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井式炉

工业电阻炉可控硅温度控制

          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。 

        工业电炉自动化控制系统采用普通的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~l0mA。 

        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。模糊控制不需要建立控制对象的精确数学模型,只要求把人工操作的经验与数据归纳成较完善的语言控制规则,典型的二维模糊控制器的设计通常包括以下四个组成部分: 

    (1)模糊化:采用正态分布确定模糊变量的赋值表,将温度误差和误差变化量的精确量转化成模糊量。 

    (2)模糊推理:按照语言控制规则进行模糊推理,求出系统全部模糊关系所对应的控制规则并置于规则库。 

    (3)模糊判决:用“最大隶属度法”、“加权平均判决法”等方法得到控制参数的模糊量。 

    (4)去模糊化:把模糊判决后的结果由模糊量转化成为可以用于实际控制的精确量。