CN105607671B - 基于队列模型的电阻炉温度自动控制方法 - Google Patents
基于队列模型的电阻炉温度自动控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105607671B CN105607671B CN201610099217.1A CN201610099217A CN105607671B CN 105607671 B CN105607671 B CN 105607671B CN 201610099217 A CN201610099217 A CN 201610099217A CN 105607671 B CN105607671 B CN 105607671B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heater element
- tset
- control device
- temperature
- tact
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1917—Control of temperature characterised by the use of electric means using digital means
Abstract
本发明涉及电阻炉温度控制方法技术领域，具体涉及一种基于队列模型的电阻炉温度自动控制方法。其包括以下步骤：(1)均匀分组，将单台电阻炉内的所有加热器件按加热功率等分为N组，任一组加热器件均通过一开关器件接入电源，所有开关器件均由一控制器件控制通断；(2)定义自控制器件处输入的设定温度为Tset，定义自控制器件处采集的实测温度为Tact；(3)计算所需投入或切除加热器件的组数，当Tact＜Tset时，定义所需投入加热器件的组数为B，当Tact＞Tset时，定义所需切除加热器件的组数为E；(4)投入或切除加热器件。通过本发明的方法能够较佳地对电阻炉的温度进行控制。
Description
技术领域
本发明涉及电阻炉温度控制方法技术领域，具体地说，涉及一种基于队列模型的电阻炉温度自动控制方法。
背景技术
在流动介质加热的应用中，介质流出电阻炉的出口温度(即下文中的实测温度Tact)作为工艺被控对象，其需要稳定在一定温度，实际温差在上下限范围内。传统的温度控制方法主要为三种：1、电阻炉不分组，由控制器件(通常为PLC)控制可控硅调压或固态继电器投切；2、电阻炉分多组，全部采用接触器投切，其中一组由控制器件(通常为PLC)控制投切；3、电阻炉分多组，其中一组由控制器件(通常为PLC)控制可控硅调压或固态继电器投切，其余组采用接触器投切。
上述方法各有优缺点：方法1中，可实现温度的精准控制，温差范围小，但元器件成本高昂、可靠性较低，而且容易产生谐波，特别当电阻炉装机容量较大时，电流谐波含量容易超标；方法2中，元器件成本低，但温差范围较大，而且其中一组接触器由于投切频繁容易导致触点烧毁，影响可靠性；方法3中，结合了方法1与2的优点，在电阻炉装机容量不高时具有较高的性价比，但当电阻炉装机容量很高(比如在1000kW以上)时，成本依旧很高，而且当可控硅或固态继电器故障时，便无法实现温度的调节，可靠性较低。
发明内容
本发明的内容是提供一种基于队列模型的电阻炉温度自动控制方法，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。
根据本发明的基于队列模型的电阻炉温度自动控制方法，其包括以下步骤：
(1)均匀分组，将单台电阻炉内的所有加热器件按加热功率等分为N组，任一组加热器件均通过一开关器件接入电源，所有开关器件均由一控制器件控制通断；
(2)定义自控制器件处输入的设定温度为Tset，定义自控制器件处采集的实测温度为Tact，定义任一组加热器件的切除等分温度为ΔTh，定义任一组加热器件的投入等分温度为ΔT1；
(3)计算所需投入或切除加热器件的组数，当Tact＜Tset时，定义所需投入加热器件的组数为B，当Tact＞Tset时，定义所需切除加热器件的组数为E，其中，
B＝min(round【(Tset-Tact)/ΔT1】，N)，
E＝min(round【(Tact-Tset)/ΔTh】，N)；
(4)投入或切除加热器件，定义所需投入加热器件的组号为x，x＝1～N，定义所需切除加热器件的组号为y，y＝1～N，其中，
投入指令为，
x＝mod(x，N)+1，
切除指令为，
y＝mod(y，N)+1，
上式中，整数变量x和y的初始值均为″0″，在电阻炉加热结束后，x和y复位为″0″，控制器件执行投入指令时，将与组号为x的加热器件对应的开关器件接入电源，控制器件执行切除指令时，将与组号为y的加热器件对应的开关器件与电源切断，
定义当前接入电源的加热器件组数为M，在控制器件的一个工作循环内，当Tact＜Tset时，控制器件执行(max(B，M)-M)次投入指令，当Tact＞Tset时，控制器件执行(M-min(N-E，M))次切除指令。
本发明的方法中，能够将任一电阻炉中的加热器件(通常加热器件为电热丝)均匀分组，由控制器件按照队列模型对经分组的加热器件进行顺序投切，这使得，本发明相比传统方法具有更高的可靠性，易于维护，并且无谐波、温差较小、成本较低。
