CN104503510B - 用于冶金性能测量装置的温度同步系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶金领域，提供了一种用于冶金性能测量装置的温度同步系统和方法，所述温度同步系统包括温度测量系统、炉温调节系统和中心控制模块，温度测量系统包括分别设置于三个加热段炉壁上的炉温热电偶以及设置于炉内实验试样中心的料温热电偶，炉温调节系统包括设置于三个加热段电阻丝上的可控硅整流器，中心控制模块包括通信模块、料温控制PID算法模块、炉温控制PID算法模块和脉冲加热PID控制模块。本发明采用间接控制的方法，以炉温的升温速度作为被控对象，从而统一三个独立加热段的加热过程，消除了常规传统方法中由于各段的加热和散热能力不同对控制精度的影响，大大减小了段间温差，提高了试样温度的均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及冶金领域，提供了一种用于冶金性能测量装置的温度同步系统和方法。
技术背景
冶金性能测量装置是一种主要用于测量含铁原料(铁矿石、含铁粉尘等)还原时的还原度、还原速率和其它冶金性能的实验装置，其执行标准为GBT 13241-1991、ISO11256、ISO11257、ISO11258等，其基本原理是将一定范围的试样置于固定床中，用CO、H2和N2等组成的还原气体，在设定温度下进行等温还原，每隔一定时间称试样重量，计算还原一定时间后的还原度、还原速率和其它冶金性能。测量装置的加热装置为一座由3段加热丝组成的电阻炉，3段加热丝分别盘旋在电炉内胆的上、中、下部，形成3个独立的加热段。
冶金性能测量对温度的要求很严格，需要试样在一定时间内从室温升到设定温度，然后一直保持到实验结束。其目的是为了保证在实验过程中，试样温度一直均匀和稳定。为了实现这个目的，要求测量装置的三个加热段在整个实验过程中炉温一致、升温同步，否则将很难保证试样在短时间内迅速达到温度均匀的条件。
目前，工程上常用的温度控制系统主要采用定值开关温度控制法、经典PID温度控制法、脉冲温度控制法、智能温度控制法等。但这些方法一般用于恒值温度控制效果良好，对于多个对象的动态温度跟踪控制则会出现温差过大、同步性差等缺陷。
现有技术一般都是以单个加热装置作为控制对象，通过对比目标炉温和当前炉温的差值，按照一定算法，对输出的加热功率进行设定调整，从而实现炉温的自动控制。
由于冶金性能测量装置拥有三个加热段，不同加热段的电阻丝长度、散热环境不一，按照上述这些技术进行控制的话，将不可避免出现加热快慢不一，升温不同步的问题。因此目前常规的方法是由人工观察温度变化，进行手动调节，其加热质量、加热效率均不能有效保障，特别是实验的统一性也很难保证。
发明内容
(一)解决的技术问题
为了克服多个加热段独自升温时，由于加热功率不一、环境散热不均等因素造成各段炉温变化不能同步，各段间温差较大，致使被加热试样温度不均的技术缺陷，本发明提出了一种用于冶金性能测量装置的温度同步系统和方法。
(二)技术方案
本发明公开了一种用于冶金性能测量装置的温度同步系统，所述温度同步系统包括温度测量系统、炉温调节系统和中心控制模块，温度测量系统包括分别设置于三个加热段炉壁上的炉温热电偶以及设置于炉内实验试样中心的料温热电偶，炉温调节系统包括设置于三个加热段电阻丝上的可控硅整流器，中心控制模块包括通信模块、料温控制PID算法模块、炉温控制PID算法模块和脉冲加热PID控制模块。
其中，中心控制模块的详细描述如下：
(1)通信模块对温度测量系统测量到的三个炉温值和一个料温值进行实时接收和读取，中心控制模块按照当前料温值判断加热进程是处于升温阶段、过渡阶段还是保温阶段；
(2)若当前加热进程处于升温阶段，则中心控制模块计算当前料温升温速度Cs和炉温升温速度Cf(i)；将当前周期、上一周期、上上周期料温料温升温速度Cs和料温设定速度CsSet0偏差分别记录为dCs(1)、dCs(2)、dCs(3)，输入到料温控制PID算法模块，得出基准炉温升温速度设定值Cf0，料温控制PID算法模块算法如下：
