CN214154879U - 一种智能监控感应加热设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能监控感应加热设备，一种智能监控感应加热设备，包括设置在加热设备中的主电源输出电路和主控制板电路，还包括程序控制电路、远程控制模块和电感线圈G1；程序控制电路由PLC可编程控制器、继电器JQ1、报警器L1、触摸控制屏组成；PLC可编程控制器分别与继电器JQ1、触摸控制屏、远程控制模块、主控制板电路及电感线圈G1连接，所述主控制板与主电源输出电路连接，主电源输出电路与电感线圈G1连接，继电器JQ1与报警器L1连接，远程控制模块和手机终端实现无线通讯。可实现对管件焊缝的焊后热处理工作，达到消除内应力的目的。

Description

一种智能监控感应加热设备

技术领域

本实用新型涉及一种智能监控感应加热设备，用于完成对管件焊缝的焊后热处理工作，达到消除内应力的作用。

背景技术

对于高合金管道焊接完毕后由于焊缝内部冷却速度过快，导致焊缝内应力很大，因此必须进行焊后热处理工作，达到消除内应力的作用。

目前国内管件现场焊后热处理工作主要采用电阻加热方式进行，电阻加热对于消除焊缝的内应力效果不佳，内应力无法完全消除会造成焊缝硬度较标准值偏高，焊缝脆性增大，容易出现断裂现象。

同时国内中频加热设备不具备远程监控功能，中频加热由于升温速度快，短暂的设备异常就容易产生管道过热现象，管道过热现象会造成焊缝硬度较标准值偏低，对于偏低的焊缝标准规定只能进行割口换管处理。

发明内容

鉴于现有技术的状况及存在的不足，本实用新型提供一种智能监控感应加热设备，该设备具有远程监控功能，操作人员可通过手机接收及控制系统对智能监控感应加热设备进行远程控制；具有超温保护功能：当加热温度超过允许最高值时，PLC智能控制器将发出断电指令，及时断开设备电源，保护焊缝不发生过热的质量事故；该设备可实现对管件焊缝的焊后热处理工作，达到消除内应力的目的。

本实用新型为实现上述目的，所采用的技术方案是：一种智能监控感应加热设备，包括设置在加热设备中的主电源输出电路和主控制板电路，还包括程序控制电路、远程控制模块和电感线圈G1；

所述的程序控制电路由PLC可编程控制器、继电器JQ1、报警器L1、触摸控制屏组成；

所述PLC可编程控制器分别与继电器JQ1、触摸控制屏、远程控制模块、主控制板电路及电感线圈G1连接，所述主控制板与主电源输出电路连接，主电源输出电路与电感线圈G1连接，继电器JQ1与报警器L1连接，远程控制模块和手机终端实现无线通讯。

本实用新型的有益效果是：

1）、该智能中频设备可实现远程监控功能，监督人员不去施工现场就能实现感应加热工作的监督，也可实现操作人员远程监控，即通过4G网络实现对中频加热工作的实时监控，当监督人员或者操作人员发现中频加热工作出现超温等异常状态时，利用手机APP功能，就能远程急停该设备，保障现场不出现管道过热现象的发生，保证热处理工作的安全和质量，可实现对管件焊缝的焊后热处理工作，达到消除内应力的目的。

2）、该中频加热设备具有超温保护功能，实现超温急停，由于中频加热具有局部加热不均，该设备具备同时监测被加热焊缝4个位置温度的功能，其中任何一个位置的温度出现超温时，该设备可自动断电保护；

3）、该设备采用中频加热方式（感应加热方式），具备不接触加热，可实现对管道的焊后热处理工作，可有效降低焊缝内应力，感应加热线圈具有可重复使用的优点，运行频率范围2000Hz-3000Hz。

