【正文】 的出口溫度，是該控制系統(tǒng)的被控變量。蒸汽流量是操縱變量。該控制系統(tǒng)由蒸汽轉(zhuǎn)換器、溫度檢測元件及溫度變送器TT、溫度控制器TC和蒸汽流量控制閥組成?？刂频哪繕?biāo)是通過改變進(jìn)入換熱器的載熱體（蒸汽）的流量，將換熱器出口物料的溫度維持在工藝規(guī)定的數(shù)值上。通過改變蒸汽流量以控制被加熱物料的出口溫度是工業(yè)生產(chǎn)中最為常見的換熱器控制方案。換熱器TCTT圖11 溫度控制系統(tǒng) 如圖22所示簡單控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較簡單，所需的自動化裝置數(shù)量少，投資低，操作維護(hù)也比較方便，而且在一般情況下，都能滿足控制質(zhì)量的要求。因此，簡單控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用，生產(chǎn)過程中70%以上的控制系統(tǒng)是簡單控制系統(tǒng)。測量變送裝置擾動通道被控對象執(zhí)行器控制器 圖22 簡單控制系統(tǒng)方框圖被控變量的選擇是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心問題，被控變量選擇的正確與否是決定控制系統(tǒng)有無價值的關(guān)鍵。對于任何一個控制系統(tǒng)，總是希望其能夠在穩(wěn)定生產(chǎn)操作、增加產(chǎn)品產(chǎn)量、提高產(chǎn)品質(zhì)量、保證生產(chǎn)安全及改善勞動條件等方面發(fā)揮作用，如果被控變量選擇不當(dāng)，配備再好的自動化儀表，使用再復(fù)雜、先進(jìn)的控制規(guī)律也是無用的，都不能達(dá)到預(yù)期的控制效果。另一方面，對于一個具體的生產(chǎn)過程，影響其正常操作的因素往往有很多個，但并非所有的影響因素都有加以自動控制。所以，設(shè)計(jì)人員必須深入實(shí)際，調(diào)查研究，分析工藝，從生產(chǎn)過程對控制系統(tǒng)的要求出發(fā)，找出影響生產(chǎn)的關(guān)鍵變量作為被控變量。根據(jù)被控變量與成產(chǎn)過程的關(guān)系，可將其分為兩種類型的控制型式：直接參數(shù)控制與間接參數(shù)控制。能直接反應(yīng)生產(chǎn)過稱中產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，以及安全運(yùn)行的參數(shù)的稱為直接參數(shù)。大多數(shù)情況下，被控變量的選擇往往是顯而易見的。對于溫度、壓力、流量、液位為操作指標(biāo)的生產(chǎn)過程，很明顯被控變量就是溫度、壓力、流量、液位。質(zhì)量指標(biāo)是產(chǎn)品質(zhì)量的直接反應(yīng)，因此，選擇質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)作為被控變量應(yīng)是首先要進(jìn)行考慮的。如果工藝上是按質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行操作的，理應(yīng)以產(chǎn)品質(zhì)量作為被控變量進(jìn)行控制，但是，采用質(zhì)量指標(biāo)作為被控變量，必然要涉及產(chǎn)品成分或物性參數(shù)（如密度、黏度等）的測量問題，這就是需要用到成分分析儀表和物性參數(shù)測量儀表。氣動薄膜控制閥選用得正確與否是很重要的。選用控制閥的結(jié)構(gòu)類型時，要根據(jù)操縱介質(zhì)的工藝條件（如溫度、壓力、流量等）、介質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)（如黏度、腐蝕性、毒性、介質(zhì)狀態(tài)型式等）、控制系統(tǒng)的不同要求及安裝地點(diǎn)等因素來選取。