Cf0＝Cf0+KP1*(dCs(1)-dCs(2))+KI1*dCs(1)+KD1*(dCs(1)-2dCs(2)+dCs(3))，
其中，KP1、KI1、KD1分别为料温控制PID算法模块的比例、积分、微分参数，
然后中心控制模块对三个炉温测量值取平均，得出三个炉温测量值与该平均值的偏差，将该偏差乘以一个比例系数后进行限幅处理，得出段间温差调整值dCf0(i)；接着将基准炉温升温速度设定值Cf0和段间温差调整值dCf0(i)相加，即得各段的炉温速度设定值CfSet(i)＝Cf0+dCf0(i)；最后将当前周期、上一周期、上上周期各段当前炉温升温速度Cf(i)和炉温速度设定值CfSet(i)间偏差分别记录为dCf(i,1)、dCf(i,2)、dCf(i,3)，并输入到炉温控制PID算法模块中，得出各加热段的电压调整值dU(i)和各加热段的电压输出值U(i)，炉温控制PID算法模块的算法为：
U(i)＝U(i)+KP2*(dCf(i,1)-dCf(i,2))+KI2*dCf(i,1)+KD2*(dCf(i,1)-2dCf(i,2)+d Cf(i,3))，
其中，KP2、KI2、KD2分别为炉温控制PID算法模块的比例、积分、微分参数，
最后通信模块将各加热段的电压输出值U(i)输出到炉温调节系统中对应可控硅整流器，从而实现加热功率的调整；
(3)若当前加热进程处于过渡阶段，中心控制模块将根据当前料温值和目标设定值之间的偏差dTs，不断调整，得出修正的料温设定速度CsSet。将当前料温升温速度Cs和修正的料温设定速度CsSet输入到料温控制PID算法模块，得出基准炉温升温速度设定值Cf0；中心控制模块对三个炉温测量值取平均，得出三个炉温测量值与该平均值的偏差，将该偏差乘以一个比例系数后进行限幅处理，得出段间温差调整值dCf0(i)；接着将基准炉温升温速度设定值Cf0和段间温差调整值dCf0(i)相加，即得各段的炉温速度设定值CfSet(i)；最后将各段当前炉温升温速度Cf(i)和炉温速度设定值CfSet(i)输入到炉温控制PID算法模块中，得出各加热段工作电压调整值dU(i)和输出值U(i)；通信模块将该电压输出值输出到炉温调节系统中对应可控硅整流器，从而实现加热功率的调整；当料温值达到目标设定值时，设置修正的料温设定速度CsSet为零；
(4)若当前加热进程处于保温阶段，中心控制模块将当前周期、上一周期、上上周期料温值和目标设定值之间的偏差分别记录为dt(1)、dt(2)、dt(3)，并输入到脉冲加热PID控制模块，获取脉冲加热时间HeatTime，脉冲加热PID控制模块的算法为：
HeatTime＝HeatTime+KP3*(dt(1)-dt(2))+KI3*dt(1)+KD3*(dt(1)-2dt(2)+dt(3))，
式中，KP3、KI3、KD3分别为脉冲加热PID控制模块的比例、积分、微分参数，
各加热段则根据段间温差，将段间温差乘以比例系数后，得出各段工作电压修正值dU(i)；而保温阶段各段基准工作电压U0(i)则由设备调试结果确定，最终输出到炉温调节系统可控硅整流器中的各加热段的电压输出值U(i)等于基准工作电压U0(i)加上各加热段的电压调整值dU(i)。
本发明的另一方面还提供了一种用于冶金性能测量装置的温度同步方法，包括以下步骤：
(1)对测量到的三个炉温值和一个料温值进行实时接收和读取，按照当前料温值判断加热进程是处于升温阶段、过渡阶段还是保温阶段；
(2)若当前加热进程处于升温阶段，则计算当前料温升温速度Cs和炉温升温速度Cf(i)；将当前周期、上一周期、上上周期料温料温升温速度Cs和料温设定速度CsSet0(由实验员设定)偏差分别记录为dCs(1)、dCs(2)、dCs(3)，输入到料温控制PID算法模块，得出基准炉温升温速度设定值Cf0，料温控制PID算法模块算法如下：