附图说明

图1为本实用新型的电路连接框图；

图2为本实用新型主电源输出电路的电路图；

图3为本实用新型主控制板电路的电路图；

图4为本实用新型程序控制电路的电路连接框图。

具体实施方式

如图1至图4所示，一种智能监控感应加热设备，包括设置在加热设备中的主电源输出电路和主控制板电路，还包括程序控制电路、远程控制模块和电感线圈G1。

程序控制电路由PLC可编程控制器、继电器JQ1、报警器L1、触摸控制屏组成；

所述PLC可编程控制器分别与继电器JQ1、触摸控制屏、远程控制模块、主控制板电路及电感线圈G1连接，主控制板与主电源输出电路连接，主电源输出电路与电感线圈G1连接，继电器JQ1与报警器L1连接，远程控制模块和手机终端实现无线通讯。

一种采用智能监控感应加热设备，主电源输出电路具体电路连接为，电源A依次通过空气开关k1和互感器TA1与整流二极管SCR1的阳极和整流二极管SCR4的阴极连接，电源B依次通过空气开关k1和互感器TA2与整流二极管SCR3的阳极和整流二极管SCR6的阴极连接，电源C依次通过空气开关k1和互感器TA3整流二极管SCR5的阳极和整流二极管SCR2的阴极连接，在整流二极管SCR1、整流二极管SCR4、整流二极管SCR3、整流二极管SCR6、整流二极管SCR5和整流二极管SCR2的两端分别依次串接一个电阻和一个电容，整流二极管SCR1、整流二极管SCR3和整流二极管SCR5的阴极通过电抗器Q1与整流二极管SCR7和整流二极管SCR9的阳极连接，整流二极管SCR4、整流二极管SCR6和整流二极管SCR2阳极与整流二极管SCR8和整流二极管SCR10的阴极连接，整流二极管SCR7、整流二极管SCR9、整流二极管SCR8和整流二极管SCR10的两端分别依次串接一个电阻和一个电容，整流二极管SCR7的阴极和整流二极管SCR8的阳极分别与谐振电容CC1及感应线圈G1的一端连接，整流二极管SCR9的阴极和整流二极管SCR10的阳极分别与谐振电容CC1及感应线圈G1的另一端连接；

主控制板具体电路连接为，主控制板电路端口CON2的1脚和2脚与主电源输出电路谐振电容CC1并联，主控制板电路端口CON2的3脚连接互感器TA1，4脚连接互感器TA2，5脚连接互感器TA3；

主控制板电路端口CON3的1脚和2脚连接整流二极管SCR1的阳极和阴极，主控制板电路端口CON3的4脚和5脚连接整流二极管SCR4的阳极和阴极；

主控制板电路端口CON4的1脚和2脚连接整流二极管SCR3的阳极和阴极，主控制板电路端口CON4的4脚和5脚连接整流二极管SCR5的阳极和阴极；

主控制板电路端口CON5的1脚和2脚连接整流二极管SCR6的阳极和阴极，主控制板电路端口CON5的4脚和5脚连接整流二极管SCR2的阳极和阴极；

主控制板电路端口CON6的1脚连接电源正极Vcc，主控制板电路端口CON6的2脚连接电源负极Vss，主控制板电路端口CON6的3脚连接逆变脉冲板正极10口，

主控制板电路端口CON6的4脚连接逆变脉冲板负极9口，主控制板电路端口CON6的5脚连接逆变脉冲板公共端11口，主控制板电路端口CON6的6脚和7脚连接频率表；

逆变脉冲板1口和2口连接主电源输出电路整流二极管SCR7的阳极和阴极，逆变脉冲板3口和4口连接主电源输出电路整流二极管SCR10的阳极和阴极，逆变脉冲板5口和6口连接主电源输出电路整流二极管SCR9的阳极和阴极，逆变脉冲板7口和8口连接主电源输出电路整流二极管SCR8的阳极和阴极；

程序控制电路的具体电路连接为，程序控制电路PLC可编程控制器的接口A的1口和2口接交流电源，3口接地，接口B的1口接继电器JQ1的J1脚，2口的接继电器JQ1的J2脚，接口C的1口接主控制板电路端口CON2的7脚，接口C的2口接主控制板电路端口CON2的8脚，继电器JQ1的J3脚，J4脚接报警器L1。

