《電子技術(shù)應(yīng)用》
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宇電溫度控制器在工業(yè)烤箱上的應(yīng)用
中國(guó)自動(dòng)化網(wǎng)
摘要: 工業(yè)烤箱應(yīng)用廣泛,,在電工,、電子、儀表、材料,、半導(dǎo)體等生產(chǎn)企業(yè)對(duì)非易燃易爆物進(jìn)行干燥,、烘培及其熱處理試驗(yàn),;可用于學(xué)校,、醫(yī)療、食品,、化工等單位對(duì)非易燃易爆物進(jìn)行干燥,、保濕、烘培及其熱處理等試驗(yàn),;特別適用于LED,、LCD石英晶體電容、電阻等要求高恒精度和可靠性產(chǎn)品的過(guò)程烘干和老化,。
Abstract:
Key words :

一,、概述

工業(yè)烤箱應(yīng)用廣泛,在電工,、電子,、儀表、材料,、半導(dǎo)體等生產(chǎn)企業(yè)對(duì)非易燃易爆物進(jìn)行干燥,、烘培及其熱處理試驗(yàn);可用于學(xué)校,、醫(yī)療,、食品、化工等單位對(duì)非易燃易爆物進(jìn)行干燥,、保濕、烘培及其熱處理等試驗(yàn),;特別適用于LED、LCD石英晶體電容,、電阻等要求高恒精度和可靠性產(chǎn)品的過(guò)程烘干和老化,。適用于烘烤有化學(xué)性氣體及食品加工行業(yè)的欲烘烤物品,、基板應(yīng)力的去除,、油墨的固化、漆膜等等的精密烘烤,、烘干,、回火、預(yù)熱,、定型,、加工等。


二,、烤箱的優(yōu)勢(shì)及工作原理
1,、耐用性較強(qiáng):由于電熱器被密封在箱體內(nèi),與外界空氣接觸面小,,因此不易被氧化腐蝕,。
2、內(nèi)熱循環(huán):烘烤物件受熱均勻,。
3,、電氣控制安全精確可靠:結(jié)構(gòu)合理,有效工作面積大,,功能全,,操作簡(jiǎn)單,維修調(diào)整方便,,噪音小,,可靠性高,成本低,,能耗少,,生產(chǎn)效率高。
工作原理:
空氣循環(huán)系統(tǒng)采用雙電機(jī)水平循環(huán)送風(fēng)方式,,風(fēng)循環(huán)均勻高效,。風(fēng)源由循環(huán)送風(fēng)電機(jī)(采用變頻器)帶動(dòng)風(fēng)輪(Φ230)經(jīng)由電熱器,而將熱風(fēng)送出,,再經(jīng)由風(fēng)道至烘箱內(nèi)室,,再將使用后的空氣吸入風(fēng)道成為風(fēng)源再度循環(huán),,加熱使用。確保室內(nèi)溫度均勻性,。當(dāng)因開(kāi)關(guān)門(mén)動(dòng)作引起溫度值發(fā)生擺動(dòng),,可介此送風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)迅速恢復(fù)操作狀態(tài)溫度值。
三,、系統(tǒng)要求及結(jié)構(gòu):

1,、儀表的控制精度為±0.2%;
2,、儀表帶一路4-20mA變送輸出,;
2、儀表帶上下限報(bào)警,;
3,、移相觸發(fā)外部三相可控硅;
4,、帶程序升溫,,采用AI人工智能PID調(diào)節(jié);


四,、儀表的選型及功能:
根據(jù)系統(tǒng)的要求我們選用了AI-708PAX3L2L2X5+AIJK3,,利用AI-708P的主輸出作為AIJK3的控制信號(hào),來(lái)控制加熱輸出,,通訊口變送一路信號(hào)4-20mA給變頻器,。
AI-708P智能調(diào)節(jié)器在A(yíng)I-708的基礎(chǔ)上增加了30+20段時(shí)間程序控制功能,前30段可編程為自動(dòng)跳轉(zhuǎn)執(zhí)行,實(shí)現(xiàn)循環(huán)控制,采用先進(jìn)的模塊化設(shè)計(jì),,具備5個(gè)功能模塊插座:輔助輸入,、主輸出、報(bào)警,、輔助輸出及通訊,,儀表的輸入方式可自由設(shè)置為熱電偶、熱電阻和線(xiàn)性電流(電壓),,具體模塊功能如下,;
X3:光電隔離高精度線(xiàn)性電流輸出;
X5:自帶隔離電源的光電隔離的高精度線(xiàn)性電流輸出,;
L2:繼電器觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)輸出模塊,;
AIJK系列是應(yīng)用了單片機(jī)技術(shù)的智能化三相移相觸發(fā)及周波過(guò)零兩用觸發(fā)器,功能強(qiáng)大且可靠性高,,能適應(yīng)各種電阻絲,、硅碳棒及負(fù)載采用變壓器降壓的硅鉬棒、鎢絲等到各種類(lèi)型工業(yè)電爐,,也可用于電機(jī)軟啟動(dòng)的控制,,其主要特點(diǎn)包括:
主要特點(diǎn)包括:

