电炉温度控制系统设计方案
电炉温度控制系统设计方案是工业生产中一种常见的自动控制系统。该系统主要由温度传感器、温度调节仪、执行装置、被控对象四个部分组成。电炉温度控制系统的特性是多阶容积迟后特性,电热炉温度对象是典型的多阶容积迟后特性。
电炉温度控制系统的主要组成部分包括硬件部分和软件部分。硬件部分主要包括8031芯片、8255A芯片、74LS373芯片、6116芯片、2764芯片、ADC0809转换器、温度检测元件与变送器等。软件部分采用中断方式编程,主要包括时钟中断程序、输入处理程序、控制算法程序、显示处理、输出处理和自诊断程序等。
电炉温度控制系统的工作原理是通过单片机对加热炉的升、降温速率和保温时间进行严格控制。系统将温度变送、显示和数字控制集于一体,以微机控制为基础,以A/D转换器为核心,并配以适当的外围接口电路,实现对电阻炉温度自动控制。
温度控制系统在工业生产中有着广泛的应用,例如在金属热处理、陶瓷烧制、玻璃制造等领域。电炉温度控制系统的设计方案主要包括电热炉温度控制原理、电炉的电加热原理与方式、温度控制系统组成、电炉温度自动控制原理等几个方面。
电热炉温度控制原理是通过调节剂(供电能源)的断续作用,改变电炉丝闭合时间 Tb 与断开时间 Tk 的比值 α,α=Tb/Tk。调节加热炉的温度,在工业上是通过在设定周期围,将电路接通几个周波,然后断开几个周波,改变晶闸管在设定周期通断时间的比例,来调节负载两端交流平均电压即负载功率。
电炉的电加热原理是当电流在导体中流过时,因为任何导体均存在电阻,电能即在导体中形成损耗,转换为热能,按焦耳楞次定律:Q=0.2412Rt,Q 代表热能,单位卡;I 代表电流,单位安培;R 代表电阻,单位欧姆;t 代表时间,单位秒。
电炉在结构上是使电能转换为热能的设备,它能有效地用来加热指定的工件,并保持高的效率。电阻炉按热量产生的方法不同,可分为间接加热式和直接加热式二大类。间接加热式电阻炉,就是在炉子部有专用的电阻材料做的发热元件。电流通过加热元件时产生热量,再通过热的传导、对流、辐射而使放置在炉中的炉料被加热。
直接加热式电阻炉,电源直接接在所需加热的材料上,使强大的电流直接流过所需加热的材料而使材料自己发热达到加热效果。
在电炉温度控制系统设计方案中,温度控制系统组成是核心部分,包括硬件部分和软件部分。硬件部分主要包括温度检测元件、变送器、继电器、晶闸管等。软件部分采用中断方式编程,主要包括时钟中断程序、输入处理程序、控制算法程序、显示处理、输出处理和自诊断程序等。
电炉温度自动控制原理是根据炉温对给定温度的偏差,自动接通或断开供给炉子的热源能量,或连续改变热源能量的大小,使炉温稳定有给定温度围,以满足热处理工艺的需要。温度自动控制常用调节规律有二位式、三位式、比例、比例积分和比例积分微分等几种。
电炉温度控制系统设计方案是工业生产中一种常见的自动控制系统,具有广泛的应用前景。该系统的设计和实现对提高工业生产效率和产品质量具有重要的意义。