady na obráběcí a dokončovací operace. Roční snížení nákladů na dokončovací operace, včetně nákladů na uspořený obráběcí a brusný materiál, společně s cenami energií (pro rok 2024) při dosaženém snížení energetické náročnosti představují 1,738 mil. Kč. Úspor je dosaženo zejména tím, že software slouží k řízení a monitorování pece, zajišťuje dosažení rovnoměrného teplotního pole. Hlavní funkcí software je možnost nastavení časového teplotního profilu podle minimálních požadavků ohřevu konkrétního výrobku.

IČO vlastníka výsledku

49777513

Název vlastníka

ZKL Brno, a.s. (25507851); Západočeská univerzita v Plzni (IČ: 49777513); Ústav fyziky materiálů AV ČR, v. v. i. (IČ: 68081723); Best - Business a.s. (IČ: 25573322)