一种智能监控感应加热设备的实现方法，主电源输出电路是将市电压经整流电路后变成直流电，直流电再经逆变电路后变成交流电输出并联谐振电容CC1后与感应加热线圈G1连接，当交流电通过感应线圈G1后，感应线圈G1内产生由交变电流产生的磁场，当感应线圈G1内通过导电管件2后，金属体表面产生感应电流，进而加热管件2焊缝达到消除内应力的作用；

主控制板电路是恒功率运行，实现改变主电源输出电路的输出功率，实时显示当前运行频率，扫频范围600hz-8000Hz，并将实时频率传递至频率表；

程序控制电路中PLC可编程控制器通过接收由4路K型热电偶传递的现场实时温度，并将温度和触摸控制屏的设定的温度作对比，实时控制主控制板电路的输出功率；同时设备出现以下状况时：热电偶正负极反接，当输入温度温差大于智能触摸控制屏设定的温差时，设备内部风冷风扇出现故障，PLC可编程控制器发出报警指令，该指令通过继电器JQ1系统和报警器L1完成报警，PLC可编程控制器具备超温保护功能，当加热温度超过允许最高值时，该设备能够自动断电保护，同时PLC可编程控制器将设备运行状况通过无线网实时传递至远程控制模块，操作人员通过手机软件接收及控制系统对智能监控感应加热设备进行远程控制；

将感应线圈G1缠绕在管件2待加热的管件焊缝上面，感应线圈G1分别与整流二极管SCR7和整流二极管SCR9的阳极连接，在管件2焊缝上面根据标准捆绑K型热电偶K1、K2、K3、Kn用来实时反馈被加热管件的表面温度，K型热电偶K1、K2、K3和Kn分别对应于程序控制电路PLC可编程控制器的输入接口1、输入接口2、输入接口3、输入接口N连接；

通过人工操作触摸控制屏输入操作者想要升高到的温度和时间，最高温度，温差最大值，将这些信息传递PLC可编程控制器，PLC可编程控制器通过控制主控制板电路来调节主电源回路的输出功率大小，从而控制感应线圈G1内的磁感应强度的大小，控制感应线圈G1内被加热管件2的升温和降温，同时被加热管件2表面捆扎着K型热电偶K1、K2、K3和Kn将测量温度反馈至PLC可编程控制器，PLC可编程控制器将根据反馈温度和自己接收到的触摸控制屏给的设定温度作对比，当测量温度低于触摸控制屏给定的温度时，PLC可编程控制器通过控制主控制板电路来调节主电源回路的输出功率增大，反之降低；同时PLC可编程控制器也将K型热电偶K1、K2、K3和Kn温度之间的温差做对比，当温差大于触摸控制屏设定的最大温差时，PLC可编程控制器将控制继电器JQ1，将继电器JQ1的常开开关变成常闭开关，这样与继电器JQ1连接的报警器L1就会发出报警警告；

PLC可编程控制器也会将K型热电偶K1、K2、K3和Kn反馈的各自的温度和触摸控制屏设定的最大值做对比，当K型热电偶K1、K2、K3和Kn温度中有任何一个温度超过设定最高值时，PLC可编程控制器将控制继电器JQ1，将继电器JQ1的常开开关变成常闭开关，这样与继电器JQ1连接的报警器L1就会发出报警警告，同时PLC可编程控制器也将通过控制主控制板电路来调节主电源回路的输出功率变成零，保护被热管件2不发生过热现象；同时PLC可编程控制器也会将K型热电偶K1、K2、K3和Kn反馈信号传递至触摸控制屏中，在触摸控制屏幕上显示测量温度，也会将温度的变化趋势以温度曲线的方式显现出来，操作者通过SD卡将温度变化曲线拷贝在电脑上面；PLC可编程控制器将K型热电偶K1、K2、K3和Kn反馈的温度信号通过远程控制模块及4G网络实时传递至操作者的手机APP上面，操作者通过手机观察施工现场的实时加热状态，当操作者在手机上观察到被加热管件2出现温度异常状态时，通过手机APP实现远程急停操作，最终完成对管件焊缝的焊后热处理工作，达到消除内应力的作用。

在上述实现方法中，所涉及的程序为公知的PLC梯形图编程程序编写，通讯协议使用的232协议。

Claims (2)