0-20mA(0-5V)/4-20mA(1-5V)信號(hào)兼容輸入,;
采用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行線(xiàn)性化功率修正,當(dāng)負(fù)載為阻性時(shí),,其輸出功率與輸入信號(hào)成正比,;
缺相檢測(cè)、過(guò)流檢測(cè)及報(bào)警功能,;AIJK3還具備可控硅擊穿及負(fù)載開(kāi)路檢測(cè)功能,;
自動(dòng)同步功能,連接可控硅觸發(fā)線(xiàn)時(shí)不需要對(duì)相序,;AIJK3甚到不需要對(duì)極性,;
采用錢(qián)光電隔離及“燒不壞”技術(shù),可靠性非常高,,對(duì)輸入端造成干擾??;
電流反饋或延遲時(shí)間可調(diào)的軟啟動(dòng)/軟停止功能,,可適應(yīng)硅鉬棒、鎢絲,、電動(dòng)機(jī)及感性負(fù)載,;
內(nèi)含開(kāi)關(guān)電源,可直接220VAC電源供電,,并具備5V及24V兩組直流電源輸出,;
儀表的調(diào)節(jié)功能采用先進(jìn)的AI人工智能PID調(diào)節(jié)算法。AI人工智能調(diào)節(jié)算法是采用模糊規(guī)則進(jìn)行PID調(diào)節(jié)的一種新型算法,,在誤差大時(shí),,運(yùn)用模糊算法進(jìn)行調(diào)節(jié),以消除PID飽和積分現(xiàn)象,,當(dāng)誤差趨小時(shí),,采用改進(jìn)后的PID算法進(jìn)行調(diào)節(jié),并能在調(diào)節(jié)中自動(dòng)學(xué)習(xí)和記憶被控對(duì)象的部分特征以使效果最優(yōu)化,。具有無(wú)超調(diào),、高精度、參數(shù)確定簡(jiǎn)單,、對(duì)復(fù)雜對(duì)象也能獲得較好的控制效果等特點(diǎn),。改進(jìn)后的PID參數(shù)是采用宇電特有的M 5、P,、t等控制參數(shù)來(lái)表示的,。
五、儀表參數(shù)設(shè)置:
根據(jù)工藝的具體要求,,AI-708P的參參數(shù)設(shè)置如下,;
dF=0.3,;回差(死區(qū)、滯環(huán))用于避免因測(cè)量輸入值波動(dòng)而導(dǎo)致位式調(diào)節(jié)頻繁通斷,;
Ctrl=1 控制方式采用AI人工智能調(diào)節(jié)/PID調(diào)節(jié),;
M5;保持參數(shù)與參數(shù)PID調(diào)節(jié)的積分時(shí)間起相同作用,,在這由AT人工自整定而得,,若控制不準(zhǔn)則依據(jù)被控制對(duì)象的現(xiàn)象調(diào)整;
P,;速率參數(shù):類(lèi)似PID調(diào)節(jié)器的比例帶,,但變化相反。這值越大,,比例,、微分作用成正比增強(qiáng),反之相應(yīng)減弱,;
T,;滯后時(shí)間:T參數(shù)的正確設(shè)定值與PID調(diào)節(jié)中微分時(shí)間相等;
CTL=1,;輸出周期:如果采用SSR或可控硅作輸出執(zhí)行器件控制周期可取短一些,;
SN=0;輸入規(guī)格0為K型熱電偶輸入,;
OP1=4,;輸出方式采用4-20mA輸出給AIJK3;
CF=2,;系統(tǒng)功能選擇,,為反作用調(diào)節(jié),輸入增大時(shí),,輸出趨向減?。粌x表有上電免除報(bào)警功能,;
Run=3,;儀表在通電后無(wú)論出現(xiàn)何種情況,儀表都進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài),;
AIJK3的設(shè)置,;
AIJK3的設(shè)置是能過(guò)內(nèi)部的一個(gè)六位的DIP開(kāi)關(guān)來(lái)設(shè)定的;
第一位:用于選擇輸入信號(hào)規(guī)格,,OFF表示輸入0-20mA或0-5V(電流或電壓輸入則用跳線(xiàn)選擇),,ON表示輸入信號(hào)為4-20mA或1-5V,在這里設(shè)置為ON,;
第二位選擇三相三線(xiàn)/三相四線(xiàn)制的接線(xiàn)方式,,AIJK3放置在OFF位置,;
第三位用于選擇移相/周波過(guò)零觸發(fā)方式,OFF表示移相觸了,,ON表示周波過(guò)零觸發(fā),,這里選擇OFF;
第四位用于選擇缺相報(bào)警,,OFF為三相中只要有任一相缺相或可控硅擊穿就報(bào)警,,這里設(shè)置為OFF;
第五位用于選擇IN2功能為電流反饋或調(diào)整軟啟動(dòng)/軟停止延遲時(shí)間,,OFF表示用于調(diào)整軟啟動(dòng)/軟停止時(shí)間,,設(shè)置為OFF;
第六位用于特殊功能,,設(shè)置為OFF,;
板上還有2個(gè)跳線(xiàn),分別選擇主輸入(IN1)和IN2的是電流輸入還是電壓輸入,;
六,、系統(tǒng)調(diào)試:
AI系列調(diào)節(jié)儀表具備參數(shù)自整定功能:AI人工智能調(diào)節(jié)方式初次使用時(shí),要啟動(dòng)自整定功能來(lái)協(xié)助確定M 5,、P,、t等控制參數(shù),。初次啟動(dòng)自整定時(shí),,可將儀表切換到顯示狀態(tài)下,按小于鍵并保持約2秒鐘,,此時(shí)儀表下顯示器將閃動(dòng)顯示“At”字樣,,表明儀表已進(jìn)入自整定狀態(tài)。自整定時(shí),,儀表執(zhí)行位式調(diào)節(jié),,經(jīng)2~3次振蕩后,儀表內(nèi)部微處理器根據(jù)位式控制產(chǎn)生的振蕩,,分析其周期,、幅度及波型來(lái)自動(dòng)計(jì)算出M 5、P,、t等控制參數(shù),。如果在自整定過(guò)程中要提前放棄自整定,可再按小于鍵并保持約2秒鐘,,使儀表下顯示器停止閃動(dòng)“At”字樣即可,。視不同系統(tǒng),自整定需要的時(shí)間可從數(shù)秒至數(shù)小時(shí)不等,。儀表在自整定成功結(jié)束后,,會(huì)將參數(shù)CtrL設(shè)置為3(出廠(chǎng)時(shí)為1)或4,,這樣今后無(wú)法從面板再按小于鍵啟動(dòng)自整定,可以避免人為的誤操作再次啟動(dòng)自整定,。已啟動(dòng)過(guò)一次自整定功能的儀表如果今后還要啟動(dòng)自整定時(shí),,可以用將參數(shù)CtrL設(shè)置為2的方法進(jìn)行啟動(dòng)。

