一種馬弗熱處理爐的級聯溫度控制系統的製作方法
2023-05-12 19:06:46 1
一種馬弗熱處理爐的級聯溫度控制系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種馬弗熱處理爐的級聯溫度控制系統，包括馬弗；測溫熱電偶，其包括第一測溫熱電偶和第二測溫熱電偶，所述第一測溫熱電偶設置於所述馬弗內部，所述第二測溫熱電偶設置於所述馬弗外部與保溫層之間；加熱器，其設置於所述馬弗外部與所述保溫層之間；可控矽功率控制器，其設置於控制櫃內，經由變壓器與所述加熱器相連接；用於調節加熱器的輸入電壓、加熱功率；可編程溫度調節器，其設置於控制櫃內，一端與所述可控矽功率控制器相連接，另一端與所述第一測溫熱電偶相連接，再一端與所述第二測溫熱電偶相連接。本實用新型提高了馬弗熱處理爐的熱處理質量，避免了爐內溫度波動造成的產品返工與報廢，節約能源，提高生產效率。
【專利說明】一種馬弗熱處理爐的級聯溫度控制系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及熱處理【技術領域】，尤其涉及一種新型的馬弗熱處理爐的級聯溫度控制系統。
【背景技術】
[0002]有馬弗熱處理爐是一種常用的熱處理設備，通常加熱元件及保溫材料分布在馬弗夕卜，有效加熱區在馬弗內。馬弗能夠將爐內氣氛隔離，使加熱元件、保溫材料免受爐內氣氛的影響，延長加熱元件及保溫材料的使用壽命；同時可以獲得穩定的爐內氣氛，使處理工件免受外部環境的影響；並且馬弗還能起到氣氛導流的作用，獲得較好的氣氛均勻性。
[0003]但是由於馬弗通常採用耐熱鋼材料、壁厚度通常在6mm以上，存在較大的蓄熱，這種結構必然導致罐外溫度與罐內溫度產生溫度差，罐內溫度的上升與過衝後的回落都會比罐外有一個較長的滯後，對溫度的控制有一定的滯後性，所以常規的溫度控制方法，很難取得理想的溫度控制精度。
實用新型內容
[0004]本部分的目的在於概述本實用新型的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和實用新型名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和實用新型名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用於限制本實用新型的範圍。
[0005]鑑於上述和/或現有馬弗熱處理爐的溫度控制系統中存在的問題，提出了本實用新型。
[0006]因此，本實用新型其中目的是提供一種能夠解決有馬弗熱處理爐溫度控制精度的級聯溫度控制系統，提高有馬弗熱處理爐的熱處理質量。
[0007]為解決上述技術問題，根據本實用新型的一個方面，本實用新型提供了如下技術方案:一種馬弗熱處理爐的級聯溫度控制系統，包括馬弗，其還包括，測溫熱電偶，其包括第一測溫熱電偶和第二測溫熱電偶，所述第一測溫熱電偶設置於所述馬弗內部，所述第二測溫熱電偶設置於所述馬弗外部與保溫層之間；加熱器，其設置於所述馬弗外部與所述保溫層之間；可控矽功率控制器，其設置於控制櫃內，經由變壓器與所述加熱器相連接；用於調節加熱器的輸入電壓、加熱功率；可編程溫度調節器，其設置於控制櫃內，一端與所述可控矽功率控制器相連接，另一端與所述第一測溫熱電偶相連接，再一端與所述第二測溫熱電偶相連接。
[0008]作為本實用新型所述的馬弗熱處理爐的級聯溫度控制系統一種優選方案，其中:所述可編程溫度調節器為雙通道PID控制器，通過所述雙通道PID控制器對馬弗內外的第一測溫熱電偶和第二測溫熱電偶進行級聯控制。
[0009]作為本實用新型所述的馬弗熱處理爐的級聯溫度控制系統一種優選方案，其中:所述矽功率控制器一端還設置有變壓器，通過所述可控矽功率控制器及變壓器調節加熱器的輸入電壓、加熱功率。
[0010]作為本實用新型所述的馬弗熱處理爐的級聯溫度控制系統一種優選方案，其中:所述雙通道PID控制器具有雙向運算功能，通過級聯溫度控制數學運算SV2 = SV1+C*Y1，使馬弗內外的第一測溫熱電偶和第二測溫熱電偶進行相互聯繫，實現級聯控制，從而實現馬弗熱處理爐的級聯溫度控制，達到爐內溫度的精確控溫；其中，SVl:馬弗內溫度設定值；Yl:馬弗內第一測溫熱電偶控制輸出值；SV2:馬弗外溫度設定值；C:設備常數因子。
[0011]通過以上措施，消除了通常的馬弗熱處理爐存在的溫度過衝、控溫波動大的問題，馬弗熱處理爐內工作區控溫精度達到±1°C範圍內，完全達到規定的設計要求，提高了馬弗熱處理爐的熱處理質量，避免了爐內溫度波動造成的產品返工與報廢，節約能源，提高生產效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型所述馬弗熱處理爐的級聯溫度控制系統在一個實施例中的結構示意圖；
[0013]圖2為本實用新型級聯溫度控制數學運算模型的示意圖。
【具體實施方式】
