周浸循环腐蚀试验箱的研制技术交流00

湿度控制原理图
研究内容及实施方案
6、红外灯照度控制 、
4台红外灯，对红外灯实行单灯控制，利用测量试样表面温度和负反馈电 台红外灯，对红外灯实行单灯控制， 台红外灯 根据电压分别进行单个红外灯功率控制，以保证试样表面温度在65路，根据电压分别进行单个红外灯功率控制，以保证试样表面温度在 75℃内可调可控。总共有四个控制回路。 ℃内可调可控。总共有四个控制回路。
上述试验机在浸润时间、试样表面温度的控制方式、箱体结构、 上述试验机在浸润时间、试样表面温度的控制方式、箱体结构、控 制精度等均不能满足研究院耐腐蚀检验的要求， 制精度等均不能满足研究院耐腐蚀检验的要求，这些都需要重新设 开发软件，完善周浸循环腐蚀箱的功能。 计、开发软件，完善周浸循环腐蚀箱的功能。
国内外发展现状
• 日本须贺试验机株式会社 年代制成了一种周期浸润型复合腐蚀试验机（DUV-VD -3 日本须贺试验机株式会社80年代制成了一种周期浸润型复合腐蚀试验机 年代制成了一种周期浸润型复合腐蚀试验机（ 型浸渍腐蚀试验机）。它有浸渍-湿润 干燥或者浸渍-干燥 ）。它有浸渍 湿润-干燥或者浸渍 干燥-湿润两种试验循环顺序可供选 型浸渍腐蚀试验机）。它有浸渍 湿润 干燥或者浸渍 干燥 湿润两种试验循环顺序可供选 适用于金属材料以及电镀、涂漆、防锈油等表面处理后的耐蚀性试验。 择，适用于金属材料以及电镀、涂漆、防锈油等表面处理后的耐蚀性试验。试样由自动 升降装置上下移动，按设定的周期时间浸入腐蚀溶液，通入干燥空气， 升降装置上下移动，按设定的周期时间浸入腐蚀溶液，通入干燥空气，在设定的顺序和 条件下反复循环进行试验。 条件下反复循环进行试验。 • Pourbaix使用一个带有转轮的精巧系统，试样安装在轮子的边缘，它们可以浸入蒸馏 使用一个带有转轮的精巧系统， 使用一个带有转轮的精巧系统 试样安装在轮子的边缘， 溶液， 水、NaHSO3（亚硫酸氢钠）或NaCL溶液，这三种溶液可分别用来模拟加速乡村气氛、 （亚硫酸氢钠） 溶液 这三种溶液可分别用来模拟加速乡村气氛、 工业气氛和海洋气氛下的大气腐蚀情况。当轮子旋转时将试样升高移出溶液， 工业气氛和海洋气氛下的大气腐蚀情况。当轮子旋转时将试样升高移出溶液，在40-60℃ ℃ 温度区间内干燥。机内用一个红外灯泡的调节来代表阴天和晴天的不同条件。 温度区间内干燥。机内用一个红外灯泡的调节来代表阴天和晴天的不同条件。当试样浸 入溶液时测定电极电动势的变化情况。研究表明， 入溶液时测定电极电动势的变化情况。研究表明，几个星期的实验可与一年或更长时间 的自然曝晒相匹配。 的自然曝晒相匹配。 • 原航空航天工业部 原航空航天工业部621所李牧铮等 年代也研究出一种类似的周期试验箱，轮盘以一定 所李牧铮等70年代也研究出一种类似的周期试验箱 所李牧铮等 年代也研究出一种类似的周期试验箱， 速度旋转带动试样周期浸入试验溶液，浸入时间为1.5min，温度为 ±1℃，相对湿度 速度旋转带动试样周期浸入试验溶液，浸入时间为 ，温度为45± ℃ 75±5%，所用溶液是添加过硫酸钠的氯化钠溶液。 ± ，所用溶液是添加过硫酸钠的氯化钠溶液。
PS 307 电源模块 6ES7 307-1EA00-0AA0
1、 控制系统配置图 、
CPU314C-2PtP 6ES7 314-6BG03-0AB0 以太网模块CPU343-1 6GK7 343-1CX10-0XE0 DI模块 6ES7 321-1BH02-0AA0 操作员站 DO模块 6ES7 322-1BH01-0AA0 AI模块 6ES7 331-7KF02-0AB0 AI模块 6ES7 331-7KF02-0AB0 AO模块 6ES7 332-7ND02-0AB0 AO模块 6ES7 332-7ND02-0AB0 步进电机定位模块FM353 6ES7 353-1AH00-0AE0
关键技术、 关键技术、难点和创新点
难点
• 环境温湿度的解耦控制 • 工件表面温度和环境温度的解耦控制 • 工件物料跟踪
