热处理电炉集散控制系统-热处理温度控制系统
热处理炉计算机控制系统介绍
热处理炉计算机控制系统介绍热处理炉计算机控制系统是一种控制和监测热处理炉操作的技术。
它可以通过计算机来自动调节和控制炉内的温度、气氛和其他参数，以实现高质量的热处理过程。
本文将介绍热处理炉计算机控制系统的工作原理、组成和优势。
热处理炉计算机控制系统的工作原理主要分为三个步骤：感知、决策和执行。
首先，系统通过传感器感知炉内的温度、气氛、压力和其他参数。
然后，系统根据预设的热处理方案和实时采集到的数据进行分析和判断，做出相应的决策。
最后，系统通过执行机构，如电磁阀和电动阀门，来自动调节和控制炉内的温度、气氛和其他参数。
热处理炉计算机控制系统由硬件和软件两部分组成。
硬件包括计算机、传感器、执行机构和通信设备等。
计算机是系统的核心，负责处理数据和执行控制算法。
传感器用于感知炉内的各种参数，如温度传感器、氧气传感器和压力传感器。
执行机构用于根据计算机的指令来调节和控制炉内的温度、气氛和其他参数。
通信设备用于和其他设备、如监控系统和数据采集系统，进行数据交换和通信。
软件部分由操作系统、控制算法和人机界面组成。
操作系统负责管理和控制计算机的各个组件和进程。
控制算法是系统的核心，它根据预设的热处理方案和实时采集到的数据，做出相应的决策，并生成相应的控制指令。
人机界面提供给操作员一个友好的界面，用于监控和调节热处理过程的各种参数和状态。
热处理炉计算机控制系统具有许多优势。
首先，它能够实现热处理过程的自动化和数字化，提高生产效率和产品质量。
其次，它能够提供更加精确和稳定的操作，减少人为误差和产品不良率。
此外，它还具有快速响应能力，能够根据实时采集到的数据，及时做出调整和控制，以满足产品的要求。
最后，它还可以记录和保存热处理过程的各种参数和状态，提供给质量管理部门进行分析和检验。
总之，热处理炉计算机控制系统是一种先进的技术，它通过计算机来实现热处理过程的自动化和数字化，提高生产效率和产品质量。
它由硬件和软件两部分组成，能够感知、决策和执行炉内的各种参数和操作。
热处理电炉集散控制系统
图 １ 示。 所
图 １
Ｉ功 … 功 Ｉ Ｉｌ门 ｌ温 调 Ｊ ｌ 报 炉 ｌ 槽 ｆ 调 警
三 堡
Ｉ
７ 电 炉 分 段 加 热 、测 控 段数 ～３段 １ ８ 控 制 智 能 仪 表 个 数 １ ２台 ～３
Ｉ讯转 接口ｌｓ ４ 总 通 换 一８ 线 Ｒ ５
９ 保 温 段 控 温 精 度
≤ ±１ ℃
…
２ ．系统硬 件组 成
系统 由工 控计 算 机 、Ｒ Ｓ一４ ５通 讯 转 换 接 口、 ８
工 控计 算机 （ 位 机 ）选 用 研 华 Ｉ Ｃ一６ ０系 上 Ｐ １
系统 通 讯 采 用 ＲＳ一４ ５工 业 现 场 总 线 结 构 ， ８
列 ，通过 ＲＳ一４ ５现 场 总 线 网络 控 制 各 智 能 Ｐ Ｄ 在不加 中继 的情 况 下 ，通讯 距 离可 达 到 １ ２ ｍ。可 ８ Ｉ ．ｋ
性 。炉 门 开 关 信 号 通 过 开 关 量 输 入 块 Ａ ＡＭ 一 Ｄ
术 指 标
二 、 系统 组 成
１ 主要 技术 指标 （ 下 表 ） ． 见
序 号 指 标 名 称 技
４１ ０ ８输 入 上位 机 ，完 成 炉 门状 态 的监 测 。 由上 位
１ 智 能 仪 表 温 度 测 量 准 确 度 （ ．５ Ｓ ＋１ ） ± ０２Ｆ ％ 字 ２ 智 能 仪 表 温 度 测 量 范 围 ０ １０ ℃ （ ～ ８ ０ 与选 择 的 热 电偶 有 关 ） ３ 可 编 程 工 艺 段 数 ４ 工 艺 段 长 度
KCS型加热炉计算机集散控制系统
!热加工技术#KCS型加热炉计算机集散控制系统KCS T yp e Com p u ter D istribu ting Con tro lling System of H eating Fu rnace昆明市机械研究所(650011) 蔡剑锋【摘要】概述了KCS型加热炉计算机集散控制系统的功能及软、硬件组成,介绍了连续式烘干加热炉计算机监控系统的应用实例。
采用该系统为设备控制提供了良好的人机界面,大大提高了设备的整体技术水平。
