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在化驗(yàn)分析中，試樣的溫度要控制在適當(dāng)?shù)臏囟确秶袝r(shí)還要按規(guī)定的溫度曲線進(jìn)行升溫和降溫如果采用傳統(tǒng)的接觸器通斷控制方式不但溫度控制精度低，而且能耗高，甚至很多控制溫度無法滿足規(guī)定要求。隨著新產(chǎn)品開發(fā)的進(jìn)一步加快，試樣的分析對溫度的要求越來越高。尋找節(jié)能環(huán)保的加熱控溫設(shè)備，溫度控制器是目前行之有效的方法。
溫度控制器的組成與原理
溫度測量與控制是熱電偶采集信號通過pid溫度調(diào)節(jié)器測量和輸出0～10ma或4～20ma控制觸發(fā)板控制可控硅導(dǎo)通角的大小，從而控制主回路加熱元件電流大小，使電阻爐保持在設(shè)定的溫度工作狀態(tài)。溫度控制器由主回路和控制回路組成。主回路是由可控硅，過電流保護(hù)快速熔斷器、過電壓保護(hù)rc和電阻爐的加熱元件等部分組成。控制回路是由直流信號電源、直流工作電源、電流反饋環(huán)節(jié)、同步信號環(huán)節(jié)、觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器、溫度檢測器和pid溫度調(diào)節(jié)器等部分組成。
溫度控制器的實(shí)現(xiàn)方法
1、溫度檢測和pid調(diào)節(jié)器構(gòu)成
工業(yè)電阻爐是一類具有非線性、大滯后、大慣性的常見工業(yè)被控對象。電阻爐廣泛應(yīng)用于化驗(yàn)室樣品熔樣，熱處理中工件的分段加熱和冷卻等。根據(jù)工藝對溫度精度的不同要求可以選用不同類型的pid調(diào)節(jié)器控制溫度在適當(dāng)?shù)姆秶?/p>
對于要求保持恒溫控制而不要溫度記錄的電阻爐采用帶pid調(diào)節(jié)的數(shù)字式溫度顯示調(diào)節(jié)儀顯示和調(diào)節(jié)溫度，輸出0～10ma作為直流信號輸入控制可控硅電壓調(diào)整器或觸發(fā)板改變可控硅管導(dǎo)通角的大小來調(diào)節(jié)輸出功率，*可以滿足要求，投入成本低，操作方便直觀并且容易維護(hù)。
對于要求溫度控制精度高，多點(diǎn)溫度控制和記錄的復(fù)雜控制系統(tǒng)采用小型計(jì)算機(jī)控制是比較理想的以普通pc機(jī)和以pci總線的輸入輸出模塊組成控制系統(tǒng)可以取代以往的多個(gè)數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀，不但實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的升級換代，而且與以往的設(shè)備*兼容。系統(tǒng)采用普通的pc機(jī)和康拓工控的模擬量輸入和輸出板。模擬量輸入板采用pci總線dc/dc光隔32路12位a/d板(pci5413d)，其量程設(shè)置為0～312.5mv，實(shí)現(xiàn)對熱電偶溫度信號的采集。模擬量輸出板采用pci總線dc/dc光隔8路12位d/a板(pci5416d)，其量程設(shè)置為0～loma。
系統(tǒng)軟件完成驅(qū)動(dòng)程序的安裝，板卡軟件安裝程序的初始化設(shè)置;熱電偶毫伏對照表根據(jù)熱電偶的型號將毫伏值轉(zhuǎn)換成溫度值，通過溫度設(shè)定值或程序給定曲線值比較的偏差作為數(shù)字pid的輸入。由于電阻爐純滯后特點(diǎn)，數(shù)字pid設(shè)計(jì)采用大林控制算法，使系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)具有帶純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)，使要求純延遲時(shí)間等于被控對象的純延遲時(shí)間。然而pid參數(shù)的整定比較復(fù)雜，基于工藝過程對爐溫穩(wěn)定性和度的要求，選擇二維模糊控制器在軟件設(shè)計(jì)和調(diào)試整定比較容易實(shí)現(xiàn)。模糊控制不需要建立控制對象的數(shù)學(xué)模型，只要求把人工操作的經(jīng)驗(yàn)與數(shù)據(jù)歸納成較完善的語言控制規(guī)則，典型的二維模糊控制器的設(shè)計(jì)通常包括以下四個(gè)組成部分：
(1)模糊化：采用正態(tài)分布確定模糊變量的賦值表，將溫度誤差和誤差變化量的量轉(zhuǎn)化成模糊量。
(2)模糊推理：按照語言控制規(guī)則進(jìn)行模糊推理，求出系統(tǒng)全部模糊關(guān)系所對應(yīng)的控制規(guī)則并置于規(guī)則庫。
(3)模糊判決：用“zui大隸屬度法”、“加權(quán)平均判決法”等方法得到控制參數(shù)的模糊量。
(4)去模糊化：把模糊判決后的結(jié)果由模糊量轉(zhuǎn)化成為可以用于實(shí)際控制的量。
2、觸發(fā)電路
可控硅觸發(fā)電路應(yīng)滿足下列要求：觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)保證可控硅可靠導(dǎo)通;觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度;不超過門極電壓、電流和功率定額，且在可靠觸發(fā)區(qū)域之內(nèi);應(yīng)有良好的抗干擾性能、溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離。采用單結(jié)晶體管或三極管電路比較簡單可靠而且容易調(diào)整，也可以用專業(yè)廠家生產(chǎn)的集成電路實(shí)現(xiàn)。
溫度控制器的安裝和操作
由于可控硅溫度控制器的主回路電流都比較大，因此選擇合適的線路電纜直徑線路是十分重要的，并且要確保線路的可靠連接，防止負(fù)載短路擊穿可控硅;考慮到可控硅電流突變時(shí)較易損壞，開爐時(shí)要手動(dòng)調(diào)節(jié)使電流緩慢上升，關(guān)爐時(shí)要關(guān)小電流。
溫度控制器的應(yīng)用
選擇優(yōu)良耐火材料如氧化鋁、耐火纖維和輕質(zhì)磚做成的爐體是關(guān)鍵的一環(huán)，以硅鉬棒、硅碳棒等電加熱元件提供熱源的溫度控制設(shè)備采用可控硅溫度控制器，爐況穩(wěn)定，爐溫控制效果在實(shí)時(shí)性和控制精度方面有顯著提高。而采用計(jì)算機(jī)和pci總線控制后，一臺計(jì)算機(jī)可以同時(shí)控制多臺電阻爐，不但實(shí)現(xiàn)了程序自動(dòng)控制，而且可以多點(diǎn)溫度顯示記錄貯存和報(bào)警等功能，系統(tǒng)使觸發(fā)電路等大部份部件互換，可以使傳統(tǒng)的設(shè)備得到升級。這樣設(shè)備管理工作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，對設(shè)備的維護(hù)和維修比較簡單。
通過以上的介紹，相信大家對于溫度控制器的原理和功能實(shí)現(xiàn)有了一定的了解，更多詳情咨詢!
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