Cf0＝Cf0+KP1*(dCs(1)-dCs(2))+KI1*dCs(1)+KD1*(dCs(1)-2dCs(2)+dCs(3))，
式中，KP1、KI1、KD1分别为料温控制PID算法模块的比例、积分、微分参数，
然后对三个炉温测量值取平均，得出三个炉温测量值与该平均值的偏差，将该偏差乘以一个比例系数后进行限幅处理，得出段间温差调整值dCf0(i)；接着将基准炉温升温速度设定值Cf0和段间温差调整值dCf0(i)相加，即得各段的炉温速度设定值CfSet(i)＝Cf0+dCf0(i)；最后将当前周期、上一周期、上上周期各段当前炉温升温速度Cf(i)和炉温速度设定值CfSet(i)间偏差分别记录为dCf(i,1)、dCf(i,2)、dCf(i,3)，并输入到炉温控制PID算法模块中，得出各加热段的电压调整值dU(i)和各加热段的电压输出值U(i)，炉温控制PID算法模块的算法为：
U(i)＝U(i)+KP2*(dCf(i,1)-dCf(i,2))+KI2*dCf(i,1)+KD2*(dCf(i,1)-2dCf(i,2)+dCf(i,3))，
式中，KP2、KI2、KD2分别为炉温控制PID算法模块的比例、积分、微分参数，
最后将该电压输出值输出到炉温调节系统中对应可控硅整流器，从而实现加热功率的调整；
(3)若当前加热进程处于过渡阶段，将根据当前料温值和目标设定值之间的偏差dTs，不断调整，得出修正的料温设定速度CsSet。本阶段的调节步骤类似于上节(2)：将当前料温升温速度Cs和修正的料温设定速度CsSet输入到料温控制PID算法模块，得出基准炉温升温速度设定值Cf0；对三个炉温测量值取平均，得出三个炉温测量值与该平均值的偏差，将该偏差乘以一个比例系数后进行限幅处理，得出段间温差调整值dCf0(i)；接着将基准炉温升温速度设定值Cf0和段间温差调整值dCf0(i)相加，即得各段的炉温速度设定值CfSet(i)；最后将各段当前炉温升温速度Cf(i)和炉温速度设定值CfSet(i)输入到炉温控制PID算法模块中，得出各加热段工作电压调整值dU(i)和输出值U(i)；将该电压输出值输出到炉温调节系统中对应可控硅整流器，从而实现加热功率的调整；当料温值达到目标设定值时，设置修正的料温设定速度CsSet为零；
(4)若当前加热进程处于保温阶段，将当前周期、上一周期、上上周期料温值和目标设定值之间的偏差分别记录为dt(1)、dt(2)、dt(3)，并输入到脉冲加热PID控制模块，获取脉冲加热时间HeatTime，脉冲加热PID控制模块的算法为：
HeatTime(i)＝HeatTime(i)+KP3*(dt(1)-dt(2))+KI3*dt(1)+KD3*(dt(1)-2dt(2)+dt(3))，
式中，KP3、KI3、KD3分别为脉冲加热PID控制模块的比例、积分、微分参数，
各加热段则根据段间温差，将段间温差乘以比例系数后，得出各段工作电压修正值dU(i)；而保温阶段各段基准工作电压U0(i)则由设备调试结果确定，最终输出到炉温调节系统可控硅整流器中的各加热段的电压输出值U(i)等于基准工作电压U0(i)加上各加热段的电压调整值dU(i)。
(三)有益效果
本发明采用间接控制的方法，以炉温的升温速度作为被控对象，从而统一三个独立加热段的加热过程，消除了常规传统方法中由于各段的加热和散热能力不同对控制精度的影响，大大减小了段间温差，提高了试样温度的均匀性；此外，本发明可以非常方便地设定升温速度，能够有效准确的控制实验时间，减少了人工操作对实验质量的影响，有效保障了实验的统一性和可重复性；同时也避免了由于设备维修、环境温度变化、被测试样变化、反应温度变化等因素对控制参数的频繁调整，减少了设备的调试时间，提高了冶金性能测量的效率。
附图说明
图1为温度同步方法的流程图；
图2为温度同步系统的结构框图。
具体实施方式
以下将会结合附图，对本发明的实施例作进一步说明。