关键词 集散控制系统 智能仪表 组态软件 热处理Keywords distribu ting con tro lling system,in tellectual in strum en ts,configu rati on softw are,heat treatm en t 加热炉控温系统是控制产品热处理质量的关键,直接影响产品质量和成本效益。
近年来,随着数字电子技术的发展,传统的动圈式毫伏计和电子电位差计仪表已逐渐被数字式仪表所替代。
尤其计算机技术的采用大大提升了传统仪表的测量水平,而且使普通的数字式仪表从完全由硬件实现仪表功能向软、硬件结合方向发展,数字式仪表已逐渐智能化、小型化和多功能化。
尤其是90年代以来生产的加热设备都普遍采用智能仪表作为控温中心,使加工产品质量和加热能耗均得到了显著改善。
我所设计研制了以智能仪表为核心的M ZK型系列高精度智能控温仪,数家用户已安装十多套,先后近5年的使用表明:该控温仪性能优良、操作简单、安全可靠,且改善了工作环境,降低了劳动强度,是传统仪表升级换代的理想选择。
目前,针对现代化热处理车间发展需求,以及连续式加热炉、铜或铝材时效、退火、化学热处理炉等对控温精度要求较高、控温点较多的场合需求,开发设计了KCS型加热炉计算机集散控制系统,期待取得更加显著的社会效益和经济效益,为企业实行现代化车间管理和自动化改造提供一条行之有效的方法。
热处理计算机集散温度控制系统的开发与应用
热处理计算机集散温度控制系统的开发与应用
曲永印;李正熙;张永忠;李忠庆;候军;吴双
【期刊名称】《基础自动化》
【年(卷),期】1995(2)6
【摘要】本系统采用日本导电（SHIMADAN）公司生产的SR53智能温控器作为下位机，并在原有硬件的基础上进行了功能开发与扩展。
选用AT386微机作为上位机，从而形成了一个小型计算机集散控制系统。
通过在热处理现场的实际应用表明：该系统具有操作简单、组态灵活、使整个生产过程一目了然的特点。
【总页数】4页(P23-25)
【关键词】热处理;计算机;集散控制;温度控制
【作者】曲永印;李正熙;张永忠;李忠庆;候军;吴双
【作者单位】吉林电力专科学校;东北大学;沈阳日汇电子有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG155.92
【相关文献】
1.水泥轨枕蒸汽养护温度计算机集散控制系统 [J], 何德舟
2.计算机集散控制系统的功能开发与应用 [J], 刘青山;王建信
3.热处理设备集散式计算机控制系统设计 [J], 曾华鹏;王萍;朱锐
4.辊道窑温度计算机集散控制系统 [J], 林金表;黄义新
5.基于热处理炉计算机集散控制系统的设计与实现 [J], 曹震
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热处理电炉集散控制系统-热处理温度控制系统
热处理电炉集散控制系统概述本公司开发的热处理集散控制系统，采用了多项新技术、新产品、新观念，具有较高的测控指标和自动化水平，既适用于新建项目的电炉设备配套，也适用于传统热处理车间的技术改造。
特点主要功能及及特点主要功能1.适用于控制各种工业电炉（如井式炉、箱式炉、台车炉、罩式炉、真空炉等）自动实现所要求的控温工艺。
2.可同时控制1—32个温度点（根据电炉结构的复杂程度，控制1—32台电炉），支持同一电炉的多回路(多温区)同步调节，即分段同步控温，大幅度降低操作的复杂程度，提高控制效果。
3.RS—485工业现场总线结构，上、下位机分级控制。
4.关键硬件经过严格选型，上位机采用工业控制计算机；下位机采用可编程序且具有通讯功能的智能PID调节器（智能仪表）或测温模块。
5. 主回路调节采用可控硅或固态继电器模块无触点控制，控制精度高、运行可靠、无噪声。
6.系统的控制软件系为热处理车间“量身定做”的专业测控软件，充分考虑了各种热处理电炉运行、工件热处理各道工序的需求和特点，充分考虑了热处理行业的特点和各种个性化需求；具有很强的针对性。
7.工艺曲线图形化设置、管理与操作是本系统软件设计的一大特色。
操作人员通过上位机对电炉的管理（包括工艺曲线的设置、下传、启停等操作）变得十分简单。
