文章介紹了可控硅溫度控制器的組成和原理闡述了可控硅溫度控制器的實(shí)現(xiàn)方法并著重介紹了pid功能的原理和實(shí)現(xiàn)最后描述了系統(tǒng)的應(yīng)用情況查看更多精彩資訊

文章介紹了可控硅溫度控制器的組成和原理闡述了可控硅溫度控制器的實(shí)現(xiàn)方法并著重介紹了pid功能的原理和實(shí)現(xiàn)最后描述了系統(tǒng)的應(yīng)用情況

在化驗(yàn)分析中試樣的溫度要控制在適當(dāng)?shù)臏囟确秶?span id="9bpdb69" class="myIcon">有時(shí)還要按規(guī)定的溫度曲線進(jìn)行升溫和降溫如果采用傳統(tǒng)的接觸器通斷控制方式不但溫度控制精度低而且能耗高甚至很多控制溫度無法滿足規(guī)定要求隨著新產(chǎn)品開發(fā)的進(jìn)一步加快試樣的分析對溫度的要求越來越高尋找節(jié)能環(huán)保的加熱控溫設(shè)備可控硅溫度控制器是目前行之有效的方法

1可控硅溫度控制器的組成與原理

溫度測量與控制是熱電偶采集信號(hào)通過pid溫度調(diào)節(jié)器測量和輸出0～10ma或4～20ma控制觸發(fā)板控制可控硅導(dǎo)通角的大小從而控制主回路加熱元件電流大小使電阻爐保持在設(shè)定的溫度工作狀態(tài)可控硅溫度控制器由主回路和控制回路組成主回路是由可控硅過電流保護(hù)快速熔斷器過電壓保護(hù)rc和電阻爐的加熱元件等部分組成

控制回路是由直流信號(hào)電源直流工作電源電流反饋環(huán)節(jié)同步信號(hào)環(huán)節(jié)觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器溫度檢測器和pid溫度調(diào)節(jié)器等部分組成

2可控硅溫度控制器的實(shí)現(xiàn)方法

2．1溫度檢測和pid調(diào)節(jié)器構(gòu)成

工業(yè)電阻爐是一類具有非線性大滯后大慣性的常見工業(yè)被控對象電阻爐廣泛應(yīng)用于化驗(yàn)室樣品熔樣熱處理中工件的分段加熱和冷卻等根據(jù)工藝對溫度精度的不同要求可以選用不同類型的pid調(diào)節(jié)器控制溫度在適當(dāng)?shù)姆秶?span id="6j5nif1" class="myIcon">

對于要求保持恒溫控制而不要溫度記錄的電阻爐采用帶pid調(diào)節(jié)的數(shù)字式溫度顯示調(diào)節(jié)儀顯示和調(diào)節(jié)溫度輸出0～10ma作為直流信號(hào)輸入控制可控硅電壓調(diào)整器或觸發(fā)板改變可控硅管導(dǎo)通角的大小來調(diào)節(jié)輸出功率完全可以滿足要求投入成本低操作方便直觀并且容易維護(hù)

對于要求溫度控制精度高多點(diǎn)溫度控制和記錄的復(fù)雜控制系統(tǒng)采用小型計(jì)算機(jī)控制是比較理想的以普通pc機(jī)和以pci總線的輸入輸出模塊組成控制系統(tǒng)可以取代以往的多個(gè)數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀不但實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的升級(jí)換代而且與以往的設(shè)備完全兼容

系統(tǒng)采用普通的pc機(jī)和康拓工控的模擬量輸入和輸出板模擬量輸入板采用pci總線dc／dc光隔32路12位a／d板（pci5413d）其量程設(shè)置為0～312．5mv實(shí)現(xiàn)對熱電偶溫度信號(hào)的采集模擬量輸出板采用pci總線dc／dc光隔8路12位d／a板（pci5416d）其量程設(shè)置為0～loma

