管材真空退火爐溫度控制系統

摘 要：管材真空退火爐的溫度控制系統，原采用DDC-II型儀表進行溫度控制，其控制精度低、可靠性差，已經不能滿足設備生產要求，文章采用單回路反饋控制系統來進行溫度控制，很好的滿足了管材真空退火爐的溫度控制要求。

關鍵詞：真空退火爐；單回路反饋控制；溫度控制

引言

管材真空退火爐的溫度控制系統，原采用DDC-II型儀表進行溫度控制，其控制精度低、可靠性差，已經不能滿足設備生產要求，為了使管材真空退火爐能夠滿足現代工業生產的要求，改造后的系統必須具有先進性和可靠性等特點，針對上面的要求，將原有控制系統改造為單回路反饋控制系統。

單回路反饋控制系統亦稱單回路調節系統簡稱單回路系統，由四個基本環節組成被控對象、控制器、變送器和執行器。從系統的框圖（圖1）看，只有一個閉環回路。

單回路反饋控制系統組成方框圖，如圖1所示。

單回路控制系統其結構比較簡單、所需自動化控制工具少、投資比較低、操作維護比較方便，能滿足管材真空退火爐工業生產過程的控制要求，而且閉環控制系統結構簡單，易于實現自動控制。

本次設計采用單回路反饋閉環系統，以可編程溫度控制儀表FP21儀表為控制器，充分利用FP21儀表能處理模擬量、數字運算的特點，可控硅移相調壓裝置作為執行機構，用其輸出的可調直流電流來控制飽和電抗器的輸出電流，達到控制爐內加熱體溫度，進而控制管材的退火溫度。本次方案設計如圖2所示。

在管材真空退火爐爐溫單閉環控制系統中，熱電偶作為檢測元件檢測爐溫，儀表FF21作為信號轉換裝置將熱電偶輸出的微弱的電壓信號轉換為標準量程的電流或電壓，通過A/D轉換將它與溫度設定值比較，并按某種控制規律（例如PID控制算法）對誤差值進行運算，將運算結果經A/D轉換后變為電流信號，用來控制可控硅調壓裝置，通過它控制加熱用的電流大小，實現對溫度的閉環控制。

單閉環負反饋控制可以使控制的反饋量等于或跟設定值。在管材真空退火爐溫控制系統中，管材的溫度值低于給定的溫度值，反饋量小于給定值，誤差為正，則控制器的輸出量將增大，使可控制調壓裝置的電流增大，進入退火爐的電流也隨之增大，加熱爐的溫度升高，最終使實際溫度接近或等于給定值。

加熱體回路采用單閉環控制，溫控表采集加熱體溫度作為反饋信號，和設定值進行運算，控制電力調壓裝置輸出電壓的變化，改變磁性調壓變壓器的飽和電抗器上的直流電壓就能控制輸出電流，達到控制爐體的溫度。飽和電抗器的電壓范圍是0-55V直流電壓，電流為0-15A。本次調壓器選用PAC16P調壓裝置，其主要特點：

（1）單相調功/調壓一體化。

（2）處理器數字化設計。

（3）鎖相環同步電路。

（4）輸出電流電壓限制。

（5）過電流，缺相保護。

可控制調壓裝置設計如圖3所示。

改造后管材真空退火爐滿足了生產的現代工藝要求，爐溫的可靠性大幅提高，精度也有了明顯增大，控制效果良好。