井式炉温度测控系统

井式炉温度测控系统 行通信的缺陷， 提高了变电站综合自动化系统运行的 可靠性、 经济性和安全性， 它必将大力促进变电站综合 自动化技术的发展。
参考文献
! # & + , 黄益庄 " 变电站综合自动化技术 " 北京： 中国电力出版社， #$$$ 阳宪惠 " 现场总线技术及其应用 " 北京， 清华大学出版社， !%%% 邬宽明 " ’() 总线原理和应用系统设计 " 北京： 北京航空航天大 学出版社， !%%* 吴秋峰 " 自动化系统计算机网络 " 北京： 机械工业出版社， #$$! 高福祥， 等编 " 接口技术 " 沈阳： 东北大学出版社， !%%% （!） ： &- . +# !%%%
万方数据
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《自动化仪表》 第 !" 卷第 ## 期
!$$% 年 ## 月 能满足工艺要求。 集需 10， 井式炉温度控制系统 由 2341$ 单片 机担任， 图是该系统的结构图， 它由 $ 个模 # 数转换电路， $ 个模 数转换电路等组成。温度信号通过传感器转变为电信 号， 再经模 # 数转换送给 2341$ 单片机。一般温控系统 为一大滞后系统， 纯滞后可引起系统不稳定。大量的 难以达 应用实践表明， 采用传统的 56& 控制质量较差， 到满意效果。本系统用模型参考自适应法对人工气候 室的温度进行控制。模型参考自适应控制系统的设计 方法主要有两种方法： 局部参数的最优化方法和稳定 性理论方法。用局部参数最优化的方法设计出来的自 适应控制系统一般具有形式简单， 便于执行的优点， 但 系统常常是不稳定的。在自适应控制系统中， 稳定性 是基本要求， 不稳定的系统是无法工作的， 而用稳定性 理论的方法设计出来的系统就一定是稳定的。
修改稿收到日期： #$$# 2 $* 2 #$。 第一作者冯丽， 女， !%/, 年生， !%%- 年毕业于贵州工业大学， #$$! 年 获硕士学位， 现为浙江大学在读博士研究生； 研究领域： 电力系统运到与 控制、 调度自动化， 发表论文 * 篇。
等 " 现场总线技术与现 场 总线 控制 系统， 冶金 自动化 " * 汤键彬，
井式炉温度测控系统
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（江南大学通信与控制工程学院， 无锡
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引言
低碳钢丝的热处理多用井式炉， 温度是热处理工
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系统工作原理及设计
根据系统应具有的功能， 设计成一个二级集散型
艺中一个很重要的参数， 生产过程中必须做到炉温测 量准确， 并均匀控制炉膛上、 中、 下三层炉温。低碳钢 丝热处理工艺主要分为 & 个 部分， 即 等 温、 淬火 加 热 （淬火） 、 回火， 其中淬火加热和回火对温度要求相当严 格。
对热处理工艺参数 ! 炉温控制为多程序段控制， 具有固化和可编程功能； " 后备控制计算机可实现与各主控区终端的无 扰动切换； 工艺曲线设 # ’34 显示器上具有人机对话功能， 定、 运行状态、 趋势显示、 流程显示等多种直观画面， 对 炉内状况进行实时监控； 记录温度和监控温 $ 每区段温度设有主控温度、 度； 具有超温及联锁报警； % 工艺执行过程中， 控制参数、 温度测量和各类人 & 各种工艺参数、 机对话画面都可定时打印。
器连接， 使得整个系统成本很高、 功耗也很大。 为了克服以上缺点， 采用了如图 ! 所示的串行变 其特点是多个热电偶 送器电路组成的 !" 路测温系统， 共用一个变送器。当计算机并口发出转换指令时， 指 令首先进入译码电路， 指令中地址部分经译码后输出 到电子开关， 从而选通其中一路。经电子开关选通以 后的信号输入到变送器， 这时转换指令中的转换部分 开启模 # 数转换器， 将电压转换为 $! 位二进制数据， 并 将其输入到锁存器。而后计算机发出锁存读入指令， 锁存指令将 % # & 输出的 $! 位数据分别锁存到锁存器 中。读入指令将 $! 数据分 ! 次读入并口。
吴
雷， 等
等 " 企业 网络 系 统 中的 现 场 总线 技 术 " 自动 化 与 仪表， / 阳宪惠， （!） ： !%%-， !& !./ - 谭文恕 " 变电站通信网络和系统协议 01’*!-,$ 介绍 " 电网技术， （%） ： #$$!， #, - . !! % 徐立子 " 变 电 站 自 动 化 系 统 的 分 析 和 实 施 " 电 网 技 术， #$$$， #+ （,） ： #, . #%
控制系统， 如图 ! 所示。
图!
