一、系統(tǒng)基本原理
對于負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度時的6%左右，如果沒有對儀表的輸出功率進行限制及變換，會導致二個問題，首先是低溫啟動時電爐電流過大，超過電網(wǎng)、可控硅及變壓器最大允許負荷，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，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，就需要設置多組PID，不僅使用復雜，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行限制及變換，不僅限制了低溫區(qū)的功率同時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備。AI-719P系列溫控器是精確穩(wěn)定、功能強大、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、儀表設置
儀表內(nèi)部參數(shù)OPT設置為4-20，輸入類型INP設置為傳感器類型，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。當設置參數(shù)A 00=1且A 01=1050時，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，曲線可以做點越復雜精細。d 00 表示低于A 02時的最大輸出功率，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)儀表應該說，已經(jīng)能夠完全滿足整個系統(tǒng)的控制要求，從性價比來說，國產(chǎn)表要遠遠超過進口表。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。