系統(tǒng)在不同給定值下整定得出的參數(shù)值不完全相同,,執(zhí)行自整定功能前,,應(yīng)先將給定值設(shè)置在最常用值或是中間值上,如果系統(tǒng)是保溫性能好的電爐,,給定值應(yīng)設(shè)置在系統(tǒng)使用的最大值上,,再執(zhí)行啟動(dòng)自整定的操作功能。參數(shù)CtI(控制周期)及dF(回差)的設(shè)置,,對(duì)自整定過(guò)程也有影響,,一般來(lái)說(shuō),這2個(gè)參數(shù)的設(shè)定值越小,,理論上自整定參數(shù)準(zhǔn)確度越高,。但dF值如果過(guò)小,則儀表可能因輸入波動(dòng)而在給定值附近引起位式調(diào)節(jié)的誤動(dòng)作,,這樣反而可能整定出徹底錯(cuò)誤的參數(shù),。推薦CtI=0-2,dF=2.0,。此外,,基于需要學(xué)習(xí)的原因,自整定結(jié)束后初次使用,,控制效果可能不是最佳,,需要使用一段時(shí)間(一般與自整定需要的時(shí)間相同)后方可獲得最佳效果。

AI儀表的自整定功能具備較高的準(zhǔn)確度,,可滿(mǎn)足超過(guò)90%用戶(hù)的使用要求,,但由于自動(dòng)控制對(duì)象的復(fù)雜性,對(duì)于一些特殊應(yīng)用場(chǎng)合,,自整定出的參數(shù)可能并不是最佳值,,所以也可能需要人工調(diào)整的MPT參數(shù)。
七:結(jié)束語(yǔ)

隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的提高,,廈門(mén)宇電公司主打的AI系列儀表已在多種行業(yè)應(yīng)用,,在烤箱上配宇電儀表能夠提高了控制效果,使用方便,縮短控制周期,節(jié)約能源。

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