關(guān)于智能馬弗爐自動(dòng)溫度控制器的研究

趙詩(shī)誠(chéng) 陸歡 藍(lán)園媛 楊玉萍 吳桐

摘要：文章闡述了智能馬弗爐自動(dòng)溫度控制器模型準(zhǔn)備及工作的基本原理、應(yīng)用領(lǐng)域及應(yīng)用實(shí)例。智能馬弗爐自動(dòng)溫度控制器采用PID調(diào)節(jié)控溫，自行設(shè)定溫度，自動(dòng)控制。是對(duì)高溫爐的加熱時(shí)間和溫度進(jìn)行程序控制的智能化儀器，可自動(dòng)完成煤的快灰、慢灰、羅加粘結(jié)指數(shù)、揮發(fā)份等加熱過(guò)程的程序控制。有效的推動(dòng)了智能馬弗爐的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能馬弗爐;PID調(diào)節(jié)控溫;自動(dòng)控制;智能化儀器

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?文章編號(hào)：1672-9129（2020）08-0034-01

1?概述

隨著國(guó)內(nèi)電爐技術(shù)的發(fā)展，馬弗爐和高溫爐技術(shù)都有了飛速的發(fā)展。企業(yè)對(duì)馬弗爐和高溫爐的要求越來(lái)越高，尤其是溫度要求越來(lái)越高，靈敏度要求越來(lái)越高。市場(chǎng)需求促進(jìn)了馬弗爐等電爐行業(yè)的發(fā)展，但現(xiàn)目前所使用的馬弗爐自動(dòng)溫度控制器的自動(dòng)化程度不高、效率得不到保障、操作工序較為復(fù)雜，試驗(yàn)程序單一且易出現(xiàn)問(wèn)題，一般系統(tǒng)不能自動(dòng)識(shí)別，控時(shí)耗電等方面需要進(jìn)一步的改善和創(chuàng)新。

從而研發(fā)了智能馬弗爐自動(dòng)溫度控制器，該控制器利用PID調(diào)節(jié)控溫，通過(guò)數(shù)顯溫控儀和微電腦溫控儀可自動(dòng)完成煤的快灰、慢灰、羅加粘結(jié)指數(shù)，揮發(fā)份等加熱過(guò)程的程序控制，大量采用新技術(shù)、新材料，靈敏度更加高，操作更加方便，安全性能更好，同時(shí)具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。該儀器最大的特點(diǎn)是對(duì)揮發(fā)份做了特殊處理，能自行校正三分鐘恢復(fù)功能，加熱時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)控制，保溫性能好，高溫對(duì)控制部分無(wú)任何影響，滿足實(shí)驗(yàn)室等科研機(jī)構(gòu)對(duì)高靈敏度產(chǎn)品的需求，同樣是馬弗爐的發(fā)展方向。

2?溫控原理

PID控制是一種非常常見(jiàn)的控制算法，控制原理如圖一所示。

控制器本身包括三個(gè)環(huán)節(jié)，即積分、比例和微分調(diào)節(jié)。通過(guò)這三個(gè)環(huán)節(jié)的的相互作用，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度控制的調(diào)節(jié)的反饋。由于系統(tǒng)會(huì)存在偏差，這時(shí)比列調(diào)節(jié)將會(huì)對(duì)偏差進(jìn)行調(diào)整。在系統(tǒng)穩(wěn)定后，輸入輸出數(shù)據(jù)之間存在誤差，即靜差，而積分調(diào)節(jié)通過(guò)收集差異來(lái)補(bǔ)償系統(tǒng)的靜態(tài)誤差。微分調(diào)節(jié)的作用是對(duì)偏差的變化范圍做出調(diào)節(jié)，根據(jù)變化范圍實(shí)現(xiàn)超前調(diào)節(jié)，提高反應(yīng)效率，實(shí)現(xiàn)溫度精確調(diào)節(jié)。

3?應(yīng)用實(shí)例

智能馬弗爐自動(dòng)溫度控制器采用PID 調(diào)節(jié)控溫，對(duì)高溫爐的加熱時(shí)間和溫度進(jìn)行程序控制;可以通過(guò)控制器自行設(shè)定溫度，自動(dòng)控制，自動(dòng)完成煤的快灰、慢灰、羅加粘結(jié)指數(shù)，揮發(fā)份等加熱過(guò)程的程序控制，能夠滿足不同用戶(hù)的需求。