、反作用方式的選擇控制器正、反作用方式的選擇原則是：所選控制器的作用方式，應(yīng)使控制系統(tǒng)構(gòu)成閉環(huán)負(fù)反饋。為保證構(gòu)成負(fù)反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)，必須滿足:控制器、執(zhí)行器、被控過程三者的作用符號相乘為負(fù)。則控制器正、反作用方式的選擇判別式為（控制器177。）（執(zhí)行器177。）（被控過程177。）=“”控制系統(tǒng)投運(yùn)，就是將系統(tǒng)由手動工作狀態(tài)切換到自動工作狀態(tài)。在系統(tǒng)投運(yùn)之前必須要進(jìn)行全面細(xì)致的檢查和準(zhǔn)備工作。熟悉控制系統(tǒng)的投運(yùn)次序和步驟，掌握控制系統(tǒng)故障原因的分析法，并能采取切實(shí)有效的方法排除系統(tǒng)或儀表故障，是儀表維護(hù)、維修人員的基本功。2 電爐溫度過程控制系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)在各個領(lǐng)域尤其是工業(yè)領(lǐng)域中有著及其廣泛的應(yīng)用，溫度控制是控制系統(tǒng)中最為常見的控制類型之一。KSY型電爐溫度控制電流輸出為調(diào)控型，適用于以硅碳棒(管)加熱型電爐。 KSY1216(A)電爐溫度控制系統(tǒng): KSY1216(A)控制器是1300℃電爐的配套設(shè)備，它可對電爐內(nèi)的溫度進(jìn)行測量、顯示、控制，可使?fàn)t膛內(nèi)的溫度自動保持恒溫。KSY1216(A)控制器主要與61811013等型號產(chǎn)品箱式電阻爐配套使用。：KSY1216 (A) 控制器各符號的代表意義： K—控制器 S—實(shí)驗(yàn)電阻爐 Y—可控硅移相控制 12—最大控制功率12KW 16—最高控制溫度1600℃ A—智能溫控儀表，PID控制:1) 環(huán)境溫度:5~40℃2) 相對濕度:不大于80%3) 周圍無導(dǎo)電塵埃、爆炸性氣體及能嚴(yán)重破壞金屬和絕緣的腐蝕性氣體。4) 沒有明顯的震動和顛簸5) 垂直放置、傾斜度不大于5度。: KSY1216(A)控制器為柜式結(jié)構(gòu),外殼由鋼板沖壓折制焊接成型。外殼表面采用高強(qiáng)度的靜電噴涂工藝，漆膜光滑牢固，控制面板采用PVC軟面板，造型美觀?？刂破鞯那昂缶O(shè)有可打開的門，方便維修。前面板裝有電壓表、電流表、溫控儀表、電源鎖式開關(guān)、啟動、停止按鈕開關(guān)、功率調(diào)節(jié)電位器及三相電源相序顯示器。KSY1216(A)控制器控制系統(tǒng)的主回路采用了可控硅移相集成電路。該電路的移相范圍大于170度。它具有鋸齒波線性好，控制調(diào)節(jié)方便，并有失交保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，使用可靠性高。其工作原理為：熱電偶將電爐內(nèi)部的毫伏電壓值進(jìn)行比較，使?fàn)t膛內(nèi)的溫度保持恒溫。作為PID調(diào)節(jié)信號輸出控制主回路的執(zhí)行元件，輸出功率的調(diào)節(jié)是經(jīng)過脈沖觸發(fā)電路板的移相集成電路的移相輸入端輸入移相電壓，控制可控硅導(dǎo)通角的大小，導(dǎo)通角越大，輸出到電阻爐兩端的交流就會越高，電爐的輸出功率也就增大，爐溫上升；反之，導(dǎo)通角減小，電阻爐輸入功率減小；爐溫偏差為零時，可控硅保持在一定的導(dǎo)通角，電阻爐輸入一定的功率，使電爐內(nèi)的加熱元件加熱，來控制輸出電壓和輸出電流滿足輸出功率的要求，從而達(dá)到用戶所需要的爐膛溫度。整個控制系統(tǒng)是由溫度、電壓和電流 3 個 PID調(diào)節(jié)器組成的三環(huán)系統(tǒng) ,控制原理如圖21所示。加熱到所需的溫度。 圖21 系統(tǒng)控制原理框圖溫度自動調(diào)節(jié)器由溫度誤差 PID 調(diào)節(jié)器、功率與速度的匹配、負(fù)載的匹配、功率與電壓的換算等 4部分組成。