系統(tǒng)軟件完成驅(qū)動(dòng)程序的安裝板卡軟件安裝程序的初始化設(shè)置熱電偶毫伏對照表根據(jù)熱電偶的型號(hào)將毫伏值轉(zhuǎn)換成溫度值通過溫度設(shè)定值或程序給定曲線值比較的偏差作為數(shù)字pid的輸入由于電阻爐純滯后特點(diǎn)數(shù)字pid設(shè)計(jì)采用大林控制算法使系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)具有帶純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)使要求純延遲時(shí)間等于被控對象的純延遲時(shí)間然而pid參數(shù)的整定比較復(fù)雜基于工藝過程對爐溫穩(wěn)定性和精確度的要求選擇二維模糊控制器在軟件設(shè)計(jì)和調(diào)試整定比較容易實(shí)現(xiàn)｜模糊控制不需要建立控制對象的精確數(shù)學(xué)模型只要求把人工操作的經(jīng)驗(yàn)與數(shù)據(jù)歸納成較完善的語言控制規(guī)則典型的二維模糊控制器的設(shè)計(jì)通常包括以下四個(gè)組成部分

（1）模糊化采用正態(tài)分布確定模糊變量的賦值表將溫度誤差和誤差變化量的精確量轉(zhuǎn)化成模糊量

（2）模糊推理按照語言控制規(guī)則進(jìn)行模糊推理求出系統(tǒng)全部模糊關(guān)系所對應(yīng)的控制規(guī)則并置于規(guī)則庫

（3）模糊判決用最大隸屬度法加權(quán)平均判決法等方法得到控制參數(shù)的模糊量

（4）去模糊化把模糊判決后的結(jié)果由模糊量轉(zhuǎn)化成為可以用于實(shí)際控制的精確量

2．2觸發(fā)電路

可控硅觸發(fā)電路應(yīng)滿足下列要求觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)保證可控硅可靠導(dǎo)通觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度不超過門極電壓電流和功率定額且在可靠觸發(fā)區(qū)域之內(nèi)應(yīng)有良好的抗干擾性能溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離采用單結(jié)晶體管或三極管電路比較簡單可靠而且容易調(diào)整也可以用專業(yè)廠家生產(chǎn)的集成電路實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)可以采用zk一1可控硅電壓調(diào)整器作為觸發(fā)電路這樣可以方便地實(shí)現(xiàn)設(shè)備的手動(dòng)和自動(dòng)調(diào)節(jié)

2．3可控硅的選擇

可控硅主要參數(shù)

（1）額定電壓

斷態(tài)重復(fù)峰值電壓u在門極斷路而結(jié)溫為額定值時(shí)允許重復(fù)加在器件上的正向峰值電壓反向重復(fù)峰值電壓在門極斷路而結(jié)溫為額定值時(shí)允許重復(fù)加在器件上的反向峰值電壓通常取可控硅的和中較小的標(biāo)值作為該器件的額定電壓選用時(shí)額定電壓要留有一定裕量一般取額定電壓為正常工作時(shí)晶閘管所承受峰值電壓2～3倍

（2）額定電流

可控硅在環(huán)境溫度為40～c和規(guī)定的冷卻狀態(tài)下穩(wěn)定結(jié)溫不超過額定結(jié)溫時(shí)所允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均值使用時(shí)應(yīng)按實(shí)際電流與通態(tài)平均電流有效值相等的原則來選取可控硅并非應(yīng)留一定的裕量一般取1．5～2倍

2．4安裝和操作

由于可控硅溫度控制器的主回路電流都比較大因此選擇合適的線路電纜直徑線路是十分重要的并且要確保線路的可靠連接防止負(fù)載短路擊穿可控硅考慮到可控硅電流突變時(shí)較易損壞開爐時(shí)要手動(dòng)調(diào)節(jié)使電流緩慢上升關(guān)爐時(shí)要關(guān)小電流

3可控硅溫度控制器的應(yīng)用

選擇優(yōu)良耐火材料如高級(jí)氧化鋁耐火纖維和輕質(zhì)磚做成的爐體是關(guān)鍵的一環(huán)以硅鉬棒硅碳棒等電加熱元件提供熱源的溫度控制設(shè)備采用可控硅溫度控制器爐況穩(wěn)定爐溫控制效果在實(shí)時(shí)性和控制精度方面有顯著提高而采用計(jì)算機(jī)和pci總線控制后一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以同時(shí)控制多臺(tái)電阻爐不但實(shí)現(xiàn)了程序自動(dòng)控制而且可以多點(diǎn)溫度顯示記錄貯存和報(bào)警等功能系統(tǒng)使觸發(fā)電路等大部份部件互換可以使傳統(tǒng)的設(shè)備得到升級(jí)這樣設(shè)備管理工作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化對設(shè)備的維護(hù)和維修比較簡單