关键技术、 关键技术、难点和创新点
创新点
• 通过合理的内部空气循环控制，制冷装置和加热装置的控 通过合理的内部空气循环控制， 保持周浸腐蚀试验箱内温度的均匀一致， 制，保持周浸腐蚀试验箱内温度的均匀一致，波动误差在 ±1℃。 ℃ • 解决湿度、温度控制上的耦合作用，保证温度、湿度均能 解决湿度、温度控制上的耦合作用，保证温度、 单独精确控制。 单独精确控制。 • 试样表面温度控制精度高，通过高精度的传感器和红外灯 试样表面温度控制精度高， 度控制，保证试样表面温度达到预定值和精度。 照 度控制，保证试样表面温度达到预定值和精度。 • 控制界面简洁、直观易于操作人员操作。 控制界面简洁、直观易于操作人员操作。
性能要求
开发的周浸循环腐蚀试验箱软件满足以下性能要求： 开发的周浸循环腐蚀试验箱软件满足以下性能要求： • 控制周浸腐蚀试验箱的温度并保持温度的一致性，温度波动小。 控制周浸腐蚀试验箱的温度并保持温度的一致性，温度波动小。 • 在要求的范围内控制周浸腐蚀箱的湿度，控制精度好。 在要求的范围内控制周浸腐蚀箱的湿度，控制精度好。 • 保证试样表面温度的一致性，试样表面温度在可控可调，控制精度高。 保证试样表面温度的一致性，试样表面温度在可控可调，控制精度高。 • 试验参数可通过计算机设置和测量。 试验参数可通过计算机设置和测量。 • 主轴转速可控可调。 主轴转速可控可调。 • 实现自动控制并确保安全。 实现自动控制并确保安全。
需求分析
高强度耐候桥梁钢、耐蚀重轨等产品 高强度耐候桥梁钢、耐蚀重轨等产品——市场上需求很大 市场上需求很大
• 产品的开发离不开先进的腐蚀试验手段； 产品的开发离不开先进的腐蚀试验手段； • 开发周浸循环腐蚀试验箱专用软件，软件满足试验的各种控制要求； 开发周浸循环腐蚀试验箱专用软件，软件满足试验的各种控制要求； • 建立专家数据库，发掘试样的腐蚀规律，为耐腐蚀钢种的开发提供更好的试 建立专家数据库，发掘试样的腐蚀规律， 验工具平台； 验工具平台； • 武钢、其它的大型钢厂、科研院所有大量的需求。 武钢、其它的大型钢厂、科研院所有大量的需求。
交换机
研究内容及实施方案
研究内容及实施方案
2、 主轴步进电机驱动控制 、
根据试验转动盘的大小和材质，选择 左右的电机。 根据试验转动盘的大小和材质，选择0.8kW左右的电机。主轴转速在 左右的电机 0.5~2r/h之间可调可控。 之间可调可控。 之间可调可控
3、 试验液槽和补充液槽液位控制 、
试验溶液采用耐腐蚀泵加载，当试验轮 ° 试验溶液采用耐腐蚀泵加载，当试验轮72°圆心角对应的共性区在液槽中 浸入到溶液时，通过液位开关动作，停止试验溶液加载。 浸入到溶液时，通过液位开关动作，停止试验溶液加载。试验补充溶液通 过耐腐蚀泵加载到补充液槽中，当达到设定液位或人工干预停止加载。 过耐腐蚀泵加载到补充液槽中，当达到设定液位或人工干预停止加载。实 验过程中通过液位开关，电磁阀用实验补充溶液补充消耗掉的试验溶液， 验过程中通过液位开关，电磁阀用实验补充溶液补充消耗掉的试验溶液， 以控制液面。 以控制液面。
环境温度控制原理图
研究内容及实施方案
5、雾化装置工作原理及控制 、
对湿度的控制，采用箱体内雾化器加湿， 对湿度的控制，采用箱体内雾化器加湿，用湿度传感器进行相对湿度控 实现60-80%RH内可调可控，控制精度为≯2%RH。湿度传感器控制 内可调可控， 制，实现 内可调可控 控制精度为≯ 。 雾化器的启、 满足湿度控制的需要。 雾化器的启、停，满足湿度控制的需要。
采用的标准
•铁道部周浸腐蚀试验箱要求 铁道部周浸腐蚀试验箱要求 （TB/T 2375-93） ） •金属和合金的腐蚀盐溶液周浸试验 金属和合金的腐蚀盐溶液周浸试验 （GB/T 19746-2005/ISO 11130:1999） ）
关键技术、 关键技术、难点和创新点
