電阻爐爐溫自動控制原理
根據 電阻爐爐溫對給定溫度的偏差,自動接通或斷開供給 電阻爐 的熱源能量,或連續(xù)改變熱源能量的大小,使爐溫穩(wěn)定有給定溫度范圍,以滿足熱處理工藝的需要。溫度自動控制常用調節(jié)規(guī)律有二位式、三位式、比例、比例積分和比例積分微分等幾種。電阻爐爐溫控制是這樣一個反饋調節(jié)過程,比較實際爐溫和需要爐溫得到偏差,通過對偏差的處理獲得控制信號,去調節(jié)電阻爐的熱功率,從而實現對爐溫的控制。按照偏差的比例、積分和微分產生控制作用(PID控制),是過程控制中應用最廣泛的一種控制形式。
系統(tǒng)控制程序采用兩重中斷嵌套方式設計。首先使T0計數器產生定時中斷,作為本系統(tǒng)的采樣周期。在中斷服務程序中啟動A/D,讀入采樣數據,進行數字濾波、上下限報警處理,PID計算,然后輸出控制脈沖信號。脈沖寬度由T1計數器溢出中斷決定。在等待T1中斷時,將本次采樣值轉換成對應的溫度值放入顯示緩沖區(qū),然后調用顯示子程序。從T1中斷返回后,再從T0中斷返回主程序并且、繼續(xù)顯示本次采樣溫度,等待下次T0中斷。
二位式調節(jié)--它只有開、關兩種狀態(tài),當爐溫低于限給定值時執(zhí)行器全開;當 電阻爐爐溫高于給定值時執(zhí)行器全閉。(執(zhí)行器一般選用接觸器)
三位式調節(jié)--它有上下限兩個給定值,當爐溫低于下限給定值時招待器全開;當爐溫在上、下限給定值之間時執(zhí)行器部分開啟;當爐溫超過上限給定值時執(zhí)行器全閉。(如管狀加熱器為加熱元件時,可采用三位式調節(jié)實現加熱與保溫功率的不同)
比例調節(jié)(P調節(jié))--調節(jié)器的輸出信號(M)和偏差輸入(e)成比例。即:M=k式中:K-----比例系數例調節(jié)器的輸入、輸出量之間任何時刻都存在--對應的比例關系,因此爐溫變化經比例調節(jié)達到平衡時, 電阻爐 爐溫不能加復到給定值時的偏差--稱“靜差”
比例積分(PI)調節(jié)--為了“靜差”,在比例調節(jié)中添加積分(I)調節(jié)積分,調節(jié)是指調節(jié)器的輸出信號與偏差存在隨時間的增長而增強,直到偏差消除才無輸出信號,故能消除“靜差”比例調節(jié)和積分調節(jié)的組合稱為比例積分調節(jié).
比例積分微分(PID)調節(jié)--比例積分調節(jié)會使調節(jié)過程增長,溫度的波動幅值增大,為此再引入微分(D)調節(jié)。微分調節(jié)是指調節(jié)器的輸出與偏差對時間的微分成比例,微分調節(jié)器在溫度有變化“苗頭”時就有調節(jié)信號輸出,變化速度越快、輸出信號越強,故能加快調節(jié)速度,降低溫度波動幅度,比例調節(jié)、積分調節(jié)和微分調節(jié)的組合稱為比例積分微分調節(jié)。(一般采用晶閘管調節(jié)器為執(zhí)行器)。
根據生產現場的運行情況,這種控溫方法,精度比較高,系統(tǒng)性能穩(wěn)定,滿足生產的實際需要。主要設備:熱電偶或熱電阻,智能PID溫控儀,可控硅觸發(fā)調功器等。
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