摘 要: 記敘了模擬電路可控硅溫度控制電爐改造為PID 智能型數(shù)顯調(diào)節(jié)儀控制電爐的原由及改造安裝和操作程序過程。通過改造安裝后的設(shè)備,不僅操作方便,又能直觀反映所需實驗數(shù)據(jù)、故障率低,從而簡化了日后維修的繁瑣程序。對高等學(xué)校實驗室等科研單位使用的類似設(shè)備具有很好的借鑒作用。
關(guān)鍵詞:電爐; PID 智能型; 改造; 安裝
1 改造原由
可控硅溫度控制電爐是廣泛用于高等學(xué)校實驗室及冶金、電子、化工等科研部門作陶瓷金屬的燒結(jié)、熔融、分析所必需的設(shè)備之一。該設(shè)備原屬于模擬電路設(shè)備。由于使用率較高,加之裸露的電子元件易被腐蝕,高溫、大電流工作時,元器件老化,嚴重影響教學(xué)實驗及科研。為此,本文將此類設(shè)備改造為PID智能數(shù)顯調(diào)節(jié)型,將原來的主機及裸露的大部分元器件去除,只留下3 個電流指示表頭、3 個可控硅及負載部分(電爐箱體) 。改造后的電爐操作方便,數(shù)顯直觀,穩(wěn)定性好,只要根據(jù)所需的實驗數(shù)據(jù)一次編好程序即可,無需人員照管;另外,故障維修率又大為降低,極大方便了教學(xué)實驗與科研。
2 改造與安裝
此改造方案,適用于各種硅碳棒及硅鉬棒電爐等類型的可控硅溫度控制電爐,現(xiàn)以Ksy212216 s 可控硅溫度控制電爐的改造為例作介紹。
(1) 拆除原機主機控制表頭,根據(jù)主機控制表頭窗口尺寸選用同尺寸合適的PID 智能型調(diào)節(jié)儀,并安裝上。本文選用160 mm ×80 mm XMA5900 系列的調(diào)節(jié)儀(同功能的各種系列的調(diào)節(jié)儀在市場上均有銷售,價格在700 元左右,也可以說基本上是整機改造的成本價) 。
(2) 拆除原機與主機連接的所有連接線和大部分在路元件(可以不拆除但擱置不用) ,僅保留AC380V進線與保險及3 個電流表頭和電爐箱體。
(3) 安裝接線圖見圖1 。智能表頭④、⑤腳可短接, ⑥、⑦腳可以不設(shè)置,lz、l{分別接KGS1 的陰極和控制極,另兩個可控制硅接法相似。
3 儀表工作程序設(shè)置
3. 1 作升溫曲線
根據(jù)掌握的相關(guān)參數(shù),畫出升溫曲線,以備參考。例如如圖2 所示:第1 段升至1 000 ℃,設(shè)置時間為250 min (以升溫速率4 ℃/ min 計算,最大不超過10℃/ min) ;第2 段在1 000 ℃期間保溫120 min ,時間設(shè)置為120 min ;第3 段目標溫度為600 ℃,設(shè)置時間為120 min ;第4 段調(diào)節(jié)時間為- 007 ,表示在該段斷電,爐溫自動降低。
3. 2 工作程序設(shè)置
操作面板見圖3 。
(1) 合上空氣開關(guān)(接通電源) 。
(2) 程序設(shè)置(該儀表可以設(shè)置30 段,但上例只需3 段,第4 段開始斷電) 。
①按“set”鍵,上屏出現(xiàn)“ALA T”。
②按“Δ”鍵,上屏出現(xiàn)“t . sp”。
③按“set”鍵,上屏出現(xiàn)“yes”。
④按“set”鍵,上屏出現(xiàn)“no”。
⑤按“Δ”鍵,將“no”轉(zhuǎn)為“yes”。
⑥按“set”鍵確定,進入程序設(shè)置,此時上屏出現(xiàn)“0000”,下屏顯示綠色并出現(xiàn)“sp . oo”。
⑦繼續(xù)按“set”鍵,使上屏出現(xiàn)“0000”,下屏出現(xiàn)“t . 01”(第1 段所需時間) ,按上下鍵( △/ ▽) 設(shè)置溫度1 000 ℃,時間250 min 。
⑧按“set”鍵,上屏出現(xiàn)其他數(shù)字(或“0000”) ,下屏出現(xiàn)“t . 02”(第2 段所需時間) ,調(diào)節(jié)溫度1 000 ℃,保溫時間120 min (在保溫階段不要按“A/ M”鍵) 。
⑨按“set ”鍵,再設(shè)定第3 段溫度600 ℃,時間120 min 。
⑩上例只設(shè)置了3 段,所以,按“set”鍵在第4 段“‘x’t . 04”上屏輸入“ - 007”,該設(shè)定將指示儀表工作到此斷電,否則儀表將自動按照以前遺留的程序工作。
lv 核定后,按“set”鍵,退出程序設(shè)置。
如果“A/ M”燈亮, 按“A/ M”鍵使之熄滅, 長按“ △”直到顯示“RUN”即可,儀器開始自動工作。電爐程序運行完畢后,會顯示“stop”。
參考文獻(References) :
[ 1 ] 武漢精達儀表. 智能型專家自整定時間程序PID 調(diào)節(jié)器原理與使用[ Z] . 2004ZK版,2005. [ 2 ] 鐘肇新,彭侃. 可編程控器原理及應(yīng)用[M] . 廣州:華南理工大學(xué)出版社,1992.
[ 3 ] 李萍,曾令可,羅華民. 建筑構(gòu)件耐火試驗爐自動控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[J ] . 儀器儀表學(xué)報,2005 ,28 (8S) :8272830.
[ 4 ] Zwolinski M. VHDL 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計[ M] . 北京: 電子工業(yè)出版社,2005.
