PLC ile PLL kontrollü indüksiyon ısıtma uygulaması

Abstract

Bu çalışmada demir-çelik endüstrisinde kullanılmak üzere Siemens S7 200 PLC ile faz kilitlemeli döngü (PLL) kontrollü indüksiyon ısıtma uygulaması yapılmıştır. Çalışma demir-çelik sektöründe, haddehanelerde demir kütüklerin ısıtılarak kesimi esnasında çapağın engellenmesini ve ürün kalitesinin arttırılmasını amaçlamaktadır. Sunulan uygulamada yarım köprü seri rezonans evirici devresinin kontrolü Siemens S7 200 PLC ile gerçekleştirilmektedir. PLC denetleyicisinde PLL algoritması çalıştırılarak evirici akımı ve geriliminin faz takibi sağlanmıştır. Böylece farklı bobin veya değişik ebatlardaki iş parçaları yumuşak anahtarlama koşulları altında ısıtılması mümkün olmaktadır.Yarım köprü seri rezonans eviricide yarı iletken güç anahtarı olarak MOSFET kullanılmaktadır. Evirici PLC'den elde edilen PWM sinyali ile kontrol edilmektedir. 220V AC gerilim ile beslenen ısıtıcı prototipinde 10-12 kHz çalışma frekansında deneysel veriler elde edilmiştir. Farklı sıcaklıklarda yapılan kesim işlemlerine ilişkin deneysel veriler sunulmuştur.

In this study phase-locked loop (PLL) controlled induction heating with Siemens S7 200 PLC was carried out. The research aims to prevent burr during cutting of heated iron billet and enhance the production quality in iron steel industry and rolling mills. In the present application the control of half bridge series resonance inverter is achieved by Siemens S7 200 PLC. Inverter current and voltage phase tracking was maintained with PLL algorithm in PLC controller. Thus, it is possible to heat under the soft switching conditions with different coils at different sizes of workpieces.MOSFET's are used as power switch in the half bridge series resonance inverter. Inverter is controlled with PWM signal which is generated from PLC. Experimental results are presented for 10-12 kHz induction heater prototype which is fed from 220 V AC mains. Experimental data related to the cutting operation performed at different temperatures are presented.