AB 1756-PLS/B

 廈門(mén)莫格電氣自動(dòng)化有限公司

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一、電爐溫度控制系統(tǒng)的特性 
        電爐溫度控制系統(tǒng)在溫度自動(dòng)控制領(lǐng)域是zui為常見(jiàn)的控制類(lèi)型之一。溫度控制器主要由溫度傳感器、溫度調(diào)節(jié)儀、電加熱器執(zhí)行裝置、被控對(duì)象四個(gè)部分組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。被控制對(duì)象是大容量、大慣性的電熱爐溫度對(duì)象，是典型的多階容積遲后特性，在工程上往往近似為包含有純滯后的二階容積遲后；由于被控對(duì)象電容量大，通常采用可控硅作調(diào)節(jié)器的執(zhí)行器。控制原理圖如（圖1）所示。 

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二、爐溫自動(dòng)控制原理 
        根據(jù)爐溫對(duì)給定溫度的偏差，自動(dòng)接通或斷開(kāi)供給爐子的熱源能量，或連續(xù)改變熱源能量的大小，使?fàn)t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(dòng)控制常用調(diào)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(gè)反饋調(diào)節(jié)過(guò)程，比較實(shí)際爐溫和需要爐溫得到偏差，通過(guò)對(duì)偏差的處理獲得控制信號(hào)，去調(diào)節(jié)電阻爐的熱功率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)爐溫的控制。 
1）按照偏差的比例、積分和微分產(chǎn)生控制作用（PID控制），是過(guò)程控制中應(yīng)用zui廣泛的一種控制形式。 
2）二位式調(diào)節(jié)--它只有開(kāi)、關(guān)兩種狀態(tài)，當(dāng)爐溫低于限給定值時(shí)執(zhí)行器全開(kāi)；當(dāng)爐溫高于給定值時(shí)執(zhí)行器全閉。（執(zhí)行器一般選用接觸器） 
3）三位式調(diào)節(jié)--它有上下限兩個(gè)給定值，當(dāng)爐溫低于下限給定值時(shí)接觸器全開(kāi)；當(dāng)爐溫在上、下限給定值之間時(shí)執(zhí)行器部分開(kāi)啟；當(dāng)爐溫超過(guò)上限給定值時(shí)執(zhí)行器全閉。（如管狀加熱器為加熱元件時(shí)，可采用三位式調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)加熱與保溫功率的不同。

        三、電加熱器執(zhí)行器的特性： 
        電爐的溫度調(diào)節(jié)是通過(guò)調(diào)節(jié)器(供電能源)的斷續(xù)作用，改變電爐絲閉合時(shí)間Tb與斷開(kāi)時(shí)間Tk的比值α,α=Tb/Tk。結(jié)構(gòu)負(fù)載電路圖如（圖2）所示。 

        
         調(diào)節(jié)加熱爐的溫度，在工業(yè)上是通過(guò)在設(shè)定周期范圍內(nèi)，將電路接通幾個(gè)周波，然后斷開(kāi)幾個(gè)周波，改變晶閘管在設(shè)定周期內(nèi)通斷時(shí)間的比例，來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)載兩端交流平均電壓即負(fù)載功率，這就是通常所說(shuō)的調(diào)功器或周波控制器；調(diào)功器是在電源電壓過(guò)零時(shí)觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通的，所以負(fù)載上得到的是完整的正弦波，調(diào)節(jié)的只是設(shè)定周期Tc內(nèi)導(dǎo)通的電壓周波。如圖3所示，設(shè)周期Tc內(nèi)導(dǎo)通的周期的波數(shù)為n，每個(gè)周波的周期為T(mén)，則調(diào)功器的輸出功率為P=n×T×Pn/Tc，Pn為設(shè)定周期Tc內(nèi)電壓全通過(guò)時(shí)裝置的輸出功率。 

        四、電爐的電加熱原理 
當(dāng)電流在導(dǎo)體中流過(guò)時(shí)，因?yàn)槿魏螌?dǎo)體均存在電阻，電能即在導(dǎo)體中形成損耗，轉(zhuǎn)換為熱能，按焦耳楞次定律： 
Q＝0．2412 Rt Q-熱能，卡； 
I一電流，安9 
R一電阻，歐姆， 
t一時(shí)間，秒。 
按上式推算，當(dāng)1千瓦小時(shí)的電能，全部轉(zhuǎn)換為熱能時(shí)Q＝(0．24×1000×36000)／1000=864千卡。 
在電熱技術(shù)上按l千瓦小時(shí)＝860千卡計(jì)算。電爐在結(jié)構(gòu)上是使電能轉(zhuǎn)換為熱能的設(shè)備，它能有效地用來(lái)加熱的工件，并保持高的效率。 