說(shuō)明：

（1）揮發(fā)份、羅加粘結(jié)時(shí)間編制基本單位是1秒鐘，可控時(shí)間99分59秒，溢出歸零。揮發(fā)份、羅加粘結(jié)可以修改設(shè)置。

（2）溫控儀開(kāi)機(jī)顯示==自檢==，如不合格及時(shí)顯示出錯(cuò)符號(hào)。報(bào)警時(shí)間全部設(shè)置為15秒。出錯(cuò)符號(hào)E只顯示，蜂鳴器不工作。

E1：繼電器失控、控溫超范圍

E2：熱偶斷路

E3：熱偶反接

（3）備用1，備用2時(shí)間編制基本單位為：1秒鐘。備用3時(shí)間編制基本單位為：1分鐘。

（4）掉電保護(hù) 可避免中途因瞬間斷電而使試樣報(bào)廢。

（5）若上電初始運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)間不為0000，程序不為1，說(shuō)明上次實(shí)驗(yàn)是中途停止或斷電，如需實(shí)驗(yàn)從新開(kāi)始，請(qǐng)按啟動(dòng)鍵。

4?特色和創(chuàng)新點(diǎn)

（1）采用觸摸鍵盤(pán)輸入，降低操作難度，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化

（2）通過(guò)PID進(jìn)行調(diào)節(jié)控溫，可提高測(cè)量的精確度。

（3）微電腦溫控儀以單片機(jī)為核心，全面程控智能化，具有快灰、慢灰、揮發(fā)份專(zhuān)用試驗(yàn)程序、自由選擇設(shè)定溫度和時(shí)間等專(zhuān)用加熱程序，具有系統(tǒng)自動(dòng)校正測(cè)量溫度和自檢功能。

（4）該儀器最大特點(diǎn)是對(duì)揮發(fā)份做了特殊處理，能自行校正三分鐘恢復(fù)功能。與箱型高溫爐配套使用。

（5）該儀器通過(guò)自動(dòng)控制加熱時(shí)間，來(lái)保持溫度的不變;儀器均采用的新型材料，保溫性能優(yōu)秀，且控制部分不受高溫的影響。

5?結(jié)語(yǔ)

智能溫控馬弗爐溫度控制器針對(duì)老式馬弗爐溫度控制精度差等缺點(diǎn)，在借鑒前人研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造創(chuàng)新，利用PID調(diào)節(jié)控溫，通過(guò)數(shù)顯溫控儀和微電腦溫控儀實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)自行校正三分鐘恢復(fù)功能，儀器對(duì)揮發(fā)份做特殊處理，加熱時(shí)間可自動(dòng)控制，操作簡(jiǎn)單方便。智能馬弗爐自動(dòng)溫度控制器成功研發(fā)，可提高實(shí)驗(yàn)室、工礦企業(yè)、科研單位對(duì)元素分析測(cè)定和小型鋼件淬火、退火等熱處理時(shí)的效率，同時(shí)采用新型輕質(zhì)耐火材料降低了生產(chǎn)成本，帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)冶金、電子和光伏等行業(yè)也創(chuàng)造較大的價(jià)值。未來(lái)，智能馬弗爐自動(dòng)溫度控制器將會(huì)應(yīng)用到更多的領(lǐng)域，帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊建武.基于模糊PID控制的高精度溫控系統(tǒng)研究[D].杭州：浙江工業(yè)大學(xué)，2018.

[2]張瑩，周團(tuán)坤，張尼，等.實(shí)驗(yàn)室用高溫馬弗爐的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用[J].現(xiàn)代儀器與醫(yī)療，2017，23（5）：28-30.

[3]任小軍.機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)馬弗爐改進(jìn)中的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2017（19）：108.

[4]孫凱，沈精虎，梁飛.低溫馬弗爐溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械與電子，2014（03）：55-57.

[5]張建敏.馬弗爐溫度自控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].潔凈煤技術(shù).2008（05）：91-92+111.