電阻爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-02-09 14:59 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 點(diǎn)實(shí)際上不是直接相接的。由熱電偶的中間導(dǎo)體定律：“在熱電偶測(cè)溫回路中，串接第三種導(dǎo)體，只要其兩端溫度相同，則熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)與串接的中間金屬無關(guān)”，那么，把較短的測(cè)量導(dǎo)線和儀表串接在2點(diǎn)并視其為第三種金屬，就可認(rèn)為它們不影響熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)即工作溫度的測(cè)量。 實(shí)際使用時(shí)，測(cè)量場(chǎng)所與測(cè)量?jī)x表往往相距很遠(yuǎn)，又因?yàn)榻M成熱電偶的材料比較貴重，所以常加導(dǎo)線來連接。這里有兩種使用方法：第一種，兩根連接導(dǎo)線具有相同的熱電性質(zhì)，如在一根導(dǎo)線(如常用的紫銅線)上取下的兩段線，它們的化學(xué)成分和物理性質(zhì)就很相近，這時(shí)，可根據(jù)中間金屬定律判斷出電偶的熱電動(dòng)勢(shì)只取決于電偶兩端溫度tt2，其它環(huán)境溫度的影響就可忽略。第二，熱電偶的兩電極分別采用和自己熱電性質(zhì)相近的補(bǔ)償導(dǎo)線延長(zhǎng)至3點(diǎn)，這樣熱電動(dòng)勢(shì)只取決于t1和t3，而與t2無關(guān)。上述使用情況中，溫度點(diǎn)t2和t3往往采用冰水混合物(0℃)來恒定溫度。這時(shí)，總的熱電動(dòng)勢(shì)就變成工作溫度t1的單值函數(shù)，可記為Et1。為了使用方便，對(duì)于不同的熱電偶規(guī)定了不同的分度號(hào)，根據(jù)不同的分度號(hào)，我們又可查找其對(duì)應(yīng)的分度表，從而得到標(biāo)準(zhǔn)熱電偶Et1關(guān)系的具體對(duì)應(yīng)值(相關(guān)溫度點(diǎn)一般規(guī)定為0℃)。熱電偶測(cè)溫時(shí)，除工作端外的各個(gè)部分要求有良好的絕緣，否則會(huì)引入誤差，甚至無法測(cè)量。另外，為了支撐和固定熱電極，延長(zhǎng)其壽命，還應(yīng)選擇合適的保護(hù)套管材料。使用一段時(shí)間后，熱電偶要和標(biāo)準(zhǔn)偶進(jìn)行校正。（2）控制對(duì)象（調(diào)節(jié)對(duì)象）：指被控制的設(shè)備與機(jī)器，在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中控制對(duì)象指的是回轉(zhuǎn)式管式電阻爐。控制對(duì)象的輸出量就是控制系統(tǒng)的輸出量（或稱被控量）。在本設(shè)計(jì)中的輸出量是電阻爐的溫度。（3）控制器（調(diào)節(jié)器）：根據(jù)輸入信號(hào)而按某一規(guī)律自動(dòng)地改變輸出信號(hào)的儀表，具有比較、放大、判斷決策與發(fā)出指令的功能。在本設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)使用的是DDZⅢ溫度控制器DTZ—2100。： 調(diào)節(jié)器方框圖調(diào)節(jié)器有兩個(gè)輸入量，其中一個(gè)稱為給定值，另一個(gè)輸入量是來自測(cè)量變送器的信號(hào)，由于這個(gè)信號(hào)的傳遞方向?qū)刂葡到y(tǒng)來說是從其輸出端回到輸入端，所以稱為反饋信號(hào)。這兩個(gè)信號(hào)在控制器中比較的結(jié)果得到被控量與給定值之間的一個(gè)偏差信號(hào)（正或負(fù)），調(diào)節(jié)器對(duì)該偏差信號(hào)按設(shè)定的控制規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算（在這款系統(tǒng)中選用的是PID規(guī)律），然后發(fā)出控制指令信號(hào)，送入執(zhí)行器。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)的系統(tǒng)是單回路負(fù)反饋控制系統(tǒng)，從控制原理可以知道，對(duì)于一個(gè)反饋控制系統(tǒng)來說，只有在負(fù)反饋的情況下，系統(tǒng)才是穩(wěn)定的，當(dāng)系統(tǒng)收到干擾是，其過渡過程將會(huì)是衰減的；反之，如果系統(tǒng)是正反饋，那么系統(tǒng)將是不穩(wěn)定的，一旦遇到干擾作用，過渡過程將會(huì)發(fā)散。系統(tǒng)不穩(wěn)定當(dāng)然是不希望發(fā)生的，因此，對(duì)于反饋控制系統(tǒng)來說，要使系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地工作，必須要夠成負(fù)反饋。為了保證能構(gòu)成負(fù)反饋，系統(tǒng)開環(huán)總放大倍數(shù)必須為負(fù)值，而系統(tǒng)開環(huán)總放大倍數(shù)是系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)放大被數(shù)的乘積。這樣，只要事先知道了對(duì)象、控制閥和測(cè)量變送裝置放大倍數(shù)的正負(fù)，在根據(jù)開環(huán)總放大倍數(shù)之積為負(fù)的要求，就可以容易地確定出控制器的正、反作用。對(duì)象、控制閥和測(cè)量變送裝置放大倍數(shù)的正負(fù)是很容易確定的，只要分析一下它們各自的輸出與輸入信號(hào)是同向變化還是反向變化就可以確定，當(dāng)輸入信號(hào)增大，輸出信號(hào)也隨之增大時(shí)，其放大倍數(shù)為正，當(dāng)輸入信號(hào)增大，而輸出信號(hào)減小時(shí)，其放大倍數(shù)為負(fù)。根據(jù)上述判斷依據(jù)可知在本設(shè)計(jì)中溫度變送器是正作用（+），執(zhí)行器是正作用（+），管式電阻爐是正作用（+）為了保證總的開環(huán)放大系數(shù)為負(fù)，所以調(diào)節(jié)器選用反作用（+）。（4）執(zhí)行器：執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成。接受控制器來的控制信號(hào)，經(jīng)過功率放大后產(chǎn)生控制作用，驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，改變進(jìn)入控制對(duì)象的物質(zhì)流或能量流，使控制對(duì)象中的被控量向著給定值的方向發(fā)生變化，以滿足控制要求。在本設(shè)計(jì)采用的執(zhí)行器是角行程電動(dòng)執(zhí)行器DKJ—210。（5）測(cè)量變送器：通過檢測(cè)元件（傳感器）接收被
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