        五、加熱方式及電爐種類(lèi) 
        電阻爐按熱量產(chǎn)生的方法不同，可分為間接加熱式和直接加熱式二大類(lèi)。間接加熱式電阻爐，就是在爐子內(nèi)部有的電阻材料做的發(fā)熱元件。電流通過(guò)加熱元件時(shí)產(chǎn)生熱量，再通過(guò)熱的傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射而使放置在爐中的爐料被加熱。直接加熱式電阻爐，電源直接接在所需加熱的材料上，使強(qiáng)大的電流直接流過(guò)所需加熱的材料而使材料自己發(fā)熱達(dá)到加熱效果。工業(yè)電阻爐，大部分是采用間接加熱式的，只有一部分因加熱工藝人的特殊需要而采用直接加熱式。 
        電阻加熱爐基本結(jié)構(gòu)及型式電阻爐是隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的，由于各種加熱工藝及冶煉工藝上的需要，電阻爐是一個(gè)品種很多的產(chǎn)品。電阻爐爐體結(jié)構(gòu)，分周期式及連續(xù)式二個(gè)型式來(lái)分別介紹。周期式作業(yè)爐。如箱式電爐，臺(tái)車(chē)式電爐、井式電爐等箱式電爐，外殼一般是用型鋼、鋼板焊接而成的，小型電爐由于需保持工作面的一定高度，一般均做成帶支架的，在箱型殼體下邊，有支持爐體的腿或支架。中型電爐因本身重量大及加入爐內(nèi)的工件重量也大，所以一般均直接在底盤(pán)上焊接爐體及砌磚。大型電爐可以在特定的的地基上設(shè)計(jì)成無(wú)鋼性底盤(pán)的結(jié)構(gòu)，而就地焊接砌磚，但這種電爐在安裝后不能吊運(yùn)及移動(dòng)。 
        中小型電爐的爐門(mén)可用配重及手動(dòng)裝置來(lái)開(kāi)閉，下部一般均有砂封槽，有些爐門(mén)上邊也設(shè)有砂封槽，以保證良好的密封性，爐門(mén)關(guān)閉時(shí)，用壓緊裝置使?fàn)t門(mén)緊密的與門(mén)框接觸，減少漏氣。大型電爐可以用電動(dòng)或氣動(dòng)、液壓開(kāi)閉爐門(mén)，電加熱元件一般可以在爐膛內(nèi)左右側(cè)墻上及底面上布置，為了得到良好的熱場(chǎng)，在護(hù)頂上也布置電加熱元件，因?yàn)闋t內(nèi)工件一般堆放高度不會(huì)超過(guò)寬度，所以以上下兩個(gè)方面加熱比左右兩個(gè)方面加更為有效。大型及中型電爐可以在護(hù)門(mén)上及后墻上適當(dāng)?shù)牟贾靡恍╇娂訜嵩詼p少爐內(nèi)的溫差，為了保證爐門(mén)口的熱損失能得到更好的平衡，可以在較大的箱型電爐上靠爐門(mén)口的爐膛長(zhǎng)度1/3處作為一個(gè)控制區(qū)。 

        六、電爐控制柜的硬件結(jié)構(gòu) 
1） AI智能溫度調(diào)節(jié)器： 
        是控溫系統(tǒng)的核心部分，AI儀表*性地采用了平臺(tái)概念，將非常專(zhuān)業(yè)化的數(shù)字調(diào)節(jié)儀表轉(zhuǎn)為平臺(tái)化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，能實(shí)現(xiàn)比以往封閉式設(shè)計(jì)產(chǎn)品更快的進(jìn)步及更高的性能/價(jià)格比。它包含高通用性的硬件主板（包含I/O接口及模塊插座、顯示接口插座、A/D轉(zhuǎn)換單元及電源單元），通過(guò)安裝不同的軟件及CPU、輸入/輸出模塊及顯示界面，即能適應(yīng)多種不同功能的過(guò)程儀表控制要求，比如溫控器、調(diào)節(jié)器、復(fù)雜回路調(diào)節(jié)器及雙回路調(diào)節(jié)器。它主要由輸入通道、輸出通道、人機(jī)對(duì)話通道以及一些外圍電路組成

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