随着汽车行业的快速发展,汽车零部件生产企业订单量不断增加。热处理作为零部件生产的关键工艺环节,其产能需求持续增长,功率需求也随之增加。因现实条件限制,变压器容量难以扩充,成为企业产能进一步提升的瓶颈。在实际生产中,大功率负载的实际功率总是在较大范围内波动,进而导致变压器功率不能被充分利用,存在可分配的空间。当前企业普遍采用人工分配变压器功率的方法。但该方法容易导致变压器功率利用不充分、过程中变压器频繁过电流和热处理工艺质量不稳定等问题,在实际应用中效果并不理想。本文基于该实际问题,采用PLC将变压器功率自动、高效、可靠地分配给热处理过程,从而优化热处理过程的功率分配。本文对当前变压器功率分配方法所引起的问题进行深入分析,在此基础上,开展了变压器功率高效分配方案设计、热处理动态加热环节设计和热处理预热环节设计等研究。在变压器功率高效分配方案中,引入了热处理炉预约机制,并通过实时监控变压器电流来分析变压器功率利用情况,进而在变压器有剩余功率时,允许预约的热处理炉投入工作,从而实现变压器功率的高效利用。在热处理动态加热环节设计中,通过设定条件将预约的热处理炉按优先级分为Bookl级和Book2级,不同级别的热处理炉根据变压器实时电流状态采用不同的加热方案。在热处理预热环节设计中,结合生产实际经验,在系统中增加了初始炉温监测,确保炉温下降到设定值后,才允许热处理炉进入加热环节。在此基础上,进行了控制系统的总体方案设计。结合总体方案进行系统硬件设计和软件设计。在硬件设计方面,通过对比分析,确定PLC型号为315-2PN/DP。在软件设计方面,本文选用TIA博途平台进行程序设计。主要设计了基于预约机制的变压器功率高效分配程序、热处理动态加热程序和队列管理程序等。经过软硬件调试后,将所设计的系统应用于某铝合金汽车配件制造企业。在实际应用过程中发现热处理炉的升温曲线发生了明显变化,变压器容量利用率提升,证实了本功率高效分配系统的有效性。对比该系统使用前后企业变压器过电流跳闸情况,验证了本系统能够有效解决变压器过电流频繁的问题。对比该系统使用前后热处理零件物理性能一次合格率,证明了本系统能切实提高热处理工艺质量。因此,本系统的研发成功解决了企业存在的实际问题,为热处理过程的功率优化分配系统提供了新方法。