目前的各种组态软件均难以实现本软件的此项功能指标。
8.自动记录过程控制曲线。
除温度曲线外，可选择工艺设定曲线和控温调节记录曲线。
对各电炉、各台智能仪表的工艺控制均有独立的记录曲线，记录文件可长期保存在硬盘中作为历史记录供随时调阅、打印。
9.除了通过调节加热功率按曲线规定控制升温、保温和降温，还可以使用单独的调节回路，按降温曲线实现“通风冷却”（如通过调节变频器、电动调节阀等调节冷风流量）的控制。
10. 完善的报警功能，具有报警事件自动记录功能，事件记录可长期保存。
11. 对关键参数设置、改动具有密码保护，只有设备管理员方可进行更改和设置。
热处理炉炉温单片机控制系统
收稿日期:1997-09-04 第一作者 男 1967年12月生 硕士学位 讲师热处理炉炉温单片机控制系统韩丰田 白国长(郑州工业大学机械系)摘 要 介绍一种采用单片机构成的热处理炉炉温控制系统,对系统的控制算法、硬件设计及软件实现进行了较详细的论述。
现场试验证明该温控系统具有较好的控制效果。
关键词 炉温控制;单片机;控制算法中图分类号 TP368.11 概述热处理电炉的发热体为电阻丝,一般由三相交流电供电,为调节其温度,常规方式大都使用模拟式控制仪表测量温度,并通过控制交流接触器的通断时间比例来达到改变加热功率的目的。
但由于仪表本身测温精度差,并受到交流接触器的寿命限制,通断频率很低,故温度控制精度低,且无法实现按程序设定曲线升温及故障自诊断等功能。
本文提出的炉温控制系统就是为了克服模拟式温控仪的缺陷而研制的。
系统采用高精度放大器及高分辩率V /F 转换器以获得较高的测温精度;热电偶的冷端补偿采用热电阻温度传感器,测量冷端温度准确,克服了常规方法补偿误差大的缺点;采用8031单片机实现控制算法、程序升温、键盘输入、显示打印等功能;使用双向可控硅实现加热功率的控制,由于采用无触点功率开关,故通断频率可设置得很高,显著提高了控温精度。
2 控制算法本系统采用时间最优控制(B ang -B ang 控制)与积分分离PID 控制的双模控制算法[1],时间最优控制可加快动态过程,PID 控制则可提高跟踪精度,保证稳态误差满足要求。
2.1 时间最优控制模式当|R (k )-Y (K )|=|e (k )|E E 1 时间最优控制模式<E 2 积分分离PID 模式li c (2)式中 E 1———时间最优控制偏差极限值 R (k )———第k 次采样时刻的设定值 Y (k )———第k 次采样时刻的反馈值第19卷 第1期1998年 3月 郑州工业大学学报 Journal of Zhengzhou University of Technology Vol 119 No 11Mar 1 1998 e(k)———第k次采样时刻的偏差值 U(k)———第k次采样时刻的计算机输出值 U m ax———计算机输出的最大值2.2 积分分离式PID控制积分分离式PID控制可显著抑制积分饱和,防止产生超调和振荡。
热处理炉温度控制系统
ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｅｍｐｃｒａｔｕｒｅ ｉｎ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｉｎｇ ｆｌＬｒｎａｃｅ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ａｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｌｏｗｓｅｃｒｅｃｙｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｏｆｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ’Ｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｈｉｇｈｌａｂｏｕｒｉｎｔｅｎｓｉｏｎｉｎｔｈｅｆａｃｔｏｒｙａｎｄＳＯｏｎ．
