一、原工業爐及溫度控制系統整體概況
1、改造前爐子整體狀況
該廠老式爐子主要由輥子傳動系統和溫控加熱系統構成。爐溫控加熱系統主要由接觸器及溫控儀表組成。加熱系統總功率為546KW，分5個加熱區。加熱體采用鐵鉻鋁材料，使用溫度為0～1100℃，采用鎳鉻鎳硅熱電偶做為溫度測量，溫度顯示儀表為圓圖式溫度記錄儀。同時利用圓圖式溫度記錄儀控制繼電器加熱，由繼電器控制接觸器通與斷，從而使加熱溫度與給定溫度基本一致。使用加熱電源為低壓380V三相動力電源。加熱體采用星形連接，它們布設在爐子的爐頂及爐底。
2、原工業爐溫度控制系統存在的弊端
應用該工業爐溫度控制系統存在著諸多弊端，主要表現在以下幾個方面：
（1）該爐子控溫方式為三位式控制（加熱、保持、停止），三位式控溫方式是有上下限兩個給定值，當爐溫低于下限給定值時招待器全開；當爐溫在上、下限給定值之間時執行器部分開啟；當爐溫超過上限給定值時執行器全閉。這種控制方式存在著溫度控制波動大，溫度控制精度差（±10度），加熱功率不可調節，因而能源浪費大，加熱效率低。其它繼電器觸點動作頻繁，因而觸點磨損嚴重。故障率逐年攀升，已經給生產構成嚴重威脅。
（2）該控溫系統的溫控儀表老化嚴重，存在控制失靈等故障，儀表控制精度也難以滿足現代生產工藝的精度要求。而且此儀表要求日常頻繁維護。
（3）該控制系統運行時噪音大，振動較大（接觸器吸合不良形成）。這樣接觸器機構件極易松動，造成連接處發熱嚴重，極易形成火災事故及其它電氣故障。
二、應用輝達工控新型電爐溫度控制系統進行改造
1、溫控系統的組成
新型溫控加熱系統由溫控儀表和可控硅觸發回路及無觸摸屏HMI監控等低壓控制元件組成。系統包括HD-DL4000智能電量采集模塊、HD-M-ZA5000系列智能PID觸發模塊、HD-D4000智能開關量模塊，分別控制電爐的主電源系統和五區加熱系統及爐門傳動控制系統（前后爐門的點動升降控制）。具體說明如下：
（1）爐門傳動控制系統：HD-D4000智能開關量模塊實現對爐門電機控制、臺車電機控制、循環風機控制、限位信號反饋，爐門傳動控制系統執行前后爐門的升降操作，爐門控制系統為點動操作控制。電氣控制上具有上下限及升降聯鎖控制。
（2）主控制系統：HD-M-ZA5000系列智能PID觸發模塊為主控制模塊，主要根據可控硅觸發信號來控制五區加熱回路負載加熱情況。其中儀表電源為保證儀表的安全及可靠性，應用380V／220V隔離變壓器供電。控制電源的操作通過分合有關空氣斷路器及切合有關按鈕實現。
2、五區加熱回路操作
五區加熱回路操作分為單動及聯動操作。單動時選擇單動／聯動按鈕為單動位置，此時通過操作各區的起停按鈕實現各區的停送電操作，停送電時對應相應的指示燈亮。聯動時選擇在聯動位置，按下起動按鈕，各區接觸器吸合，對應運行指示燈亮；按對應聯動停止按鈕時，各區接觸器斷開，對應停止指示燈亮。聯動、單動操作前，各區動力空開及控制空開均在合位置。
3、 HMI 監控系統
系統采用ＭＣＧＳ觸摸屏進行ＨＭＩ人機界面組態，該觸摸屏控制軟件菜單和界面操作簡單，程序功能完善齊全，結構清晰，獨立性強，占用系統資源小，更好的保證數據的實時性和可靠性，同時，調試和維護十分方便。本系統有兩種控溫方式定值控溫和時間程序控溫。在定值控溫模式下，通過 PID 自動控制調節輸出，使爐溫保持定值。在時間程序控溫下，用戶可編輯時間程序對爐溫進行分段控制，可自定義每段時間程序的升溫速率、溫度設定值、恒溫時間參數，可滿足用戶對不同工藝的需求。
4、輝達工控KY系列智能溫度控制器
充分考慮了各種熱處理電爐運行、工件熱處理各道工序的需求和特點，以及熱處理行業的特點和各種個性化需求，具有很強的針對性的溫控器。適用于各種感性負載和阻性負載的功率控制。通信接口具有高壓、大電流沖擊保護等功能。具有啟停開關斷開報警、散熱器超溫報警和綜合故障報警指示燈。可通過電量反饋實現恒壓、恒流、恒功率控制，支持過流保護和過壓保護。無需拆線即可查看各部分組件，方便檢測與維護。
5、輝達工控HD-M-ZA5000系列智能PID觸發模塊
HD-M-MA5000系列智能PID調節模塊適用于溫度、壓力、液位、流量等各種工業過程參數的測量、顯示和精確控制，配合固態繼電器、觸發器、調壓器等使用，應用于傳統控制模式，如控制柜、控制箱或設備配套等。主要特點如下：
（1）獨特的專家自整定算法，適用于各種被控對象，自整定成功率大于95%。
（2）具有熱電偶冷端補償，自動穩零及非線性處理技術，長期運行無溫漂。
（3）可軟件設置輸出上、下限幅值，支持外部手動限幅。
（4）定值控溫模式下升溫速率可設定，可分段限幅，具有恒溫計時功能。
（5）50段時間程序存儲地址，時間曲線條數可靈活設置，人性化跟蹤運行。
（6）標準MODBUS-RTU通訊協議，RS485硬件接口。通訊接口具有高壓、大電流沖擊等保護功能。
（7）校正數據具有備份/恢復功能。
（8）三相輸出分別可調，可解決一定程度的三相負載不平衡問題。
（9）自適應相序，無需人為調整。
三、該電爐溫度控制系統的其他應用
輝達工控KY系列智能溫度控制器和D-M-ZA5000系列智能PID觸發模塊在此系統中起到至關重要的作用，控溫精度極高（穩態時達到±1℃），實現了溫度控制的無超調高精度控制，而且已達到免維護無故障運行。系統調整操作方便，運行經濟可靠，節省電能。并且系統具有極強的抗干擾性，極大地提高了企業的生產效率，使該廠的企業自動化水平有較大提高。該溫控系統確是一種應用廣泛、經濟適用、控制效果顯著并值得廣泛推崇使用的新型溫控裝置。
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