本发明的方法，通过步骤(3)的操作，使得在控制器件的每个工作周期中，都能够对根据设定温度Tset和实测温度为Tact对所需投入或切除加热器件的组数进行计算，从而控制器件在每个工作周期内都能够对电阻炉进行实时调整，这使得，本方法能够较佳地克服外部扰动。其次，通过步骤(4)的操作，使得每组加热器件能够轮流进行投入或切除，从而能够有效降低单个开关器件的动作频次，使得本发明能够具有更佳的可靠性。另外，本发明中，由于每组加热器件的投切回路相同，从而使得任一组加热器件的替换性强，在某一组加热器件无法正常工作时，通过步骤(4)的操作能够较佳地跳过该故障加热器件并对下一组加热器件进行操控，从而使得采用本发明方法的电阻炉，工作稳定性和可靠性高且易于维护。
本发明提供的方法不仅适用于气体加热，也适用于液体等流动介质的加热温度自动控制。
作为优选，步骤(2)中，定义温度高连锁值为Th，定义温度低连锁值为T1，其中，
ΔTh＝(Th-Tset)/N，
ΔT1＝(Tset-T1)/N。
本发明的方法能够将切除等分温度为ΔTh与温度高连锁值为Th进行关联，能够将投入等分温度为ΔT1与温度低连锁值为T1进行关联。其中，温度高连锁值为Th表示，当实测温度为Tact达到Th时即将该电阻炉整体切除，即将所有组加热器件均从电源处断开；温度低连锁值为T1表示，当实测温度为Tact达到T1时即将电阻炉整体投入，即将所有组加热器件均接入电源处。通过上述设定，使得本发明的方法具备更佳的工作可靠性。
作为优选，控制器件采用PLC、DCS或单片机。
本发明提供的方法中，控制器件能够为任一种以顺控方式进行工作的数字信号处理器件，诸如单片机、PLC、DCS等。
作为优选，开关器件采用接触器。
附图说明
图1为实施例1中所有加热器件的与控制器件、开关器件以及电源间的连接关系示意图。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本发明进行解释而并非限定。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种基于队列模型的电阻炉温度自动控制方法，其包括以下步骤：
(1)均匀分组，将单台电阻炉内的所有加热器件按加热功率等分为N组，任一组加热器件均通过一开关器件接入电源，所有开关器件均由一控制器件控制通断；
(2)定义自控制器件处输入的设定温度为Tset，定义自控制器件处采集的实测温度为Tact，定义任一组加热器件的切除等分温度为ΔTh，定义任一组加热器件的投入等分温度为ΔT1；
(3)计算所需投入或切除加热器件的组数，当Tact＜Tset时，定义所需投入加热器件的组数为B，当Tact＞Tset时，定义所需切除加热器件的组数为E，其中，
B＝min(round【(Tset-Tact)/ΔT1】，N)，
E＝min(round【(Tact-Tset)/ΔTh】，N)；
(4)投入或切除加热器件，定义所需投入加热器件的组号为x，x＝1～N，定义所需切除加热器件的组号为y，y＝1～N，其中，
投入指令为，
x＝mod(x，N)+1，
切除指令为，
y＝mod(y，N)+1，
上式中，整数变量x和y的初始值均为″0″，在电阻炉加热结束后，x和y复位为″0″，控制器件执行投入指令时，将与组号为x的加热器件对应的开关器件接入电源，控制器件执行切除指令时，将与组号为y的加热器件对应的开关器件与电源切断，
定义当前接入电源的加热器件组数为M，在控制器件的一个工作循环内，当Tact＜Tset时，控制器件执行(max(B，M)-M)次投入指令，当Tact＞Tset时，控制器件执行(M-min(N-E，M))次切除指令。
本实施例中，步骤(2)中，定义温度高连锁值为Th，定义温度低连锁值为T1，其中，
ΔTh＝(Th-Tset)/N，
ΔT1＝(Tset-T1)/N。
另外，控制器件能够采用PLC、DCS或单片机等数字信号处理器中的任一种。
如图1所示，本实施例中，加热器件分为N组且分别记为第1组～第N组，采用PLC为控制器件，采用接触器为开关器件且对应加热器件依次编号为KM1～KMN。
实施例2
本实施例中提供了一种实施例1中的方法在额定功率为2500kW及以下的电阻炉中的应用，由于受限于配电变压器的容量，单台电阻炉容量一般不超过2500kW，当电阻炉总容量超过2500kW时，一般分为2台或以上同时工作，并分别由不同配电变压器供电，通过本实施例，可知实施例1中的方法能够较佳地运用于多种功率的现有电阻炉中。
考虑开关器件在柜内的安装尺寸及成本因素，开关器件额定电流较佳地为不超过400A，因此，进行分组时，每组加热器件的功率较佳地为不超过210kW。通过上述，可知，实施例1中在对额定功率为2500kW及以下的电阻炉中，较佳地选用额定电流不超过400A的开关器件，根据单台电阻炉的实际额定功率表，加热器件的组数N较佳地为2～12组(只需保证每组加热器件的功率不超过210kW)。
以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.基于队列模型的电阻炉温度自动控制方法，其包括以下步骤：
(1)均匀分组，将单台电阻炉内的所有加热器件按加热功率等分为N组，任一组加热器件均通过一开关器件接入电源，所有开关器件均由一控制器件控制通断；