系统结构框图
"
系统功能wk.baidu.com
作为集中控制的主机 （上位机） 由工控机承担。下 位机则以 -%’,! 单片机为核心， 共有 # 台单片机， !5 机 用于 #/ 路温度自动检测系统， # 5 机用于温度控制系 统。这样， 既利用了工控机实现人机界面和数据计算 方便， 又利用于单片机实时控制能力强的优点。 自动检测系统由 -%’,! 单片机担任， 整个系统由 温度传感器、 ! 个 #/ 路多路开关、 ! 个 !# 位模 6 数转换 电路、 ! 个采样保持电路等组成。温度通过传感器转 变为电信号， 送给变送器， 变送器输出的信 号送到 采 样 6 保持 （ 7 6 8） 器电路， 再经 ( 6 9 转换器转变为数字信 号送入单片机进行处理。采用并行变送器电路组成的 其特点是可同时对多点温度进行快 #/ 路测 温 系 统， 速、 精确地测量。但每一种温度传感器都与一个变送
图 ! !" 路测温系统串行变送器电路
由于 !" 路热电偶共用一个变送器， 因此系统在换 路过程中电路需要有一个过渡时间， 适当地配置阻容 值和增加每路测温时间便能解决该问题。选用 ’%( ) 以保证接触可靠和减少接触电阻。 * 型多触头继电器， 该测量系统成本对于前者大大下降， 功耗也有很大下 降。在该系统中虽然用了非线性化补偿电路， 但在实 际中由于多种因素的影响， 输入与输出之间的关系并 非完全呈线性。同时， 作为温度传感器热电偶其参数 的分散性很大， 给系统带来很大的误差， 因此应采用一 定的措施进行非线性补偿和消除传感器参数的分散性 给系统带来的误差。折线法是常用的非线 性 补 偿方 法， 因此该系统利用了折线法。首先， 对每个热电偶进 行标 定， 即 测 得 每 支 热 电 偶 在 温 度 为 +, 、 $++, 、 相应地输出为 !$ ， …， !++, 、 -++, 、 $+++, 时， !! ， !- ， 然后根据这些数据算出各段直线方程。系统在实 !$+ ， 际测量时， 先测出热电偶的输出信号 ! ， 根据 ! 的值判 别它属于哪一段直线方程， 然后根据该直线方程求出 对于任何测得的信号 ! （在测量量程 温度值 " 。这样， 内） 根据所求的分段线性方程就可以求出相应的物理 量 " 。该系统经过测定温度测量精度在 . $, ， 完全满 足设计的要求。系统如不采用折线法和对每个热电偶 定标方法， 而只用一段直线来拟合， 其最大测量误差达 用 . *, 则不能满足设计要求。由以上分析可以看出， 折线法进行补偿的精度要比不用折线法时高， 而且对 于折线法来讲， 随着段点的逐级增加， 拟合精度也逐渐 完成 !" 路循环采 提高。本系统每路测温时间为 + / !0， 用波波夫超稳定性方法设计模型参考自适应系统 时， 可找到一类 （或几类） 稳定自适应算法。这个方法 给设计者提供寻找自适应律更大的灵活性。避免李亚 普诺夫方法的局限性。本系统就是用波波夫超稳定性 理论来设计模型参考自适应系统。人工气候室是纯滞 后的一阶对象， 其传递函数是 （ $） # 7 %+ 8 )!& ’9 : $