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• 關鍵詞： 天星組態軟件 熱處理
• 摘要：本文介紹了以天星組態軟件為上位機控制軟件對金屬材料熱處理中加熱溫度、時間控制及材質、材料管理的控制系統。

1 概述

　　隨著我國經濟快速發展，生產中機械大量應用，提高機械零件的熱處理自動化水平能有效提高熱處理效率和質量。熱處理控制是將材料放在一定的介質內加熱、保溫、冷卻，通過改變材料表面或內部的組織結構，來控制其性能的一種綜合工藝過程。真空熱處理是指熱處理工藝的部分或全部在真空狀態下進行的，真空熱處理可以實現幾乎所有的常規熱處理所能涉及的熱處理工藝，而且熱處理質量大大提高，廣泛的于應用各種金屬、陶瓷、玻璃等材料處理中。
　　熱處理行業廣泛使用溫度控制器、溫度控制儀表或PLC和組態軟件來完成控制過程。天星監控組態軟件以其全面的硬件兼容性、強大的報表功能、完善的控制能力、專業的溫度控制曲線控件完全滿足熱處理行業應用。天星組態軟件在熱處理行業中的應用，不僅大大提高了熱處理行業生產的自動化水平，也逐漸成為該行業的一大競爭優勢。

2 組態軟件

　　組態軟件又稱監控組態軟件。現在我們通常說的組態軟件是指具有數據采集與過程控制的功能的專用軟件。組態軟件是在自動控制系統監控層一級的軟件平臺和開發環境，使用靈活的組態方式，為用戶提供快速構建工業自動控制系統監控功能的、通用層次的軟件工具。組態軟件通過自身攜帶的大量通信協議，能與常見的各種硬件設備包括：PLC、智能儀表、智能模塊、變頻器等通信。其應用領域很廣，在電力、給水、石油、化工、冶金等需要自動控制的領域數據采集與監視控制以及過程控制等諸多領域都能看見組態軟件。
　　在組態軟件出現之前，要實現某一上位機監控任務都是通過編寫程序（C、VB、VC等）來實現的。編寫程序不但工作量大、周期長，而且容易犯錯誤，不能保證工期，后期維護困難等。利用世紀星組態軟件的組態功能，可以快速構建一套適合自己的應用系統，具有開發時間短，對使用者要求、低易學易用、支持現場調試、后期維護簡單等特點。隨著世紀星組態軟件的快速發展，實時數據庫、實時控制、SCADA、通訊及聯網、WEB發布、開放數據接口、對I/O設備的廣泛支持已經成為它的主要內容。

3 熱處理生產工藝

　　熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程，有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接，不可間斷。
　　加熱是熱處理的重要工序之一。加熱時利用熱源直接加熱，也可以通過熔融的鹽或金屬，以至浮動粒子進行間接加熱。金屬熱處理的加熱方法很多，最早是采用木炭和煤作為熱源，也有使用液體和氣體燃料加熱。電的應用使加熱易于控制，且無環境污染被廣泛應用。
　　金屬加熱時，工件暴露在空氣中，常常發生氧化、脫碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低)，這對于熱處理后零件的表面性能有很不利的影響。因而金屬通常應在可控氣氛或保護氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱，也可用涂料或包裝方法進行保護加熱。 
　　加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數之一，選擇和控制加熱溫度，是保證熱處理質量的主要問題。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異，但一般都是加熱到相變溫度以上，以獲得高溫組織。另外轉變需要一定的時間，因此當金屬工件表面達到要求的加熱溫度時，還須在此溫度保持一定時間，使內外溫度一致，使顯微組織轉變完全，這段時間稱為保溫時間。采用高能密度加熱和表面熱處理時，加熱速度極快，一般就沒有保溫時間，而化學熱處理的保溫時間往往較長。 
　　冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求，例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進行淬硬。
　　利用天星組態軟件和溫度控制器或溫控儀表、PLC等通信，操作員可以實時設定生產數據，并可以實現溫度數據設置批量下傳，操作安全簡單方便。世紀星組態軟件將實時溫度采集回來，并繪制成曲線，形成熱處理溫度曲線，對熱處理工藝人員改進或制定新工藝標準提供依據。

4 組態設計

　　天星組態軟件提供功能強大的表格組態及配方功能。利用天星組態軟件的配方功能實現熱處理工藝多到參數的存儲及調用，可以減少人工輸入錯誤，簡化手工記錄工藝參數的繁瑣。如圖一：

圖一

　　天星軟件兼容系統的ODBC接口，支持所有關系型數據庫，例如：Access，SQL等。對生產的產品能實現實時記錄，歷史數據可查，自動生成報表等功能。為熱處理產品記錄管理工作提供極大的便利。如圖二：

圖二

　　線控件能將系統實時記錄的生產數據例如：溫度等，繪制成曲線，時間也有操作員設定，數據永久記錄，查詢方便，為工藝人員制定工藝標準提供可靠依據。如圖三：

圖三

5 總結

　　在熱處理控制系統中使用天星組態軟件的自由報表、趨勢曲線、報警等組件，使原本由人工完成的復雜的檢測過程變得更具實時性、準確性，不僅提高了工作效率，也減少了操作遠工作量。同時系統自動打印一天加工檢測數據的報表，以作保存和日后的數據分析、查詢，同時系統也完成了對車間工作人員信息的管理以及班組考核等功能，方便部門的管理者了解工作人員的工作狀態，該檢測系統中有部分加工過程數據由人工錄入，雖然沒有實現完全的計算機監控，但是大部分加工檢測過程由世紀星監控組態軟件完成，從而也提高了加工車間的自動化水平，也使得該工廠的生產效率在同行業中處于領先位置。