本发明的冶金测量装置配置一台计算机和一个专业的仪表控制柜(包括四个热电偶温度测量与显示模块、三个智能电表、三个可控硅整流器)；其中三个热电偶分别布置在冶金性能测量装置的三个加热段炉壁附近，用于测量炉温；一个热电偶布置在盛有被测试样的炉膛中间，用于测量试样温度；三个可控硅整流器分别连接在三个加热段的电阻丝上，并与各自的智能电表相连，用于调整各段加热功率。四个热电偶测量的温度数据和智能电表测量的电压、电流数据通过数据通信接口上传到计算机；三个可控硅整流器也通过通信接口接收计算机下达的控制指令，实现各段加热功率的调整。
计算机安装控制程序，其可以是由用VB6(即Microsoft Visual Basic 6.0)编写的控制程序，包括数据通信模块和控制算法模块。数据通信模块包括数据读写两部分功能，采用COM串口通信，实现上位机和控制仪表间的数据交换。通信内容主要包括四个热电偶温度测量值、三个可控硅整流器电压设定值。控制算法模块采用周期性扫描方法，实时获取温度信息，按照本发明的温度同步方法计算和设定控制参数。
冶金性能测量装置开始测量实验后，控制程序实时采集试样温度和三段炉温数据，并计算对应的升温速度。
在实验开始阶段，控制程序检测到料温较低，且远低于实验目标温度(目标温度一般为850～900℃)，控制程序判段本阶段为升温阶段。控制程序按照升温阶段的控制方法，采用经典PID算法，对各段加热电阻丝的工作电压进行实时调整，该PID算法的输入为实测炉温升温速度、控制目标为炉温升温速度设定值、输出为各段加热电阻丝工作电压。若试样升温速度偏低，则各段炉温的升温速度将整体提升，电阻丝的工作电压也随之整体提高。若某段炉温与炉温平均值偏大(或偏小)，则降低(或提高)该段的炉温升温速度，该段电阻丝的工作电压也随之降低(或提高)。从而一方面保证了实验试样按照设定速度升温，另一方面也消除了段间温差，保证了炉膛温度均匀性和升温同步性。
随着实验的进行，试样温度逐渐升高。当试样温度接近实验目标值时(例如，试样温度与实验目标值的偏差小于30℃时)，控制程序判断本阶段为过渡阶段，将逐步降低试样温度升温速度的控制值，从而降低各段炉温的升温速度，减少各段加热电阻丝的加热功率，使试样温度和炉温光滑平稳过渡到目标值附近。试样温度越接近目标值，其升温速度的控制值将越低，各段炉膛的升温速度也随之降低，加热电阻丝的加热功率也降低。
当试样到达实验目标温度附近时(例如，试样温度与实验目标值的偏差小于10℃时)，程序认为本阶段处于保温阶段。在本阶段，试样和炉膛温度变化速度很慢，电阻丝的加热功率很低，程序采用脉冲加热控制法，实现试样温度的精确控制。脉冲加热的各段的工作电压为基准值和修正值之和。其中，基准值取经验值，各段有差别，在设备调试时即设定好，一般上部最大、下部次之，中间最小。各段工作电压的修正值是实时变化的，由控制程序根据各段的温度和平均值的偏差进行修正，从而达到消除段间温差，保证炉膛温度均匀性和温度变化同步性的目的。
当实验在保温阶段工作到一定时间(根据实验设计要求不同，一般为0.5～5小时)后，实验结束，控制程序则对各段加热电阻丝的工作电压置零，终止加热，自然降温。
本发明公开了一种控制冶金性能测量装置三个独立加热段升温过程的方法，利用设置于三个加热段炉壁上的炉温热电偶、设置于炉内实验试样中心的料温热电偶组成温度测量系统，三个加热段电阻丝上的可控硅整流器组成炉温调节系统，并在一台计算机上建立中心控制模块。温度测量系统、炉温调节系统和中心控制模块三者组成一个完整的闭环温度控制系统。其基本工作流程如下：
(1)计算机内的中心控制模块是周期性扫描执行的(扫描周期根据实际效果灵活设定，一般为1～5秒)，首先对温度测量系统输入的三个炉温值和一个料温值进行实时接收和读取，按照当前料温水平判断加热进程是处于升温阶段(比目标值低30度以上)、过渡阶段(比目标值低10度以上、30度以下)、保温阶段(在目标值附近10度以内)，具体的数值可以按照实验的需要灵活的设定，例如也可以分别以45度和15度为界。