Ｉｔ ｍａｉｎｌｙｓｔｕｄｙｓｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｈｅａｔ∞％丘ｎｇ＆ｖｉｃｅｓａｔ ｈｏｍｅ ｏｖｅｒｓｅａｓ，ｔｈｅｗｏｒｋｔｈｅｏｒｙｏｆｔｈｅｒｍａｌｃｏｕｐｌｅａｎｄＡ／Ｄ ｓｗｉｔｃｈ，ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
ｏｆＳＣＭ，ｔｈｅｕｓａｇｅｏｆａｎａｌｏｇｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆＰＩＤ．Ｉｔ
作者签名：苤金旋日期：忽砟［三国！茸
大连理工大学硕士研究生学位论文
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本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用 规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论 文。
作者签名：苤垒炎
新签名：≤酝旺
呈盟匹．年卫月』日
大连理工大学专业学位硕士学位论文
引言
金属材料热处理是改善材料性能的重要手段，处理的结果主要取决于热处理过程的 工艺条件．体现为热处理过程的温度一时闻曲线，其关键就是热处理过程温度的控制精 度．本题是针对北京某厂新进的两套加热炉设备没有自动控温设备而设计的。加热炉没 有自动控温设备带来的缺点是：控温不准确、加热时间掌握不准确、工人劳动量大、技 术参数保密性不好、不好分散管理。基于这些问题我们利用现代控制技术、传感器技术、 单片机等技术设计了一套对加热炉控制实现自动控制系统—热处理炉自动控制系统。 （１）热处理炉温度控制的意义
热处理炉群集散控制系统(DCS)
图2 冷却油液搅拌示意图11冷却水管 21工件 31搅拌器 41导流装置统。
通过冷水的循环带走部分热量,使油温下降,为连续生产创造了条件。
4 使用效果(1)零件淬火质量提高。
硬度均匀,表面无软点,变形返修率减少了97%,一级品提高到98%。
(2)为连续生产创造了条件,生产率提高了40%。
(3)减少了环境污染,改善了劳动条件。
(4)设备运行可靠,消除了不安全隐患,为安全文明生产提供了保障。
热处理炉群集散控制系统(DCS)李凡东,陈 鹏(莱芜钢铁(集团)有限公司技术开发中心,山东莱芜 271104)Development of Collecting and Distributing ControlSystem of H eat 2treatment FurnacesL I Fan 2dong ,CHEN Peng中图分类号:TP273+・5 文献标识码:B 文章编号:025426051(2000)0320044203 我中心热处理实验室开发出一套多台不同种类热处理炉群的集散控制系统,发挥了智能化数字仪表控制精度高、应用灵活、微机容量大、数据处理快、可进行图形曲线显示和制表等特点,较好地实现了对热处理炉群的集散控制。
1 控制对象及系统设计111 控制对象系统控制对象为11台热处理炉,其中包括小型箱式电阻炉5台,内热式电阻加热管硝盐槽2台,中温外热式电阻坩埚盐浴炉1台,磁性调压高温电极盐浴炉1台,井式气体渗碳炉和简易箱式保护气氛炉各1台。
112 系统设计该系统设计成DCS 控制系统,采用三级控制结构。
上位级(最高级)采用工控微机作集中管理机,实施上位监视和控制。
下位级(次高级)采用智能化数字仪表,实施分散控制。
低位级为手动控制。
为确保系统的高可靠性,DCS 系统应既可以由上位微机控制管理,亦可降级至控制柜面板分散控制或手动控制。
2 系统硬件配置及功能系统硬件配置见图1。
由上位微机操作台、下位机控制柜及现场传感器和执行器3部分组成。
热处理加热炉电气控制系统设计
热处理加热炉电气控制系统设计1. 简介热处理加热炉电气控制系统是加热炉的一个重要组成部分，主要负责加热炉的加热和控制过程。
在热处理加热炉加热和控制过程中，电气系统起着至关重要的作用，能够控制炉温的升降，确保产品质量。
2. 设计要求为了满足加热炉的加热和控制要求，热处理加热炉电气控制系统设计需要考虑以下几个要求：1.加热炉的加热速度和温度控制要求高精度；2.控制系统需要具备稳定性和可靠性，避免因电气控制问题造成安全事故；3.控制系统需要具备良好的可扩展性，以满足日后对加热炉控制的进一步需求。
