基于PLC控制的加熱爐溫度控制系統(tǒng)

1、 基于控制的加熱爐溫度控制系統(tǒng)宋樂鵬，柳果（重慶科技學(xué)院，重慶）摘要：運用技術(shù)和電力電子整流技術(shù)控制加在熱爐電阻絲上的電壓，實現(xiàn)溫度控制?？刂瞥绦虿捎昧丝刂扑惴ǎ辜訜釥t溫度控制系統(tǒng)具有精度高，穩(wěn)定性好，可靠性高等特點。關(guān)鍵詞：；加熱爐；中文分類號：文獻標識碼：文章編號：（）PLC Temperature Control of an Electric Heating FurnaceSONG Le-peng, LIU Guo(Chongqing university of sciencise and technology, chongqing 400050 ChinaAbstract: This

2、 paper introduces a temperature control system for an electric heating furnace based on the PLC technology and theelectronic rectifier technology. The hardware and software of the system are also outlined.Keyword: programmable logic controller; heating furnace; PID引言傳統(tǒng)的加熱爐電氣控制系統(tǒng)普遍采用繼電器控制技術(shù)，由于采用固定接線的

3、硬件實現(xiàn)邏輯控制，使控制系統(tǒng)的體積增大，耗電多，效率不高且易出故障，不能保證正常的工業(yè)生產(chǎn)。隨著計算機控制技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)繼電器控制技術(shù)必然被基于計算機技術(shù)而產(chǎn)生的控制技術(shù)所取代。而本身優(yōu)異的性能使基于控制的溫度控制系統(tǒng)變的經(jīng)濟高效穩(wěn)定且維護方便。這種溫度控制系統(tǒng)對改造傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)有相當(dāng)?shù)囊饬x?；癁榭勺R別的數(shù)字量，然后將系統(tǒng)給定的溫度值與反饋回來的溫度值進行處理，給移相觸發(fā)模塊，再給三相整流電路（）一個觸發(fā)脈沖（既控制脈沖），這樣通過的輸出我們控制了加熱爐電阻絲兩端的電壓，也既加熱爐溫度控制得到實現(xiàn)。其中主控系統(tǒng)為加熱爐溫度控制系統(tǒng)的核心部分起重要作用。控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的硬件配置在加熱

4、爐溫度控制系統(tǒng)中采用日本三菱公司其硬件采用模塊化設(shè)計，配合了多種特殊功能模塊及功能擴展模塊，可實現(xiàn)模擬量控制、位置控制等功能。該系列可靠性高， 抗干擾強、配置靈活、性價比高。本溫度控制系統(tǒng)中我們選擇型，它與外部設(shè)備的連接如圖、 表所示。表 地址分配表 加熱爐溫度控制系統(tǒng)基本構(gòu)成加熱爐溫度控制系統(tǒng)基本構(gòu)成入圖所示，它由主控系統(tǒng)、移相觸發(fā)模塊整、流器、加熱爐、傳感器等個部分組成。圖加熱爐溫度控制系統(tǒng)基本組成加熱爐溫度控制實現(xiàn)過程是：首先傳感器將加熱爐的溫度轉(zhuǎn)化為電壓信號，主控系統(tǒng)內(nèi)部的將送進來的電壓信號轉(zhuǎn)基金項目：重慶科技學(xué)院教改資助項目（渝科院教）收稿日期：圖 接線圖Techniques of

5、Automation & Applications | 121 流程設(shè)計根據(jù)加熱爐溫度控制要求，本系統(tǒng)控制流程圖如圖所示。 （）解正規(guī)方程組求出，（）寫出擬合公式多項式（）?a k x k 一次多項式也叫作k ?0n線性擬合。由上述方法可擬合出分度電壓隨溫度變化公式為：（其中為電壓，為溫度）。此擬合公式是在溫度從到之間變化的近似公式，因此正規(guī)方程只用到、擬合的多項式次數(shù)為，電壓隨溫度的變化可近似為線性變化。如果溫度變化范圍比較大，則電壓隨溫度變化為非線性變化，上述電壓隨溫度變公式需要重新擬合，擬合多項式的次數(shù)也必然大于。圖加熱爐控制流程圖系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試分為兩大步驟，一是系統(tǒng)軟件調(diào)試；二是系統(tǒng)

6、硬件調(diào)試?？刂扑惴ㄓ捎跍囟瓤刂票旧碛幸欢ǖ臏笮院蛻T性，這使系統(tǒng)控制出現(xiàn)誤差。為了減小誤差提高系統(tǒng)控制精度。我們采用控制算法，另外考慮到系統(tǒng)的控制對象，我們采用增量型算法。（）（）（）TD （）（）（）（）TT T（）D （）（）T T I式中（）、（）、（）為連續(xù)三次的偏差輸入。系統(tǒng)軟件調(diào)試系統(tǒng)軟件調(diào)試是在機上進行，我們將控制程序輸入機后，根據(jù)運行要求，設(shè)定若干數(shù)字開關(guān)量，模擬量，對系統(tǒng)的每一個功能進行檢測測試并在此基礎(chǔ)上不斷完善程序以達到系統(tǒng)要求。n i ?0=Kpe(n-e(n-1+ (?e (i ?n ?1i ?0e (i ?1 系統(tǒng)硬件調(diào)試相應(yīng)的系統(tǒng)硬件也是在實驗室里進行，用一個設(shè)備

7、來摸儀控制對象。首先檢查設(shè)備的諸個單元是否合乎要求，其次將軟件和硬件結(jié)合起來進行測試。并不斷完善軟硬件的配置以達到最優(yōu)的結(jié)果。（）、（）為系統(tǒng)連續(xù)兩次執(zhí)行的誤差。為比例放大系數(shù)、分別為采樣周期、積分時間、微分時間。（其它工作溫度同樣可該加熱爐溫度希望穩(wěn)定在工作以照此方法設(shè)計）。當(dāng)加熱爐剛啟動加熱時，由于測到的爐溫為常溫，為正值且較大，為調(diào)節(jié)器的輸入，此時調(diào)節(jié)器中起主要作用，使為最大電壓給加熱爐加熱。當(dāng)加熱爐溫度達到以上時，為負值，經(jīng)調(diào)節(jié)，使輸出電壓減小，加熱爐溫度降低。當(dāng)溫度正好達到時，為零不調(diào)節(jié)，此時輸出的電壓正好平衡加熱爐消耗的熱量，系統(tǒng)達到動態(tài)平衡。結(jié)束語加熱爐溫度控制系統(tǒng)采用成熟的技術(shù)和電力電子技術(shù)，采用軟硬件結(jié)合，比較理想的解決了傳統(tǒng)加熱爐溫控系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題。針對我國大部分的加熱爐用戶來說本系統(tǒng)將是一個比較理想的溫控系統(tǒng)。參考文獻：秦曾煌電工學(xué)上冊北京：高等教育出版社，郁漢琪電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)南京：東南大學(xué)出版社胡文金，計算機測控應(yīng)用技術(shù)重慶：重慶大學(xué)出版社劉衛(wèi)民電力電子技術(shù)重慶：重慶大學(xué)出版社分度電壓隨溫度變化公式擬合（）根據(jù)具體問題，確定擬合多項式的次數(shù)為。（）由公式k?x i （，）i