Contrôleurs pour fours de traitement thermique des métaux précieux

3850T contrôleur multifonction : gère le réglage PID, les fonctions logiques, l’enregistrement des données, l’accès à distance VNC

GRM-H contrôleur de puissance : Contrôle les réchauffeurs non linéaires en carbure de silicium (SIC), à travers le primaire du transformateur

Résultat : l’uniformité de la température de 1,5°C est atteinte dans un four à 3 zones par rapport aux 7,5°C exigés à 750°C température de travail.

La re-cuisson brillante est un procédé thermique au cours duquel le matériau est chauffé de la température ambiante à une température élevée, puis refroidi rapidement afin d’obtenir les propriétés recherchées, telles que la résistance mécanique et la finition de surface. Pour l’industrie joaillère l’exigence consiste à obtenir une résistance appropriée, une uniformité de la couleur et une surface brillante des articles à traiter.

Le procédé de re-cuisson est accompli dans une atmosphère protectrice afin d’empêcher l’oxydation du matériau soumis au traitement thermique. Généralement on utilise un mélange de H2 (hydrogène) et N2 (azote) pour le procédé de re-cuisson brillante. A une température élevée l’hydrogène provoque une combustion qui crée une atmosphère réductrice à l’intérieur du tunnel (four) ; dans cette condition, on évite l’oxydation du matériau traité. De la même façon l’azote dilue le niveau d’oxygène-

Un convoyeur déplace les pièces soumises au traitement thermique, de la zone de préchauffage aux zones de chauffage et de désoxydation et par la suite à la section de refroidissement rapide.

Sections de l’installation

• Préchauffage Chauffage à 750°C avec des brûleurs à gaz
• Chauffage et désoxydation On maintient la température à 750°C avec un chauffage électrique tout en introduisant un mélange de gaz de protection
• Refroidissement Cuve d’eau pour l’immersion des éléments traités.

Solution de contrôle et réglage

• Contrôle de la température La section chauffage et désoxydation est formée par 3 zones munies de réglage PID ; il faut que l’uniformité de la température dans le four soit meilleure que 7,5°C.
• Enregistrement des données par lot de production et gestion des alarmes Des données de procédé pour tous les lots de production associés à des alarmes et des évènements de l’installation sont exigées
• Contrôle des logiques de l’installation Le système doit fonctionner en modalité automatique et manuelle, il doit exécuter les interverrouillages de l’installation, le démarrage-arrêt du four, le contrôle du convoyeur et du dispositif de levage servant à déplacer les articles du four à la cuve de refroidissement.

Chauffage avec des résistances électriques SIC (carbure de silicium)

La variation typique de la valeur de la résistance en SIC de froide à chaude est d’environ 3:1. Même le vieillissement des réchauffeurs provoque une variation sensible de la résistance nominale qui peut atteindre 10. 1. La tension de service des résistances exigée est comprise entre 70 et 200 Vca. Il faut un transformateur de 400 V : 70/200 Vca pour piloter les éléments chauffants.

3850T contrôleur PID multifonction

• Jusqu’à 16 réglages PID avec auto-optimisation et autoréglage
• Jusqu’à 32 E/S numériques
• Pages graphiques personnalisées
• Pages préformées – instrumentales, enregistrement et alarmes
• Bibliothèque de blocs fonction intégrée
• Enregistrement des données par lot de production, données exportables en format crypté dans des fichiers CSV, PDF,
• GET logic : gestion des foncions logiques et mathématiques
• Connectivité Modbus Ethernet TCP/IP et VNC pour l’accès à distance.

GRM-H contrôleur de puissance monophasé

• Jusqu’à 120A 660VAC
• Modalité de contrôle SCR configurable Angle de phase, passage par zéro, démarrage progressif
• Contrôle avec rétroaction configurable V, V², P, I, I²
• Connectivité Modbus RTU/ IO-Link

Configurateur GF_eXpress pour les dispositifs 3850T et GRM-H

Le 3850T contrôleur multifonction et le GRM-H contrôleur de puissance satisfont toutes les exigences de l’application.

Zones de préchauffage et chauffage/désoxydation

Contrôle de la température de la zone de préchauffage (1 zone PID) et des zones de chauffage et désoxydation (3 zones PID). Le 3850T gère à la fois le contrôle du brûleur et les contrôleurs de puissance des réchauffeurs électriques. Chaque zone de chauffage électrique (Figure 2) est contrôlée par trois contrôleurs de puissance (au total 9 contrôleurs de puissance monophasés (STF)

Automatisation de l’installation

• 32 E/S numériques avec l’application de la fonction GETlogic (Figure 4) exécutent à la fois les interverrouillages de l’installation (chargement-déchargement, fermeture/ouverture des portes, etc..), l’actionnement du convoyeur et le contrôle du dispositif de levage pour plonger les articles de la section de chauffage à la cuve de l’eau de refroidissement.

Enregistrement des données par lot de production – Horloge en temps réel (RTC) :

• Les données s’affichent en modalité graphique des tendances avec les temps, les alarmes et les évènements.
• Toutes les données de procédé sont archivées de façon sûre dans la mémoire interne du 3850T – elles peuvent être sauvegardées dans des fichiers ordinaires (CSV) ou cryptées et exportées à travers USB ou Ethernet (Figure 3).

Réchauffeurs en carbure de silicium (SIC)

Les contrôleurs de puissance GRM-H pilotent des transformateurs en angle de phase avec démarrage progressif, des algorithmes de rétroaction en courant et puissance sont utilisés pour gérer :

• la variation de la valeur de résistance de froids à chauds des réchauffeurs SIC ;
• la compensation de la variation de la tension de ligne ;
• la variation de la valeur nominale des résistances causée par le vieillissement.

Résultat :

Le régulateur multifonction 3850T avec les contrôleurs de puissance GRM-H permettent d’obtenir l’uniformité de la température de 1,5°C de la température du four par rapport à la cible prévue de 7.5°C.