关键技术 • 通过采用电加热棒加热空气，用热空气控制箱体温度的方式，利用制冷 通过采用电加热棒加热空气，用热空气控制箱体温度的方式， 设备抑制过高温度，实现温度可调可控，为保证箱体内温度均匀， 设备抑制过高温度，实现温度可调可控，为保证箱体内温度均匀，在箱 体内安装电扇，通过控制系统可实现正反转，促进箱体内空气自循环。 体内安装电扇，通过控制系统可实现正反转，促进箱体内空气自循环。 • 采用雾化器加湿，相对湿度传感器测量，用相应的解耦算法来进行相对 采用雾化器加湿，相对湿度传感器测量， 湿度控制。 湿度控制。 • 对红外灯实行单灯控制，利用测量试样表面温度、负反馈电路和控制软 对红外灯实行单灯控制，利用测量试样表面温度、 进行单个红外灯输出功率控制，实现试样表面温度可调可控。 件，进行单个红外灯输出功率控制，实现试样表面温度可调可控。 • 通过自主集成系统，设计简洁、直观的人机界面，实现系统的计算机控 通过自主集成系统，设计简洁、直观的人机界面， 制。 • 采用符合用电安全的设计准则，保证试验的安全与稳定。 采用符合用电安全的设计准则，保证试验的安全与稳定。
周浸循环腐蚀试验箱的研制
—软件开发部分
技 术 交 流
http://www.info.wust.edu.cn
背景分析
• 周浸腐蚀试验箱是产品所腐蚀检验的主体设备
1、承担着武钢耐火耐候钢、高强度耐候桥梁钢、耐蚀重轨、高耐蚀铁路用钢等 、承担着武钢耐火耐候钢、高强度耐候桥梁钢、耐蚀重轨、 课题的研发工作， 课题的研发工作，试验任务量很大 。 2、现有一台周浸腐蚀试验箱已运行6年，随着研究院开发的耐蚀钢品种越来越 、现有一台周浸腐蚀试验箱已运行 年 试验量越来越大，设备处于长期超负荷运行，已进入故障多发期。 多，试验量越来越大，设备处于长期超负荷运行，已进入故障多发期。 3、现在市售的周浸腐蚀试验箱，并不能完全满足试验的需求。 、现在市售的周浸腐蚀试验箱，并不能完全满足试验的需求。 • 试验参数不能自动记录，不利于分析试验结果； 试验参数不能自动记录，不利于分析试验结果； • 试验的主要参数，如温度、湿度、照度控制精度低，均匀性差，易造成 试验的主要参数，如温度、湿度、照度控制精度低，均匀性差， 平行样间数据的分散。 平行样间数据的分散。
研究内容及实施方案
4、温控系统工作原理及控制Baidu Nhomakorabea、
采用电加热棒（两台）加热空气，用热空气控制箱体温度， 采用电加热棒（两台）加热空气，用热空气控制箱体温度，利用制冷设备 抑制过高温度，实现40-50℃内可调可控，控制温度±1℃。为保证箱体内 抑制过高温度，实现 ℃内可调可控，控制温度± ℃ 温度均匀，在箱体内安装电扇，促进箱体内空气自循环。 温度均匀，在箱体内安装电扇，促进箱体内空气自循环。 （1）加热棒工作，功率可分 档，两加热棒可分别控制，并且两加热棒位 ）加热棒工作，功率可分3档 两加热棒可分别控制， 于箱体的靠前的两侧安装。 于箱体的靠前的两侧安装。温度开关用以控制加热棒和制冷设备的 启、停。 （2）制冷设备采用循环水冷却的方法，在箱体左右两端分别安装进气孔 ）制冷设备采用循环水冷却的方法， 和出气孔，以便监测箱体内的温度。 和出气孔，以便监测箱体内的温度。其中循环水管上安装两位两通 电磁阀，当箱体内温度过高时，电磁阀导通。 电磁阀，当箱体内温度过高时，电磁阀导通。当箱体内温度达到冷 却温度时，电磁阀关闭。需要注意的是： 却温度时，电磁阀关闭。需要注意的是：水冷装置中的风扇处于常 开状态，以保证箱体内的空气循环流动。 开状态，以保证箱体内的空气循环流动。 （3）电扇启、停动作，正常工作时，电扇保持工作状态。 ）电扇启、停动作，正常工作时，电扇保持工作状态。
单个工件表面温度控制原理图
研究内容及实施方案
7、数据采集系统 、
数据经PLC系统，上传至上位机，实现工艺流程显示、工件物流跟踪、数 系统，上传至上位机，实现工艺流程显示、工件物流跟踪、 数据经 系统 据库管理、曲线查询、数据报表查询打印、报警、相关工艺参数设定等。 据库管理、曲线查询、数据报表查询打印、报警、相关工艺参数设定等。