CN104391524B - 一种马弗热处理炉级联温度控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种马弗热处理炉的级联温度控制系统，包括马弗；测温热电偶，其包括第一测温热电偶和第二测温热电偶，所述第一测温热电偶设置于所述马弗内部，所述第二测温热电偶设置于所述马弗外部与保温层之间；加热器，其设置于所述马弗外部与所述保温层之间；可控硅功率控制器，其设置于控制柜内，经由变压器与所述加热器相连接；用于调节加热器的输入电压、加热功率；可编程温度调节器，其设置于控制柜内，一端与所述可控硅功率控制器相连接，另一端与所述第一测温热电偶相连接，再一端与所述第二测温热电偶相连接。本发明提高了马弗热处理炉的热处理质量，避免了炉内温度波动造成的产品返工与报废，节约能源，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及热处理技术领域，尤其涉及一种新型的马弗热处理炉的级联温度控制系统。
背景技术
有马弗热处理炉是一种常用的热处理设备，通常加热元件及保温材料分布在马弗外，有效加热区在马弗内。马弗能够将炉内气氛隔离，使加热元件、保温材料免受炉内气氛的影响，延长加热元件及保温材料的使用寿命；同时可以获得稳定的炉内气氛，使处理工件免受外部环境的影响；并且马弗还能起到气氛导流的作用，获得较好的气氛均匀性。
但是由于马弗通常采用耐热钢材料、壁厚度通常在6 mm以上，存在较大的蓄热，这种结构必然导致罐外温度与罐内温度产生温度差，罐内温度的上升与过冲后的回落都会比罐外有一个较长的滞后，对温度的控制有一定的滞后性，所以常规的温度控制方法，很难取得理想的温度控制精度。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有马弗热处理炉的温度控制系统中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明其中目的是提供一种能够解决有马弗热处理炉温度控制精度的级联温度控制系统，提高有马弗热处理炉的热处理质量。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：一种马弗热处理炉的级联温度控制系统，包括马弗，其还包括，测温热电偶，其包括第一测温热电偶和第二测温热电偶，所述第一测温热电偶设置于所述马弗内部，所述第二测温热电偶设置于所述马弗外部与保温层之间；加热器，其设置于所述马弗外部与所述保温层之间；可控硅功率控制器，其设置于控制柜内，经由变压器与所述加热器相连接；用于调节加热器的输入电压、加热功率；可编程温度调节器，其设置于控制柜内，一端与所述可控硅功率控制器相 连接，另一端与所述第一测温热电偶相连接，再一端与所述第二测温热电偶相连接。
作为本发明所述的马弗热处理炉的级联温度控制系统一种优选方案，其中：所述可编程温度调节器为双通道PID控制器，通过所述双通道PID控制器对马弗内外的第一测温热电偶和第二测温热电偶进行级联控制。
作为本发明所述的马弗热处理炉的级联温度控制系统一种优选方案，其中：所述硅功率控制器一端还设置有变压器，通过所述可控硅功率控制器及变压器调节加热器的输入电压、加热功率。
作为本发明所述的马弗热处理炉的级联温度控制系统一种优选方案，其中：所述双通道PID控制器具有双向运算功能，通过级联温度控制数学运算SV2＝SV1+C*Y1，使马弗内外的第一测温热电偶和第二测温热电偶进行相互联系，实现级联控制，从而实现马弗热处理炉的级联温度控制，达到炉内温度的精确控温；其中，SV1：马弗内温度设定值；Y1：马弗内第一测温热电偶控制输出值；SV2：马弗外温度设定值；C：设备常数因子。
通过以上措施，消除了通常的马弗热处理炉存在的温度过冲、控温波动大的问题，马弗热处理炉内工作区控温精度达到±1℃范围内，完全达到规定的设计要求，提高了马弗热处理炉的热处理质量，避免了炉内温度波动造成的产品返工与报废，节约能源，提高生产效率。
附图说明
图1为本发明所述马弗热处理炉的级联温度控制系统在一个实施例中的结构示意图；
图2为本发明级联温度控制数学运算模型的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