溫度自動調(diào)節(jié)器如圖22所示。圖22 溫度自動調(diào)節(jié)器根據(jù)設(shè)計(jì)要求，生產(chǎn)工藝對溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求是被加熱物料經(jīng)加熱器用三相調(diào)功器驚醒加熱后，要求其出口溫度為某一定值，故選擇熱物料出口溫度為被控制參數(shù)。影響加熱器出口溫度的因素有：材料的加入、輸送的電阻爐兩端的交流電壓的波動等，材料的加入變化不大，故可以近似認(rèn)為不變，輸送到電阻爐兩端的交流電壓變化的波動，若輸送達(dá)到電阻爐兩端的交流電流的波動不大，其電流對出口溫度影響不大，因此，選擇輸送到電阻爐兩端的交流電流作為控制參數(shù)。1) 額定電壓: 380V177。10%2) 電源頻率: 50HZ177。1HZ3) 電源相數(shù)：三相4) 最大控制功率：12KW5) 最高輸出電流：50A6) 最高輸出電壓：不小于370V7) 最高控制溫度：1600℃8) 控制精度：不大于設(shè)定值的177。3℃9) 外形尺寸（mm），（寬深高）：5103001000 10) 重量： Kg由于電爐的加熱元件以硅碳棒為主，其加熱元件的冷態(tài)和熱態(tài)時的電阻值相差較大，在長期使用中硅碳棒的電阻值將逐漸變大。因此本控制器的輸出功率可以調(diào)節(jié)以滿足硅碳棒老化后電阻爐的正常使用。溫度的顯示為數(shù)字式顯示?？刂茰囟葹樽詣涌販亍Ｒ虼吮究刂破骶哂袦囟瓤刂坪凸β收{(diào)節(jié)兩種功能。1. 爐溫自動控制原理溫控系統(tǒng)主要由溫度傳感器、溫度調(diào)節(jié)儀、執(zhí)行裝置、被控對象四個部分組成。被控制對象是大容量、大慣性的電熱爐溫度對象，是典型的多階容積遲后特性，在工程上往往近似為包含有純滯后的二階容積遲后；由于被控對象電容量大，通常采用可控硅作調(diào)節(jié)器的執(zhí)行器。執(zhí)行器的特性：電爐的溫度調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)劑(供電能源)的斷續(xù)作用，改變電爐絲閉合時間Tb與斷開時間Tk的比值α,α=Tb/Tk。調(diào)節(jié)加熱爐的溫度，在工業(yè)上是通過在設(shè)定周期范圍內(nèi)，將電路接通幾個周波，然后斷開幾個周波，改變晶閘管在設(shè)定周期內(nèi)通斷時間的比例，來調(diào)節(jié)負(fù)載兩端交流平均電壓即負(fù)載功率，這就是通常所說的調(diào)功器或周波控制器；調(diào)功器是在電源電壓過零時觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通的，所以負(fù)載上得到的是完整的正弦波，調(diào)節(jié)的只是設(shè)定周期Tc內(nèi)導(dǎo)通的電壓周波。根據(jù)爐溫對給定溫度的偏差，自動接通或斷開供給爐子的熱源能量，或連續(xù)改變熱源能量的大小，使?fàn)t溫穩(wěn)定有給定溫度范圍，以滿足熱處理工藝的需要。溫度自動控制常用調(diào)節(jié)規(guī)律有二位式、三位式、比例、比例積分和比例積分微分等幾種。電阻爐爐溫控制是這樣一個反饋調(diào)節(jié)過程，比較實(shí)際爐溫和需要爐溫得到偏差，通過對偏差的處理獲得控制信號，去調(diào)節(jié)電阻爐的熱功率，從而實(shí)現(xiàn)對爐溫的控制。按照偏差的比例、積分和微分產(chǎn)生控制作用（PID控制），是過程控制中應(yīng)用最廣泛的一種控制形式。 系統(tǒng)控制程序采用兩重中斷嵌套方式設(shè)計(jì)。首先使T0計(jì)數(shù)器產(chǎn)生定時中斷，作為本系統(tǒng)的采樣周期。在中斷服務(wù)程序中啟動A/D，讀入采樣數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)字濾波、上下限報警處理，PID計(jì)算，然后輸出控制脈沖信號。脈沖寬度由T