3. 系统设计3.1 系统组成热处理加热炉电气控制系统主要由以下几个组成部分：1.加热控制器：用于控制加热炉的温度和加热速度；2.电源控制器：用于控制加热炉的电源，确保电气安全；3.信号采集模块：用于采集加热炉的各种数据，向控制器提供反馈。
3.2 设计原则在设计过程中，我们需遵循以下原则：1.系统应该具备高可靠性和稳定性，确保加热炉运行安全；2.系统应该尽可能简单，易于维护和管理；3.系统应该具备可扩展性和灵活性，以满足日后的需求。
3.3 系统配置为了满足系统要求，我们建议采用以下组合，并按如下方式进行配置：1.PLC控制器，可实现高精度的温度和加热速度控制；2.I/O模块，基于数字信号，用于采集和输出数据；3.控制面板，用于人机交互。
其中，人机交互板提供温度设定，模式选择和状态监测功能。
4.调节器，用于控制加热炉中的温度。
4. 系统代码设计系统代码是系统设计的重要组成部分。
在系统设计中，我们需要考虑以下几个方面：4.1 程序结构系统代码可以分成以下几个部分：1.采集数据：用于采集加热炉温度、传感器反馈和其他数据；2.温度控制：控制加热炉的加热速度和温度；3.炉温监测：提供炉温监测功能。
4.2 代码编写为了满足系统要求，在编写代码时，我们需要注意以下几个方面：1.考虑代码的可读性和可维护性；2.确保代码能够实现高精度的温度和加热速度控制；3.注意代码的稳定性和可靠性。
热处理温度控制器工作原理
热处理温度控制器工作原理
热处理温度控制器是用于控制热处理过程中温度的设备。
其工作原理主要分为以下几个步骤：
1. 传感器检测：热处理温度控制器通常会使用温度传感器（如热电偶、热敏电阻等）来实时检测热处理设备内部的温度。
2. 信号传输：传感器检测到的温度信号会通过电路传输到控制器主板上。
3. 温度比较：控制器主板会将传感器检测到的温度信号与用户设定的目标温度进行比较。
4. 控制动作：如果检测到的温度低于设定的目标温度，控制器会启动加热装置（如电加热器、电炉等）进行加热；如果检测到的温度高于设定的目标温度，控制器会启动冷却装置（如风扇、水冷系统等）进行降温。
5. 反馈控制：控制器会不断监测加热或冷却过程中的温度变化，并通过控制加热或冷却装置的工作时间或功率来实现温度的稳定控制。
6. 温度显示：热处理温度控制器通常还会通过显示屏将当前温度值实时展示给操作人员。
整个过程中，热处理温度控制器不断地检测、比较和调整，以
保持热处理过程中的温度稳定在预定值附近，确保热处理工艺能够按照要求进行。
热处理炉温控制系统设计
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ
Ｔ ｈ ｅ ｈ ａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ ｉ ｓ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ｂ ｙ Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ５ １ ＭＣＵ， ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ， ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ， ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ａ ｍｐ ｌ ｉ ｆ ｉ ｅ ｒ ， ａ ｎ ａ ｌ ｏ ｇ — ｔ ０ 一 ｄ ． ｇ —
桑 森 田国会 晁彦举 （ 山东大学控制科学与工程学院， 山东 济南 ２ ５ ０ ０ ６ １ ）
・
摘
理 炉温 控 制 系统使 温度 控 制 指 标得 到 了大 幅 度提 高 。硬 件 部 分 由 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ １ 单 片机 、 温度 检 测 电 路、 电源 电路 、 信 号放 大 电路 、 Ａ Ｄ 模 数 转换 电 路 、 键 盘输 入 电路 、 显 示 电路 及 执 行 电路 等 组 成 。 其 中信 号 放 大 电路 将 温度 检 浸 ４