(2)若当前加热进程处于升温阶段，则计算当前料温升温速度Cs和炉温升温速度Cf(i)。系统将当前周期、上一周期、上上周期料温升温速度Cs和料温设定速度CsSet0(由实验员设定)偏差分别记录为dCs(1)、dCs(2)、dCs(3)，并输入到料温控制PID算法模块，得出基准炉温升温速度设定值Cf0，料温控制PID模块基本算法如下：
Cf0＝Cf0+KP1*(dCs(1)-dCs(2))+KI1*dCs(1)+KD1*(dCs(1)-2dCs(2)+dCs(3))
式中，KP1、KI1、KD1分别为料温控制PID算法模块的比例、积分、微分参数，通过调试实验获取。
然后对三个炉温测量值取平均，得出三个炉温测量值与该平均值的偏差，将该偏差乘以一个比例系数后进行限幅处理，得出段间温差调整值dCf0(i)。接着将基准炉温升温速度设定值Cf0和段间温差调整值dCf0(i)相加，即得各段的炉温速度设定值CfSet(i)＝Cf0+dCf0(i)。最后将当前周期、上一周期、上上周期各段当前炉温升温速度Cf(i)和炉温速度设定值CfSet(i)j间偏差分别记录为dCf(i,1)、dCf(i,2)、dCf(i,3)，并输入到炉温控制PID算法模块中，得出各加热段工作电压输出值U(i)，炉温控制PID模块的基本算法为：U(i)＝U(i)+KP2*(dCf(i,1)-dCf(i,2))+KI2*dCf(i,1)+KD2*(dCf(i,1)-2dCf(i,2)+dCf(i,3))
式中，KP2、KI2、KD2分别为炉温控制PID算法模块的比例、积分、微分参数，通过调试实验获取。
最后计算机中心控制模块利用通信模块将该电压输出值U(i)输出到炉温调节系统中对应可控硅整流器，从而实现加热功率的调整。
(3)若当前加热进程处于过渡阶段，中心控制模块将根据当前料温值和目标值之间的偏差dTs，不断调整，得出修正的料温设定速度CsSet＝K*dTs(K为修正幅度系数，由调试经验获取，一般取0.01～0.1/分钟)，取代实验员输入的设定值CsSet0。各加热段炉温调整方法其它步骤同上述步骤(2)。当料温达到目标设定值时，料温设定速度CsSet＝0。
(4)若当前加热进程处于保温阶段，中心控制模块将当前周期、上一周期、上上周期料温值和目标值之间的偏差分别记录为dt(1)、dt(2)、dt(3)，并输入到脉冲加热PID控制模块，获取脉冲加热时间HeatTime，脉冲加热PID模块的基本算法为：
HeatTime＝HeatTime+KP3*(dt(1)-dt(2))+KI3*dt(1)+KD3*(dt(1)-2dt(2)+dt(3))
式中，KP3、KI3、KD3分别为脉冲加热PID控制模块的比例、积分、微分参数，通过调试实验获取。
各加热段则根据段间温差(即该段炉温值与三段炉温平均值之差)，乘以比例系数后，得出个段工作电压修正值dU(i)。而保温阶段各段基准工作电压U0(i)则由设备调试结果确定，最终输出到炉温调节系统可控硅整流器中的各加热段的电压输出值U(i)＝U0(i)+dU(i)。
(5)当加热进程处于保温阶段，并且各段炉温稳定、段间温差符合实验要求时，中心控制模块将启动实验。实验结束后，中心控制模块将自动将各加热段的工作电压设为0，结束加热过程。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种用于冶金性能测量装置的温度同步系统，其特征在于：所述温度同步系统包括温度测量系统、炉温调节系统和中心控制模块，温度测量系统包括分别设置于三个加热段炉壁上的炉温热电偶以及设置于炉内实验试样中心的料温热电偶，炉温调节系统包括设置于三个加热段电阻丝上的可控硅整流器，中心控制模块包括通信模块、料温控制PID算法模块、炉温控制PID算法模块和脉冲加热PID控制模块。
2.根据权利要求1所述的温度同步系统，其特征在于：
(1)通信模块对温度测量系统测量到的三个炉温值和一个料温值进行实时接收和读取，中心控制模块按照当前料温值判断加热进程是处于升温阶段、过渡阶段还是保温阶段；