1.一种智能监控感应加热设备，其特征在于：包括设置在加热设备中的主电源输出电路和主控制板电路，还包括程序控制电路、远程控制模块和电感线圈G1；

所述的程序控制电路由PLC可编程控制器、继电器JQ1、报警器L1、触摸控制屏组成；

所述PLC可编程控制器分别与继电器JQ1、触摸控制屏、远程控制模块、主控制板电路及电感线圈G1连接，所述主控制板与主电源输出电路连接，主电源输出电路与电感线圈G1连接，继电器JQ1与报警器L1连接，远程控制模块和手机终端实现无线通讯。

2.根据权利要求1所述的一种智能监控感应加热设备，其特征在于，所述主电源输出电路具体电路连接为，电源A依次通过空气开关k1和互感器TA1与整流二极管SCR1的阳极和整流二极管SCR4的阴极连接，电源B依次通过空气开关k1和互感器TA2与整流二极管SCR3的阳极和整流二极管SCR6的阴极连接，电源C依次通过空气开关k1和互感器TA3整流二极管SCR5的阳极和整流二极管SCR2的阴极连接，在整流二极管SCR1、整流二极管SCR4、整流二极管SCR3、整流二极管SCR6、整流二极管SCR5和整流二极管SCR2的两端分别依次串接一个电阻和一个电容，整流二极管SCR1、整流二极管SCR3和整流二极管SCR5的阴极通过电抗器Q1与整流二极管SCR7和整流二极管SCR9的阳极连接，整流二极管SCR4、整流二极管SCR6和整流二极管SCR2阳极与整流二极管SCR8和整流二极管SCR10的阴极连接，整流二极管SCR7、整流二极管SCR9、整流二极管SCR8和整流二极管SCR10的两端分别依次串接一个电阻和一个电容，整流二极管SCR7的阴极和整流二极管SCR8的阳极分别与谐振电容CC1及感应线圈G1的一端连接，整流二极管SCR9的阴极和整流二极管SCR10的阳极分别与谐振电容CC1及感应线圈G1的另一端连接；

所述主控制板具体电路连接为，主控制板电路端口CON2的1脚和2脚与主电源输出电路谐振电容CC1并联，主控制板电路端口CON2的3脚连接互感器TA1，4脚连接互感器TA2，5脚连接互感器TA3；

主控制板电路端口CON3的1脚和2脚连接整流二极管SCR1的阳极和阴极，主控制板电路端口CON3的4脚和5脚连接整流二极管SCR4的阳极和阴极；

主控制板电路端口CON4的1脚和2脚连接整流二极管SCR3的阳极和阴极，主控制板电路端口CON4的4脚和5脚连接整流二极管SCR5的阳极和阴极；

主控制板电路端口CON5的1脚和2脚连接整流二极管SCR6的阳极和阴极，主控制板电路端口CON5的4脚和5脚连接整流二极管SCR2的阳极和阴极；

主控制板电路端口CON6的1脚连接电源正极Vcc，主控制板电路端口CON6的2脚连接电源负极Vss，主控制板电路端口CON6的3脚连接逆变脉冲板正极10口，

主控制板电路端口CON6的4脚连接逆变脉冲板负极9口，主控制板电路端口CON6的5脚连接逆变脉冲板公共端11口，主控制板电路端口CON6的6脚和7脚连接频率表；

逆变脉冲板1口和2口连接主电源输出电路整流二极管SCR7的阳极和阴极，逆变脉冲板3口和4口连接主电源输出电路整流二极管SCR10的阳极和阴极，逆变脉冲板5口和6口连接主电源输出电路整流二极管SCR9的阳极和阴极，逆变脉冲板7口和8口连接主电源输出电路整流二极管SCR8的阳极和阴极；

所述程序控制电路的具体电路连接为，程序控制电路PLC可编程控制器的接口A的1口和2口接交流电源，3口接地，接口B的1口接继电器JQ1的J1脚，2口的接继电器JQ1的J2脚，接口C的1口接主控制板电路端口CON2的7脚，接口C的2口接主控制板电路端口CON2的8脚，继电器JQ1的J3脚，J4脚接报警器L1。

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