以下采用实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技 术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
如图1所示，本发明提供了一种马弗热处理炉的级联温度控制系统，其包括：马弗100、测温热电偶200、加热器300、可控硅功率控制器400以及可编程温度调节器500。
在这一实施例中，还包括了炉门101、搅拌风扇102、变压器600和基本控制回路800。测温热电偶200包括第一测温热电偶201和第二测温热电偶202，第一测温热电偶201设置于马弗100的内部，而第二测温热电偶202设置于马弗100的外部与保温层700之间，第一测温热电偶201和第二测温热电偶202的信号分别接入可编程温度调节器500，在这一实施例方式中，可编程温度调节器500可以选择双通道PID(即比例Proportion、积分Integration和微分Differentiation)控制器，双通道PID控制器的2个输入端，通过预先建立的级联温度控制数学运算模型，使马弗100内的“PID运算1”与马弗100外的“PID运算2”之间建立运算联系，如图2所示。
“PID运算1”的输入信号为马弗100内第一测温热电偶201测量值T1、马弗100内温度设定值SV1，其输出信号为Y1。
“级联温度控制数学运算模型”的输入信号为SV1、Y1，输出信号为马弗100外温度设定值SV2，级联温度控制数学运算SV2＝SV1+C*Y1，使马弗100内外的“PID运算1”与“PID运算2”进行相互联系。
“PID运算2”的输入信号为第二测温热电偶202测量值T2、马弗100外温度设定值SV2，输出信号为Y2，Y2触发可控硅功率控制器400，调节加热器的输入电压、加热功率。
在这一实施例中，马弗热处理炉采用级联温度控制系统，其在马弗100内外分别设置2支热电偶，2支热电偶之间保持一定的温差，同时这个温差随着炉温的变化而动态变化，并通过数学模型公式进行级联温度控制，从而实现马弗热处理炉的炉内精确控温。
本发明中加热器300额定功率为100KW，额定处理能力为450Kg，采用本级联温度控制系统后，马弗100内工作区控温精度达到±1℃范围内，完全达到规定的设计要求，提高了马弗热处理炉的热处理质量，避免了炉内温度波动造成的产品返工与报废，节约能源，提高生产效率。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域 的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.一种马弗热处理炉的级联温度控制系统，包括马弗热处理炉，其特征在于：还包括，
测温热电偶，其包括第一测温热电偶和第二测温热电偶，所述第一测温热电偶设置于所述马弗热处理炉内部，所述第二测温热电偶设置于所述马弗热处理炉外部与保温层之间；
加热器，其设置于所述马弗热处理炉外部与所述保温层之间；
可控硅功率控制器，其设置于控制柜内，经由变压器与所述加热器相连接；用于调节加热器的输入电压、加热功率；
可编程温度调节器，其设置于控制柜内，一端与所述可控硅功率控制器相连接，另一端与所述第一测温热电偶相连接，再一端与所述第二测温热电偶相连接。
2.如权利要求1所述的马弗热处理炉的级联温度控制系统，其特征在于：所述可编程温度调节器为双通道PID控制器，通过所述双通道PID控制器对马弗热处理炉内外的第一测温热电偶和第二测温热电偶进行级联控制。
3.如权利要求2所述的马弗热处理炉的级联温度控制系统，其特征在于：所述双通道PID控制器具有双向运算功能，通过级联温度控制数学运算SV2＝SV1+C*Y1，使马弗热处理炉内外的第一测温热电偶和第二测温热电偶进行相互联系，实现级联控制，从而实现马弗热处理炉内外的级联温度控制，达到炉内温度的精确控温；
其中，
SV1：马弗热处理炉内温度设定值；
Y1：马弗热处理炉内第一测温热电偶控制输出值；
SV2：马弗热处理炉外温度设定值；
C：设备常数因子。
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