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ ： ＡＴ８ ９ Ｃ５１， ｆ ｕ ｒ ｎ ａ ｃｅ， ｔ ｅ ｍｐ ｅｒ ａｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ， ｄａ ｈｉ ｌ ｉ ｎ ａ ｌ ｇｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ， ｓ ｉ ｍｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
热处理车间电炉集散控制系统应用问题
该 系统 由工 程计 算 机 、ＲＳ ８ 讯转 换 接 口、 一４ ５通 智能 Ｐ Ｄ调 节器 、 Ｉ 三相 调功 模块 、 关量 输入 模块 、 开 开
关量输 出模块 、模拟量输入模块、打印机等组成 。热
处理集 散 控制 系统 流程 图见 图 １ 。
工程 计算 机作 为 系统的 上位机 ， 通过 Ｒ 一４ ５现 Ｓ ８
模块 ＡＤ ＡＭ 一４ ５ ０ ３输入 上 机位 ，完 成 炉 门状 态 的监
收稿 日期 ：２ ０ 一 ２ ；修 回 日期 ：２０ — ２０ ０５¨ ３ ０ ６０— ７ 作 者 简介 ：谭 国华 （９ ３） 男 ， 宁 昌 图 人 ， 工 ， 科 。 １７一， 辽 助 本
维普资讯
热处理 车 间电炉集散 控制 系统应用 问题
谭 国华
（ 钢 技 术 中心 物理 室 ， 山 西 太 原 太 ０００） ３ ０ ３
摘 要 ：简 要 地 介 绍 了热 处 理 车 间 电炉 集 散 控 制 系 统 在 实 际 生 产 过 程 中遇 到 的 一 些 问 题 。
关 键 词 ： 热 处理 ； 集 散 控 制 系 统 ｉ应 用 中 图 分 类 号 ：ＴＭ Ｉ５ １ ５． 文 献 标 识 码 ：Ａ
统 执行 此工 艺 时 ，必 须把 工艺 分 为两部 分 执行 ，即当
统 。该 系 统 的引进使 我公 司 的热 处 理水 平得 到 了很 大
的改进 ，但 在实 际应 用过程 中也 产 生 了诸 多 问题 。其
中一些 问题通过我们 的努力得到了解决 ，而另一些却
有待 于对 该 系统 的进一 步完 善 。 １ 热 处理 集散 控制 系统 简介
１ １ 硬件 组 成及 工作 原理 ．
现 以下 功 能 ：① 编 制修 改工 艺参 数 ，并 向 ＰＤ 调节器 Ｉ
热处理炉控制系统介绍
热处理炉控制系统介绍热处理炉控制系统是用于控制和监控热处理炉的一种自动化系统。
热处理炉是用于加热金属工件以改变其物理和化学性质的设备，常用于金属加工和制造业中。
通过使用热处理炉控制系统，操作人员可以实现对炉子温度、压力、气氛和时间等参数的精确控制，从而提高生产效率和产品质量。
热处理炉的控制系统通常由以下几个组成部分构成：传感器、执行机构、控制器和人机界面。
首先，传感器是热处理炉控制系统中的重要组成部分，用于感知炉子内部各种参数，如温度、压力、流量、气氛等。
常见的传感器包括热电偶、压力传感器和气氛传感器等。
传感器将感知到的信息转化为电信号，并传输给控制器。
其次，执行机构是根据控制器的信号进行操作的设备，用于控制炉子内的温度、压力和气氛等参数。
常见的执行机构包括加热器、冷却装置、气氛调节装置等。
执行机构根据控制器的指令，调节炉子内的参数，以实现所需的热处理效果。
控制器是热处理炉控制系统中的大脑，负责接收传感器传输过来的信号，进行数据处理和算法运算，并根据预设的控制策略生成控制信号，控制执行机构的运行。
控制器通常采用单片机、PLC或计算机等硬件设备，并配备相应的控制软件。
最后，人机界面是热处理炉控制系统与操作人员之间的交互界面。
通过人机界面，操作人员可以进行参数设定、监控炉子工作状态、记录和保存数据等操作。
人机界面通常是采用触摸屏、键盘和鼠标等输入设备，显示屏等输出设备。
操作人员可以通过人机界面直观地了解炉子的运行情况，并进行相应的操作。