(2)若当前加热进程处于升温阶段，则中心控制模块计算当前料温升温速度Cs和炉温升温速度Cf(i)；将当前周期、上一周期、上上周期料温升温速度Cs和料温设定速度CsSet0偏差分别记录为dCs(1)、dCs(2)、dCs(3)，输入到料温控制PID算法模块，得出当前周期的基准炉温升温速度设定值Cf0，上一周期的基准炉温升温速度设定值Cf01，料温控制PID算法模块算法如下：
Cf0＝Cf01+KP1*(dCs(1)-dCs(2))+KI1*dCs(1)+KD1*(dCs(1)-2dCs(2)+dCs(3))，
其中，KP1、KI1、KD1分别为料温控制PID算法模块的比例、积分、微分参数，
然后中心控制模块对三个炉温测量值取平均，得出三个炉温测量值与该平均值的偏差，将该偏差乘以一个比例系数后进行限幅处理，得出段间温差调整值dCf0(i)；接着将基准炉温升温速度设定值Cf0和段间温差调整值dCf0(i)相加，即得各段的炉温速度设定值CfSet(i)＝Cf0+dCf0(i)；最后将当前周期、上一周期、上上周期各段当前炉温升温速度Cf(i)和炉温速度设定值CfSet(i)间偏差分别记录为dCf(i,1)、dCf(i,2)、dCf(i,3)，并输入到炉温控制PID算法模块中，得出各加热段的工作电压调整值dU(i)和各加热段的当前周期的电压输出值U(i)、上一周期的电压输出值U(i)1，炉温控制PID算法模块的算法为：
U(i)＝U(i)1+KP2*(dCf(i,1)-dCf(i,2))+KI2*dCf(i,1)+KD2*(dCf(i,1)-2dCf(i,2)+dCf(i,3))，
其中，KP2、KI2、KD2分别为炉温控制PID算法模块的比例、积分、微分参数，
最后通信模块将各加热段的电压输出值U(i)输出到炉温调节系统中对应可控硅整流器，从而实现加热功率的调整；
(3)若当前加热进程处于过渡阶段，中心控制模块将根据当前料温值和目标设定值之间的偏差dTs，不断进行调整，得出修正的料温设定速度CsSet：将当前料温升温速度Cs和修正的料温设定速度CsSet输入到料温控制PID算法模块，得出基准炉温升温速度设定值Cf0；中心控制模块对三个炉温测量值取平均，得出三个炉温测量值与该平均值的偏差，将该偏差乘以一个比例系数后进行限幅处理，得出段间温差调整值dCf0(i)；接着将基准炉温升温速度设定值Cf0和段间温差调整值dCf0(i)相加，即得各段的炉温速度设定值CfSet(i)；最后将各段当前炉温升温速度Cf(i)和炉温速度设定值CfSet(i)输入到炉温控制PID算法模块中，得出各加热段工作电压调整值dU(i)和各加热段的输出值U(i)；通信模块将各加热段的电压输出值U(i)输出到炉温调节系统中对应可控硅整流器，从而实现加热功率的调整；当料温值达到目标设定值时，设置修正的料温设定速度CsSet为零；
(4)若当前加热进程处于保温阶段，中心控制模块将当前周期、上一周期、上上周期料温值和目标设定值之间的偏差分别记录为dt(1)、dt(2)、dt(3)，并输入到脉冲加热PID控制模块，获取当前周期的脉冲加热时间HeatTime、上一周期的脉冲加热时间HeatTime1，脉冲加热PID控制模块的算法为：
HeatTime＝HeatTime1+KP3*(dt(1)-dt(2))+KI3*dt(1)+KD3*(dt(1)-2dt(2)+dt(3))，
式中，KP3、KI3、KD3分别为脉冲加热PID控制模块的比例、积分、微分参数，
各加热段则根据段间温差，将段间温差乘以比例系数后，得出各段工作电压调整值dU(i)；而保温阶段各段基准工作电压U0(i)则由设备调试结果确定，最终输出到炉温调节系统可控硅整流器中的各加热段的电压输出值U(i)等于基准工作电压U0(i)加上各加热段的电压调整值dU(i)。
3.一种用于冶金性能测量装置的温度同步方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对测量到的三个炉温值和一个料温值进行实时接收和读取，按照当前料温值判断加热进程是处于升温阶段、过渡阶段还是保温阶段；
