[发明专利]一种碳氮共渗自动控制系统

权利要求书

1.一种碳氮共渗自动控制系统，其特征在于，包括一台分体式碳氮共渗自动控制装置主控制器（3）和人机界面控制屏（4），碳氮共渗自动控制装置的主控制器（3）的输入端与设置在炉体（1）内的温度传感器即热电偶（7）、氧含量传感器（8）、一氧化碳传感器（5）和二氧化碳传感器（6）相连接；其输出端则与加热用电力调整器（10）、渗碳控制阀（11）及氨气流量控制器（9）连接；电力调整器（10）通过电力线连接到炉体（1）内的加热器（2），渗碳控制阀（11）、氨气流量控制器（9）通过管道和炉体（1）内的加热空间连通；所述的主控制器包含两个碳势计算单元即第一碳势计算单元和第二碳势计算单元、温度PID控制单元、碳势PID控制单元及氨气流量控制单元；所述的第一碳势计算单元1的三个输入端分别与氧含量传感器、温度传感器和一氧化碳传感器的信号输出端相连，第二碳势计算单元2的三个输入端分别与二氧化碳传感器、温度传感器和一氧化碳传感器的信号输出端相连，第一碳势计算单元1和第二碳势计算单元2的输出端与主控制器（3）内碳势选择器的输入端相连，碳势选择器的输出端一路与碳势PID控制单元的输入端相连，碳势选择器的输出端另一路用于碳势报警输出，碳势PID控制单元的输出端与渗碳电磁阀的控制信号输入端相连；所述的温度PID控制单元的信号输入端与温度传感器的信号输出端相连，温度PID控制单元的输出端与电力调整器的控制信号输入端相连；氨气流量控制单元的输出端与氨器流量控制器的控制信号输入端相连；增加氨气控制功能，控制氨气流量计的流量向炉腔内注入设定流量的氨气，实现控制碳势的同时实现碳氮共渗。

2.根据权利要求1所述的碳氮共渗自动控制系统，其特征在于：所述的主控制器（3）中包括程序温度控制回路、程序碳势控制回路和程序氨气流量控制回路程序，用于调节炉体内的温度值和碳势值；增加一氧化碳测量单元，实时测量一氧化碳分压值；增加二氧化碳含量测量单元；碳势值采用双碳势计算方法：由温度、氧含量和一氧化碳分压三个自变量计算得到第一碳势计算单元的碳势值1；由温度、二氧化碳含量和一氧化碳分压三个自变量计算得到第二碳势计算单元的碳势值2，碳势值2和碳势值1比较，如碳势值1和碳势值2偏差达到10%以上）则报警，避免由于氧探头测量误差造成碳势计算误差。

3.根据权利要求1所述的碳氮共渗自动控制系统，其特征在于：当该碳氮共渗自动控制装置工作时，碳势值1和碳势值2经主控制器3内的碳势选择器选择后得到最终的控制碳势值输入主控制器内的碳势PID控制单元，碳势PID控制单元将此碳势值与碳势目标值相比较，进行PID运算后，得到渗碳控制阀的控制信号，控制渗碳气体的进气量，从而控制炉体内的碳势稳定在目标值；同时，温度信号输入主控制器内的温度PID控制单元，温度PID控制单元将温度与设定的温度目标值进行比较，进行PID运算后，得到电力调整器的控制信号，控制电力调整器的热处理炉加热器的输出电力功率，从而控制炉体内的温度稳定在温度目标值。

4.根据权利要求1所述的碳氮共渗自动控制系统，其特征在于：所述的人机界面控制屏（4）中包括碳势控制的工艺设定和工艺数据的历史保存，以便于生产工艺的设定和分析生产后和生产中的工艺数据，做到有据可查，能保存两年以上工艺历史数据，而且方便将历史数据转存到电脑中保存，实现工艺历史数据的永久保存。