除了上述的基本组成部分之外，一些先进的热处理炉控制系统还可以具备其他功能，如远程监控和报警、数据存储和分析、故障诊断和自动校准等。
这些功能可以帮助企业实现生产过程的数字化管理，提高生产效率和产品质量，降低成本和能源消耗。
总之，热处理炉控制系统是现代化制造企业中不可或缺的一部分。
通过使用热处理炉控制系统，企业可以实现对热处理工艺的精确控制，提升产品质量和经济效益。
随着科技的不断进步，热处理炉控制系统将继续向着智能化、自动化和高效化的方向发展，为企业的发展提供更加可靠和稳定的技术支持。
热处理炉温度控制系统
位置式PID算法
• 由于计算机控制是一种采样控制，它只能根据采样时刻的 偏差计算控制量，而不能像模拟控制那样连续输出控制量 量，进行连续控 • 增量式PID算法
增量式PID
• 所谓增量式PID是指数字控制器的输出只是控制量的增量 kuΔ。当执行机构需要的控制量是增量，而不是位置量的 绝对数值时，可以使用增量式PID控制算法进行控制。 •
题目要求
• 电热棒直接加热，温度控制在1000℃， • 控制精度 1% • 对检测环节、控制环节、执行机构、控制规律选择、PID 参数的整定
设计思想
• 本设计采用STC12C5A60S2单片机为热处理炉温度控制系统 的核心器件。 • 温度检测环节采用热电偶传感器。 • 执行机构采用晶闸管。 • 控制算法采用 C语言PID调节。
• • •
热处理炉温度控制系统概括
• 温度变化通过热电偶传感器转换成电势变化经过处理转换 成0到5V电压信号 • STC12C5A60S2 10AD位采样电压 • C语言 增量式 PID 调节 输出晶闸管的触发脉冲相位 • 晶闸管控制电热棒功率大小达到控制炉温的要求
热处理炉温度控制系统方框图
元器件清单
热电偶要求
• ① 组成温度传感器热电偶的两个热电极的焊接必须牢固； ② 两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路； ③ 补偿导线与温度传感器热电偶自由端的连接要方便可靠 ； ④ 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
热电偶传感器
• 热电偶传感器是一种将温度变化转换为电势变化的传感器 。在工业生产中，热电偶是应用最广泛的测温元件之一， 其主要优点是测温范围广可以在1K至2800‘C的范围内使用 ，精度高性能稳定，结构简单，动态性能好，把温度转换 为电势信号便于处理和远距离传输。
热处理电炉集散控制系统
3. SR50 系列仪表参数设定 可以实现上位机与
计量技术 2001 No 7 · 1 7 ·
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测量与设备
四 、实验结果 彩色分析仪加积分球测量的实验装置如图 4 所 示 。积分球的大小与开孔面积有关 。一般要求开孔面 积不大于积分球面积的 10 % 。开孔面积过小 , 将使入 射的光通量太小 , 彩色分析仪将不能测量暗场的色品 坐标和亮度 。
测量前 ,以彩色亮度计的测量结果为标准 , 对彩色 分析仪进行定标 。定标后 , 测量不同亮度下液晶显示 器的色品坐标和亮度并与彩色亮度计相比较 。结果如 下表所示 。
四 、结论
该系统采用计算机集散控制系统 ,对热处理电炉 实行集中控制和管理 ,实现了生产过程的自动化 ,提高 了现代化生产水平 。具有较高的测控指标和自动化水 平 ,既适用于新建项目的电炉设备配套 ,也适用于传统 热处理车间的技术改造 。
月 02 日 22 时 904 井 式 炉 电 工 钢 处 理 退 火 AR03 - 择等 。
9802. Rcd”。历史记录中包括记录曲线 、功率曲线 、工
升、降温自适应功能选择的作用 :目前绝大多数的智
艺曲线 、事件记录表等 ,可通过“历史记录”菜单项进行 能 PID 调节器 ,在升 、降温调节过程中均以给定的目标
整个软件由“工艺编辑程序”和“过程控制程序”两 常 、缺相/ 电源故障 、断偶报警等事件 。各种报警通过
· 16 · 计量技术 2001 No 7