(2)定义自控制器件处输入的设定温度为Tset，定义自控制器件处采集的实测温度为Tact，定义任一组加热器件的切除等分温度为ΔTh，定义任一组加热器件的投入等分温度为ΔT1；
(3)计算所需投入或切除加热器件的组数，当Tact＜Tset时，定义所需投入加热器件的组数为B，当Tact＞Tset时，定义所需切除加热器件的组数为E，其中，
B＝min(round【(Tset-Tact)/ΔT1】，N)，
E＝min(round【(Tact-Tset)/ΔTh】，N)；
(4)投入或切除加热器件，定义所需投入加热器件的组号为x，x＝1～N，定义所需切除加热器件的组号为y，y＝1～N，其中，
投入指令为，
x＝mod(x，N)+1，
切除指令为，
y＝mod(y，N)+1，
上式中，整数变量x和y的初始值均为″0″，在电阻炉加热结束后，x和y复位为″0″，控制器件执行投入指令时，将与组号为x的加热器件对应的开关器件接入电源，控制器件执行切除指令时，将与组号为y的加热器件对应的开关器件与电源切断，
定义当前接入电源的加热器件组数为M，在控制器件的一个工作循环内，当Tact＜Tset时，控制器件执行(max(B，M)-M)次投入指令，当Tact＞Tset时，控制器件执行(M-min(N-E，M))次切除指令。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，定义温度高连锁值为Th，定义温度低连锁值为T1，其中，
ΔTh＝(Th-Tset)/N，
ΔT1＝(Tset-T1)/N。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：控制器件采用PLC、DCS或单片机。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：开关器件采用接触器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610099217.1A CN105607671B (zh) | 2016-02-23 | 2016-02-23 | 基于队列模型的电阻炉温度自动控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610099217.1A CN105607671B (zh) | 2016-02-23 | 2016-02-23 | 基于队列模型的电阻炉温度自动控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105607671A CN105607671A (zh) | 2016-05-25 |
| CN105607671B true CN105607671B (zh) | 2017-11-21 |
Family
ID=55987666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610099217.1A Active CN105607671B (zh) | 2016-02-23 | 2016-02-23 | 基于队列模型的电阻炉温度自动控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105607671B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107087314B (zh) * | 2016-12-29 | 2018-06-26 | 大唐湘潭发电有限责任公司 | 一种开关设备和模拟设备组合的调节系统中减少开关设备动作频次的方法 |
| CN107977040B (zh) * | 2017-03-17 | 2020-01-03 | 深圳市伟佰利科技有限公司 | 一种热负载及其恒功率调节方法及装置 |
| CN109855435B (zh) * | 2019-02-26 | 2020-05-19 | 杭州福斯达深冷装备股份有限公司 | 基于等比数列排列组合的电阻炉温度控制方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5805856A (en) * | 1996-05-03 | 1998-09-08 | Jeffrey H. Hanson | Supplemental heating system |
| CN103111707A (zh) * | 2011-11-16 | 2013-05-22 | 西安中科麦特电子技术设备有限公司 | 一种选择性波峰焊机的新型控制系统 |
| CN103898556A (zh) * | 2014-04-22 | 2014-07-02 | 西安力能电气科技有限责任公司 | 一种稀土氧化物电解炉的控制系统及方法 |
| CN103935375A (zh) * | 2014-03-28 | 2014-07-23 | 青岛青整电子设备有限公司 | 电煤锅炉控制箱及控制方法 |
| CN104503510A (zh) * | 2014-12-26 | 2015-04-08 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 用于冶金性能测量装置的温度同步系统和方法 |