(2)若当前加热进程处于升温阶段，则计算当前料温升温速度Cs和炉温升温速度Cf(i)；将当前周期、上一周期、上上周期料温升温速度Cs和料温设定速度CsSet0偏差分别记录为dCs(1)、dCs(2)、dCs(3)，输入到料温控制PID算法模块，得出当前周期的基准炉温升温速度设定值Cf0、上一周期的基准炉温升温速度设定值Cf01，料温控制PID算法模块算法如下：
Cf0＝Cf01+KP1*(dCs(1)-dCs(2))+KI1*dCs(1)+KD1*(dCs(1)-2dCs(2)+dCs(3))，
式中，KP1、KI1、KD1分别为料温控制PID算法模块的比例、积分、微分参数，
然后对三个炉温测量值取平均，得出三个炉温测量值与该平均值的偏差，将该偏差乘以一个比例系数后进行限幅处理，得出段间温差调整值dCf0(i)；接着将基准炉温升温速度设定值Cf0和段间温差调整值dCf0(i)相加，即得各段的炉温速度设定值CfSet(i)＝Cf0+dCf0(i)；最后将当前周期、上一周期、上上周期各段当前炉温升温速度Cf(i)和炉温速度设定值CfSet(i)间偏差分别记录为dCf(i,1)、dCf(i,2)、dCf(i,3)，并输入到炉温控制PID算法模块中，得出各加热段工作电压调整值dU(i)和各加热段的当前周期的电压输出值U(i)、上一周期的电压输出值U(i)1，炉温控制PID算法模块的算法为：
U(i)＝U(i)1+KP2*(dCf(i,1)-dCf(i,2))+KI2*dCf(i,1)+KD2*(dCf(i,1)-2dCf(i,2)+dCf(i,3))，
式中，KP2、KI2、KD2分别为炉温控制PID算法模块的比例、积分、微分参数，
最后将各加热段的电压输出值U(i)输出到炉温调节系统中对应可控硅整流器，从而实现加热功率的调整；
(3)若当前加热进程处于过渡阶段，将根据当前料温值和目标设定值之间的偏差dTs，在料温设定速度CsSet0基础上进行调整，得出修正的料温设定速度CsSet，其调整算法为：
CsSet＝K*CsSet0
式中，K为修正幅度系数，由调试经验获取
所述步骤(2)中还包括：将当前料温升温速度Cs和修正的料温设定速度CsSet输入到料温控制PID算法模块，得出基准炉温升温速度设定值Cf0；对三个炉温测量值取平均，得出三个炉温测量值与该平均值的偏差，将该偏差乘以一个比例系数后进行限幅处理，得出段间温差调整值dCf0(i)；接着将基准炉温升温速度设定值Cf0和段间温差调整值dCf0(i)相加，即得各段的炉温速度设定值CfSet(i)；最后将各段当前炉温升温速度Cf(i)和炉温速度设定值CfSet(i)输入到炉温控制PID算法模块中，得出各加热段的电压调整值dU(i)和各加热段的电压输出值U(i)；将各加热段的电压输出值输出到炉温调节系统中对应可控硅整流器，从而实现加热功率的调整；当料温值达到目标设定值时，设置修正的料温设定速度CsSet为零；
(4)若当前加热进程处于保温阶段，将当前周期、上一周期、上上周期料温值和目标设定值之间的偏差分别记录为dt(1)、dt(2)、dt(3)，并输入到脉冲加热PID控制模块，获取当前周期的脉冲加热时间HeatTime、上一周期的脉冲加热时间HeatTime1，脉冲加热PID控制模块的算法为：
HeatTime(i)＝HeatTime(i)1+KP3*(dt(1)-dt(2))+KI3*dt(1)+KD3*(dt(1)-2dt(2)+dt(3))，
式中，KP3、KI3、KD3分别为脉冲加热PID控制模块的比例、积分、微分参数，
各加热段则根据段间温差，将段间温差乘以比例系数后，得出各加热段的电压调整值dU(i)；而保温阶段各段基准工作电压U0(i)则由设备调试结果确定，最终输出到炉温调节系统可控硅整流器中的各加热段的电压输出值U(i)等于基准工作电压U0(i)加上各加热段的电压调整值dU(i)。
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