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热处理电炉集散控制系统
概述
本公司开发的热处理集散控制系统，采用了多项新技术、新产品、新观念，具有较高的测控指标和自动化水平，既适用于新建项目的电炉设备配套，也适用于传统热处理车间的技术改造。
特点
主要功能及及特点
主要功能
1.适用于控制各种工业电炉（如井式炉、箱式炉、台车炉、罩式炉、真空炉等）自动实现所要求
的控温工艺。
2.可同时控制1—32个温度点（根据电炉结构的复杂程度，控制1—32台电炉），支持同一电炉的
多回路(多温区)同步调节，即分段同步控温，大幅度降低操作的复杂程度，提高控制效果。
3.RS—485工业现场总线结构，上、下位机分级控制。
4.关键硬件经过严格选型，上位机采用工业控制计算机；下位机采用可编程序且具有通讯功能的
智能PID调节器（智能仪表）或测温模块。
5. 主回路调节采用可控硅或固态继电器模块无触点控制，控制精度高、运行可靠、无噪声。
6.系统的控制软件系为热处理车间“量身定做”的专业测控软件，充分考虑了各种热处理电炉运
行、工件热处理各道工序的需求和特点，充分考虑了热处理行业的特点和各种个性化需求；具有很强的针对性。
7.工艺曲线图形化设置、管理与操作是本系统软件设计的一大特色。
操作人员通过上位机对电炉
的管理（包括工艺曲线的设置、下传、启停等操作）变得十分简单。
目前的各种组态软件均难以实现本软件的此项功能指标。
8.自动记录过程控制曲线。
除温度曲线外，可选择工艺设定曲线和控温调节记录曲线。
对各电炉、
各台智能仪表的工艺控制均有独立的记录曲线，记录文件可长期保存在硬盘中作为历史记录供随时调阅、打印。
9.除了通过调节加热功率按曲线规定控制升温、保温和降温，还可以使用单独的调节回路，按降
温曲线实现“通风冷却”（如通过调节变频器、电动调节阀等调节冷风流量）的控制。
10. 完善的报警功能，具有报警事件自动记录功能，事件记录可长期保存。
11. 对关键参数设置、改动具有密码保护，只有设备管理员方可进行更改和设置。
12. 具有良好的系统扩展性能。
主要技术主要技术指标指标指标
序号 指 标 名 称 技 术 指 标 单 位 1 智能仪表温度测量准确度 ±(0.25FS%+1字) * 3 智能仪表温度测量范围 0—1600(与热电偶分度号有关)*
℃ 4 可编程工艺段数 1—30 * 段 5 工艺段长度 0—9999 * 分钟 8 功率控制方式 单相/三相过零或移相 9 负载接法
三角型、星型（星型点不接地）
10 电炉分段加热、测控段数 1—18 段 11 热处理电炉控制柜外形参考尺寸（或
按用户要求）
1700× 700×500
mm
3
12
通讯方式
RS—485
硬件组成及工作原理硬件组成及工作原理
硬件组成框图硬件组成框图（（以一台三温区电炉为例）
：
热处理热处理专用专用专用软件简介软件简介
本软件集中针对热处理车间多台电炉的控制而开发和设计，充分考虑了热处理行业的特点和各种个性化需求；
系统为您设计了简单易学、直观快速的热处理工艺编辑工具。
基于对工艺管理的严肃性、方便性和系统工作可靠性的多重考虑，我们在软件中特意将工艺文件编辑部分以单独的可执行文件从控制软件中独立出来，整个软件由“工艺编辑程序工艺编辑程序工艺编辑程序”和“过程控制程序过程控制程序
过程控制程序”两部分组成。
如果工艺管理人员不希望车间操作人员改动工艺而只允许他们调用这些工艺，那么可以将本软件的工艺编辑程序安装在工艺管理人员办公室的计算机上，而承担过程控制的工控PC 中只安装过程控制程序。
工艺文件的创建与编辑工作是通过“工艺文件编辑程序”来实现的。
窗口界面见下图：
系统设置了丰富的显示界面，包括工艺曲线、记录曲线、仪表盘、动态参数表、动态参数表、事件记录表、装炉工件记录表等，
为适应用户对热处理控制系统不同现状、不同层次的需求，在保证系统正常、可靠运行的前提下，我们在控制软件中对多种常用品牌和型号的智能仪表及测温模块提供了接口支持，用户可通过上位机的控制软件，对其管理的各PID 调节器内部的参数进行查询、修改。
电炉配置参数结构 电炉配置参数结构
主要显示界面示例
示例
主要显示界面
示例
工艺曲线
仪表盘。