| CN104613751A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-05-13 | 朱兴发 | 电弧炉断电极实时在线自动检测控制装置及控制方法 |
-
2016
- 2016-02-23 CN CN201610099217.1A patent/CN105607671B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5805856A (en) * | 1996-05-03 | 1998-09-08 | Jeffrey H. Hanson | Supplemental heating system |
| CN103111707A (zh) * | 2011-11-16 | 2013-05-22 | 西安中科麦特电子技术设备有限公司 | 一种选择性波峰焊机的新型控制系统 |
| CN103935375A (zh) * | 2014-03-28 | 2014-07-23 | 青岛青整电子设备有限公司 | 电煤锅炉控制箱及控制方法 |
| CN103898556A (zh) * | 2014-04-22 | 2014-07-02 | 西安力能电气科技有限责任公司 | 一种稀土氧化物电解炉的控制系统及方法 |
| CN104503510A (zh) * | 2014-12-26 | 2015-04-08 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 用于冶金性能测量装置的温度同步系统和方法 |
| CN104613751A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-05-13 | 朱兴发 | 电弧炉断电极实时在线自动检测控制装置及控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105607671A (zh) | 2016-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105607671B (zh) | 基于队列模型的电阻炉温度自动控制方法 | |
| CN104684113A (zh) | 一种能够抑制谐波和闪烁的加热方法及装置 | |
| CN105159367A (zh) | 一种片仓环境温湿度调节系统及其调节方法 | |
| CN202839463U (zh) | 继电器控制电路及电饭煲 | |
| CN106136843B (zh) | 烹饪器具及用于烹饪器具的电加热装置 | |
| DE102014203667A1 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Anlage mit zumindest einer Heizungssteuerungs- und/oder -regelungseinrichtung, Heizungssteuerungs- und/oder -regelungseinrichtung sowie Anlage | |
| CN207082032U (zh) | 一种多功能温度控制系统 | |
| CN209686162U (zh) | 一种道岔融雪电气控制柜的保温系统 | |
| CN204256582U (zh) | 一种三相用电器五档位功率控制装置 | |
| CN207819188U (zh) | 一种新型配网开关柜防潮装置 | |
| CN207117975U (zh) | 一种电锅炉功率调节系统 | |
| CN103256720B (zh) | 加热炉节能控制系统及控制方法 | |
| CN108742102A (zh) | 一种食品加工机的控制方法 | |
| CN204539515U (zh) | 电烹饪器及其控制电路 | |
| CN104087741B (zh) | 一种rtc-1000-12工业电阻炉功率分区配置方法 | |
| CN104035457A (zh) | 一种根据变压器热老化率实时控制变压器冷却装置的方法 | |
| CN201615903U (zh) | 双金属片稳定试验机 | |
| CN205489034U (zh) | 一种烘箱的配电箱装置 | |
| CN203293438U (zh) | 一种用于无溶剂胶烘胶室的温控加热设备 | |
| CN205753430U (zh) | 一种保护自动补偿仪安全运行的装置 | |
| CN205071336U (zh) | 一种低温环境设备保护装置 | |
| CN203135444U (zh) | Bn-svg静止无功发生器 | |
| CN207379090U (zh) | 一种导热油电加热双温控机组 | |
| CN105320204B (zh) | 一种三相用电器五档位功率控制装置 | |
| CN203784377U (zh) | 多通控制阀组 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |