真空釬焊爐溫度監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

摘要:對(duì)DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中普遍存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析討論，結(jié)合當(dāng)今工控領(lǐng)域流行的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(Fieldbus)，提出一種基于FCS的DCS設(shè)計(jì)方案。并以真空釬焊爐溫度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，闡述了該方案的系統(tǒng)組成、功能結(jié)構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)。

真空釬焊用以構(gòu)建高溫強(qiáng)度材料系統(tǒng)，具有無(wú)污染、節(jié)能、提高生產(chǎn)效率、改善工作環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，因而在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。目前正向著大型化、全數(shù)字一體化方向發(fā)展。大量工業(yè)電爐，例如真空釬焊爐、電爐、單晶爐、鹽浴爐等均采用磁性調(diào)壓器供電，磁性調(diào)壓器是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的新型執(zhí)行元件。圖1所示是典型的工業(yè)電爐(以真空爐為例)溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)框圖，分析和優(yōu)化以磁性調(diào)壓器為加熱執(zhí)行元件的大型電爐溫度監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)具有普遍意義。

1 D C S系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析
以國(guó) 內(nèi) 最 大的真空釬焊爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例[t]，爐內(nèi)熱區(qū)為30個(gè)，加熱總功率1500KVA，要求爐內(nèi)的均溫特性和控溫精度在土20以內(nèi)。系統(tǒng)組成如圖2所示。

由圖 2可 見(jiàn)，該系統(tǒng)是一個(gè)典型的DCS系統(tǒng)。主要組成部分及其功能如下:
① 計(jì) 算 機(jī)及通道部分:完成系統(tǒng)管理，溫度控制和采集信號(hào)的處理任務(wù)。
② 溫 度 控制部分:將溫度控制器的輸出信號(hào)完全線性地轉(zhuǎn)換為可控硅觸發(fā)器的輸人信號(hào)。該環(huán)節(jié)與控制器接口設(shè)有光電隔離，抗干擾性能好，并且設(shè)有人工介人環(huán)節(jié)，必要時(shí)可以實(shí)施人工調(diào)節(jié)或者微調(diào)。
③ 功 率 放大部分:由可控硅觸發(fā)器、交流調(diào)壓和整流器組成。它接受4一20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸人，輸出為
0一100V,0一25A的直流電流，作為磁性調(diào)壓器的激磁電流。
④ 加 熱 執(zhí)行部分:根據(jù)直流激磁電流，將輸人的交流380V電壓變成7一70V連續(xù)可調(diào)的低壓大電流0一980A，加給室體內(nèi)相應(yīng)的鎳鉻帶進(jìn)行加熱。