宇电AI－719P智能工业调节器在硅钼棒加热炉的应用

    硅钼棒广泛应用于冶金、炼钢、玻璃、陶瓷、耐火材料、晶体、电子元器件、半导体材料的研究、生产制造等领域，特别是对于高性能精密陶瓷、高等级人工晶体、精密结构金属陶瓷、玻璃纤维、光导纤维及高级合金钢的生产。若与智能温控系统配套，既可得到精确的恒定温度，又可根据生产工艺的实际需要按程序控制调温。硅钼棒加热炉温控自动化控制系统的良好准确控制将对产品的生产起到致关重要的作用，因此选择精确稳定的温度控制器就显得非常重要。进口仪表的价格昂贵，而国产仪表的性价比相对较高，在众多国产仪表里，我们比较看好厦门宇电的AI7系列产品，因此选择其AI-719P来作为控制系统的核心。

    一、系统基本原理   

    对于负载是非线性的高温炉而言，其电阻会随温度变化而剧烈变化，以硅钼棒炉为例，其室温对于电阻只有1600度时的6%左右，如果没有对仪表的输出功率进行限制及变换，会导致二个问题，首先是低温启动时电炉电流过大，超过电网、可控硅及变压器最大允许负荷，对可控硅、电炉、变压器造成损害或导致电网跳闸，此外由于仪表相同输出时，电炉在低温区和高温区的功率最大会差10多倍，这意味PID参数中的比例带P在不同温度下需要有10多倍的变化，才能使低温和高温区均能实现精确控温，而用限制参数OPH的方法只能限制输出功率，无法实现比例带变换，若要高低温区都能满足精确控温，就需要设置多组PID，不仅使用复杂，而且效果也不好。

    宇电AI-719P仪表的自定义输出限制变换功能同时解决了限制输出以及变换比例带P的功能，该功能依据测量到的温度对仪表输出进行限制及变换，不仅限制了低温区的功率同时也自动修正在不同温度下的比例带参数，并且功率限制和比例带的变化都是连续折线方式，比分组方式效果更佳，该功率限制只按比例降低了仪表的实际输出而仪表输出显示范围仍为0~100%。

    二、系统控制方案 

方案采用的加热单元为U形硅钼棒，控制方式为变压器侧单相380VAC,二次侧电压80V，控制采用双向可控硅移相触发控制晶闸管导通角的方式，仪表选择宇电AI-719P型精密人工智能工业调节器和宇电AIJK-1J型单相移相触发器配套为核心控制设备。AI-719P系列温控器是精确稳定、功能强大、环保节能的人工智能温度控制器，还具有适合硅钼棒加热炉控制的自定义输出限制变换功能，与市面上其他类型仪表相比能更精确稳定控温。硅钼棒电功率约28KW,一次侧采用380VAC,二次侧采用80VAC，结合一次电压及电流，方案选用功率为30KW,一次侧与二次侧电压分别为：380 /80。

 

 

 

    三、仪表设置

    仪表内部参数OPT设置为4-20，输入类型INP设置为传感器类型，其中P、I、D参数由仪表自整定写入，触发器设置为4-20ma信号控制，其他通用参数保持出厂值即可，自定义输出限制变换则可设置如下：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。当设置参数A 00=1且A 01=1050时，仪表启用自定义输出限制变换功能，A 02 表示输出限制的起始温度，A 03表示输出限制的最高温度，A 04 表示非线性数据温度分段的段长，在本例中1200/100.0=12，表示有分12段，段数越多，曲线可以做点越复杂精细。d 00 表示低于A 02时的最大输出功率，其单位是100%×（A02/2000），d 00=600.0表示30%，d 01表示40%，d 02表示50%，以此类推。这条曲线的含义为温度在100℃以下时输出限制为30%，温度为100~200℃之间功率限制从30%平滑过渡到40%，温度在200~300℃之间功率限制由40%过渡到50%，以此类推，温度大于1300℃以上不限制为100%。

    四、总结   

    在硅钼棒加热炉的控制系统中，国产仪表应该说，已经能够完全满足整个系统的控制要求，从性价比来说，国产表要远远超过进口表。厦门宇电的AI-719P从使用的效果来看，是目前我们所用到的比较好的国产仪表，控制精度和稳定性都比较好。