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可控硅温度控制器的组成原理和实现方法
  发布日期:2020-05-30    浏览次数:2062次     字体大小:【大】【中】【小】

温度测量与控制是热电偶采集信号通过pid温度调节器测量和输出0~10ma或4~20ma控制触发板控制可控硅导通角的大小,从而控制主回路加热元件电流大小,使电阻炉保持在设定的温度工作状态。可控硅温度控制器由主回路和控制回路组成。主回路是由可控硅,过电流保护快速熔断器、过电压保护rc和电阻炉的加热元件等部分组成。

控制回路是由直流信号电源、直流工作电源、电流反馈环节、同步信号环节、触发脉冲产生器、温度检测器和pid温度调节器等部分组成。

工业电阻炉是一类具有非线性、大滞后、大惯性的常见工业被控对象。电阻炉广泛应用于化验室样品熔样,热处理中工件的分段加热和冷却等。根据工艺对温度精度的不同要求可以选用不同类型的pid调节器控制温度在适当的范围。

对于要求保持恒温控制而不要温度记录的电阻炉采用带pid调节的数字式温度显示调节仪显示和调节温度,输出0~10ma作为直流信号输入控制可控硅电压调整器或触发板改变可控硅管导通角的大小来调节输出功率,完全可以满足要求,投入成本低,操作方便直观并且容易维护。

对于要求温度控制精度高,多点温度控制和记录的复杂控制系统采用小型计算机控制是比较理想的以普通pc机和以pci总线的输入输出模块组成控制系统可以取代以往的多个数字温度指示调节仪,不但实现了设备的升级换代,而且与以往的设备完全兼容。

系统采用普通的pc机和康拓工控的模拟量输入和输出板。模拟量输入板采用pci总线dc/dc光隔32路12位a/d板(pci5413d),其量程设置为0~312.5mv,实现对热电偶温度信号的采集。模拟量输出板采用pci总线dc/dc光隔8路12位d/a板(pci5416d),其量程设置为0~loma。

系统软件完成驱动程序的安装,板卡软件安装程序的初始化设置;热电偶毫伏对照表根据热电偶的型号将毫伏值转换成温度值,通过温度设定值或程序给定曲线值比较的偏差作为数字pid的输入。由于电阻炉纯滞后特点,数字pid设计采用大林控制算法,使系统的闭环传递函数具有带纯滞后的一阶惯性环节,使要求纯延迟时间等于被控对象的纯延迟时间。然而pid参数的整定比较复杂,基于工艺过程对炉温稳定性和精确度的要求,选择二维模糊控制器在软件设计和调试整定比较容易实现。

选择优良耐火材料如高级氧化铝、耐火纤维和轻质砖做成的炉体是关键的一环,以硅钼棒、硅碳棒等电加热元件提供热源的温度控制设备采用可控硅温度控制器,炉况稳定,炉温控制效果在实时性和控制精度方面有显著提高。而采用计算机和pci总线控制后,一台计算机可以同时控制多台电阻炉,不但实现了程序自动控制,而且可以多点温度显示记录贮存和报警等功能,系统使触发电路等大部份部件互换,可以使传统的设备得到升级。这样设备管理工作实现自动化,对设备的维护和维修比较简单。


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