[0014]為使本實用新型的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面對本實用新型的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0015]在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本實用新型，但是本實用新型還可以採用其他不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。
[0016]以下採用實施例來詳細說明本實用新型的實施方式，藉此對本實用新型如何應用技術手段來解決技術問題，並達成技術效果的實現過程能充分理解並據以實施。
[0017]如圖1所示，本實用新型提供了一種馬弗熱處理爐的級聯溫度控制系統，其包括:馬弗100、測溫熱電偶200、加熱器300、可控矽功率控制器400以及可編程溫度調節器500。
[0018]在這一實施例中，還包括了爐門101、攪拌風扇102、變壓器600和基本控制迴路800。測溫熱電偶200包括第一測溫熱電偶201和第二測溫熱電偶202，第一測溫熱電偶201設置於馬弗100的內部，而第二測溫熱電偶202設置於馬弗100的外部與保溫層700之間，第一測溫熱電偶201和第二測溫熱電偶202的信號分別接入可編程溫度調節器500，在這一實施例方式中，可編程溫度調節器500可以選擇雙通道PID (即比例Proport1n、積分Integrat1n和微分Differentiat1n)控制器,雙通道PID控制器的2個輸入端，通過預先建立的級聯溫度控制數學運算模型，使馬弗100內的「PID運算I」與馬弗100外的「PID運算2」之間建立運算聯繫，如圖2所示。
[0019]「PID運算I」的輸入信號為馬弗100內第一測溫熱電偶201測量值Tl、馬弗100
內溫度設定值SVl，其輸出信號為Yl。
[0020]「級聯溫度控制數學運算模型」的輸入信號為SV1、Y1，輸出信號為馬弗100外溫度設定值SV2，級聯溫度控制數學運算SV2 = SV1+C*Y1，使馬弗100內外的「PID運算I」與「PID運算2」進行相互聯繫。
[0021]「PID運算2」的輸入信號為第二測溫熱電偶202測量值T2、馬弗100外溫度設定值SV2，輸出信號為Y2，Y2觸發可控矽功率控制器400，調節加熱器的輸入電壓、加熱功率。
[0022]在這一實施例中，馬弗熱處理爐採用級聯溫度控制系統，其在馬弗100內外分別設置2支熱電偶，2支熱電偶之間保持一定的溫差，同時這個溫差隨著爐溫的變化而動態變化，並通過數學模型公式進行級聯溫度控制，從而實現馬弗熱處理爐的爐內精確控溫。
[0023]本實用新型中加熱器300額定功率為100KW，額定處理能力為450Kg，採用本級聯溫度控制系統後，馬弗100內工作區控溫精度達到土rc範圍內，完全達到規定的設計要求，提高了馬弗熱處理爐的熱處理質量，避免了爐內溫度波動造成的產品返工與報廢，節約能源，提高生產效率。
[0024]應說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的精神和範圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。
【權利要求】
1.一種馬弗熱處理爐的級聯溫度控制系統，包括馬弗，其特徵在於:還包括， 測溫熱電偶，其包括第一測溫熱電偶和第二測溫熱電偶，所述第一測溫熱電偶設置於所述馬弗內部，所述第二測溫熱電偶設置於所述馬弗外部與保溫層之間； 加熱器，其設置於所述馬弗外部與所述保溫層之間； 可控矽功率控制器，其設置於控制櫃內，經由變壓器與所述加熱器相連接；用於調節加熱器的輸入電壓、加熱功率； 可編程溫度調節器，其設置於控制櫃內，一端與所述可控矽功率控制器相連接，另一端與所述第一測溫熱電偶相連接，再一端與所述第二測溫熱電偶相連接。
2.如權利要求1所述的馬弗熱處理爐的級聯溫度控制系統，其特徵在於:所述可編程溫度調節器為雙通道PID控制器，通過所述雙通道PID控制器對馬弗內外的第一測溫熱電偶和第二測溫熱電偶進行級聯控制。
3.如權利要求1所述的馬弗熱處理爐的級聯溫度控制系統，其特徵在於:所述可控矽功率控制器一端還設置有變壓器，通過所述可控矽功率控制器及變壓器對馬弗熱處理爐進行加熱。
4.如權利要求2所述的馬弗熱處理爐的級聯溫度控制系統，其特徵在於:所述雙通道PID控制器具有雙向運算功能，通過級聯溫度控制數學運算SV2 = SV1+C*Y1，使馬弗內外的第一測溫熱電偶和第二測溫熱電偶進行相互聯繫，實現級聯控制，從而實現馬弗熱處理爐內外的級聯溫度控制，達到爐內溫度的精確控溫； 其中， SVl:馬弗內溫度設定值； Yl:馬弗內第一測溫熱電偶控制輸出值； SV2:馬弗外溫度設定值； C:設備常數因子。
【文檔編號】G05D23/22GK204203806SQ201420570267
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年9月29日 優先權日:2014年9月29日
【發明者】韓伯群 申請人:江蘇豐東熱技術股份有限公司