一、系統(tǒng)基本原理
對于負(fù)載是非線性的高溫爐而言，其電阻會隨溫度變化而劇烈變化，以硅鉬棒爐為例，其室溫對于電阻只有1600度時(shí)的6%左右，如果沒有對儀表的輸出功率進(jìn)行限制及變換，會導(dǎo)致二個(gè)問題，首先是低溫啟動時(shí)電爐電流過大，超過電網(wǎng)、可控硅及變壓器最大允許負(fù)荷，對可控硅、電爐、變壓器造成損害或?qū)е码娋W(wǎng)跳閘，此外由于儀表相同輸出時(shí)，電爐在低溫區(qū)和高溫區(qū)的功率最大會差10多倍，這意味PID參數(shù)中的比例帶P在不同溫度下需要有10多倍的變化，才能使低溫和高溫區(qū)均能實(shí)現(xiàn)精確控溫，而用限制參數(shù)OPH的方法只能限制輸出功率，無法實(shí)現(xiàn)比例帶變換，若要高低溫區(qū)都能滿足精確控溫，就需要設(shè)置多組PID，不僅使用復(fù)雜，而且效果也不好。
宇電AI-719P儀表的自定義輸出限制變換功能同時(shí)解決了限制輸出以及變換比例帶P的功能，該功能依據(jù)測量到的溫度對儀表輸出進(jìn)行限制及變換，不僅限制了低溫區(qū)的功率同時(shí)也自動修正在不同溫度下的比例帶參數(shù)，并且功率限制和比例帶的變化都是連續(xù)折線方式，比分組方式效果更佳，該功率限制只按比例降低了儀表的實(shí)際輸出而儀表輸出顯示范圍仍為0~100%。
二、系統(tǒng)控制方案
方案采用的加熱單元為U形硅鉬棒，控制方式為變壓器側(cè)單相380VAC,二次側(cè)電壓80V，控制采用雙向可控硅移相觸發(fā)控制晶閘管導(dǎo)通角的方式，儀表選擇宇電AI-719P型精密人工智能工業(yè)調(diào)節(jié)器和宇電AIJK-1J型單相移相觸發(fā)器配套為核心控制設(shè)備。AI-719P系列溫控器是精確穩(wěn)定、功能強(qiáng)大、環(huán)保節(jié)能的人工智能溫度控制器，還具有適合硅鉬棒加熱爐控制的自定義輸出限制變換功能，與市面上其他類型儀表相比能更精確穩(wěn)定控溫。硅鉬棒電功率約28KW,一次側(cè)采用380VAC,二次側(cè)采用80VAC，結(jié)合一次電壓及電流，方案選用功率為30KW,一次側(cè)與二次側(cè)電壓分別為：380 /80。
三、儀表設(shè)置
儀表內(nèi)部參數(shù)OPT設(shè)置為4-20，輸入類型INP設(shè)置為傳感器類型，其中P、I、D參數(shù)由儀表自整定寫入，觸發(fā)器設(shè)置為4-20ma信號控制，其他通用參數(shù)保持出廠值即可，自定義輸出限制變換則可設(shè)置如下：A00=1，A 01=1050，A 02=100.0；A03=1200；A04=100.0，d 00=600.0；d01=800，d02=1000，d03=1000，d04=1000，d05=1200，d06=1200，d07=1400，d08=1400，d09=1400，d10=1600，d11=1600，d12=2000。當(dāng)設(shè)置參數(shù)A 00=1且A 01=1050時(shí)，儀表啟用自定義輸出限制變換功能，A 02 表示輸出限制的起始溫度，A 03表示輸出限制的最高溫度，A 04 表示非線性數(shù)據(jù)溫度分段的段長，在本例中1200/100.0=12，表示有分12段，段數(shù)越多，曲線可以做點(diǎn)越復(fù)雜精細(xì)。d 00 表示低于A 02時(shí)的最大輸出功率，其單位是100%×（A02/2000），d 00=600.0表示30%，d 01表示40%，d 02表示50%，以此類推。這條曲線的含義為溫度在100℃以下時(shí)輸出限制為30%，溫度為100~200℃之間功率限制從30%平滑過渡到40%，溫度在200~300℃之間功率限制由40%過渡到50%，以此類推，溫度大于1300℃以上不限制為100%。
四、總結(jié)
在硅鉬棒加熱爐的控制系統(tǒng)中，國產(chǎn)儀表應(yīng)該說，已經(jīng)能夠完全滿足整個(gè)系統(tǒng)的控制要求，從性價(jià)比來說，國產(chǎn)表要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過進(jìn)口表。廈門宇電的AI-719P從使用的效果來看，是目前我們所用到的比較好的國產(chǎn)儀表，控制精度和穩(wěn)定性都比較好。
