CN106227264B - 一种盐浴炉温度控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及自动控制领域，具体涉及一种盐浴炉温度控制系统。包括：采集盐浴炉内温度的温度采集装置；与温度采集装置相连，控制盐浴炉内加热温度的温度控制装置；与温度控制装置相连，接收温度控制装置的电流信号对盐浴炉进行加热的加热装置。本发明结构简单、操作方便、温度控制精度高、炉温温度均匀，产品合格率高。使用无触点的功率控制器通过智能PID控制取代传统接触器位式控制实现精确控温，在降低噪音的同时，提高控温动态性能和静态精度，有效防止设备过载，由于将系统以往的“通断式”加热模式改进成连续的“温火慢炖”模式，解决了盐液剧烈翻滚问题，减少零件报废率。
Description
技术领域
本发明涉及自动控制领域，具体涉及一种盐浴炉温度控制系统。
背景技术
现有技术中使用的盐炉大多是以手动调档变压器+传统接触器位式控制方式来对盐浴炉的冷启动、升温过程、保温过程进行控制。该控制手段相当落后，在冷启动阶段，操作者首先在将电极放入炉膛内，再加入少量的固态盐（其成分为氯化钡和氯化钾的混合物），将变压器的手动换挡机构拨到1档，再启动加热；待炉膛内的温度慢慢升高，盐慢慢熔化，操作者再投入一定量的盐，再关闭加热，将档位拨至2档……以此类推，直至将盐完全熔化达到指定工艺温度。可以看出，在冷启动升温过程中，变压器是由低档位升至高档位，但在升档过程中，就必须先停止加热再进行变压器换挡操作；而且在加热淬火阶段，温度的调节是靠接触器频繁的通断来对温度进行控制。这种落后的操作方式，不仅工序繁琐，而且控温精度也十分差，并且在换挡过程中，经常出现打火现象，以致变压器触头容易被烧毁，不仅带来安全隐患，而且影响生产进度。
为解决以上问题，公开号为：CN203658865U，公告日为：2014-06-18的中国发明专利申请，公开了一种盐浴炉温度控制系统，包括采集所述盐浴炉温度的温度采集单元；与所述温度采集单元相连，当所述温度采集单元采集到的温度信号超出预设值时，输出相应的控制信号的控制器；与所述控制器相连，根据所述控制器输出的控制信号控制所述盐浴炉的主电源断电的断电控制单元。
该系统采用“通断式”加热模式，通过当控制器确定该温度超于了预设温度值时，控制盐浴炉的主电源断电，避免盐浴炉温度过高。当温度降低时再升温。该系统虽然解决了盐浴炉温度自动控制的问题，但是在加热时由于温度的急剧升高，容易出现盐液的剧烈翻滚，造成零件尤其是小零件在高温盐液中过度变形产生变形报废，降低产品的合格率。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术中存在的问题，提出一种结构简单、操作方便、温度控制精度高、炉温温度均匀的一种盐浴炉温度控制系统，从而提高加工出来的产品的合格率。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种盐浴炉温度控制系统，包括：
采集盐浴炉内温度的温度采集装置；
与温度采集装置相连，控制盐浴炉内加热温度的温度控制装置；
与温度控制装置相连，接收温度控制装置的电流信号对盐浴炉进行加热的加热装置。
所述温度控制装置包括PID调节器Ⅰ、PID调节器Ⅱ和功率控制器，所述PID调节器Ⅰ的输入端与温度采集装置相连，输出端与PID调节器Ⅱ的输入端相连；所述PID调节器Ⅱ的输入端分别与PID调节器Ⅰ的输出端和功率控制器的输出端相连，输出端与功率控制器的输入端相连；所述功率控制器的输入端与PID调节器Ⅱ的输出端相连，输出端分别与PID调节器Ⅱ的输入端和加热装置相连。
所述温度采集装置设置于盐浴炉内，与PID调节器Ⅰ的输入端相连。
所述加热装置设置于盐浴炉内，与功率控制器的输出端相连。
所述温度采集装置采用温度传感器。
所述温度采集装置采用热电偶。
所述加热装置采用电极。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明结构简单、操作方便、温度控制精度高、炉温温度均匀，产品合格率高。
2、使用无触点的功率控制器通过智能PID控制取代传统接触器位式控制实现精确控温，在降低噪音的同时，提高控温动态性能和静态精度，有效防止设备过载，由于将系统以往的“通断式”加热模式改进成连续的“温火慢炖”模式，解决了盐液剧烈翻滚问题，减少零件报废率。
3、取消易于烧毁且操作不便的有触点变压器换挡开关，用智能仪表的在线电子调压功能来实现无级变档，从而大大提高设备的可靠性和电气元件的使用寿命，提高自动化程度，使设备的加工精度更高。
4、在化炉过程中首先采用低电流，待盐渐渐熔化后再逐渐提高电流来控制盐炉的熔化过程，当盐液完全溶化完成后再满功率进行升温调节过程。在不加工零件时，为防止盐液凝固状态下，传感器不投入系统控制的保温过程。可调节系统达到动态平衡，使盐液不凝固且功率输出最小化。本系统可极大地减少能量的消耗，节约运行成本。
附图说明
图1是本发明所述的盐浴炉温度控制系统的结构图；
图2是本发明所述的盐浴炉温度控制系统的控制原理图；
图3是本发明所述的盐浴炉温度控制系统的电路图；
图4是本发明所述的盐浴炉温度控制系统的操作流程图。
图中标记：1、温度采集装置，2、温度控制装置，21、PID调节器Ⅰ，22、PID调节器Ⅱ，23、功率控制器，3、加热装置。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做详细的说明。
实施例1
作为本发明的一种较佳实施例，参照说明书附图1至附图4，本实施例公开了一种盐浴炉温度控制系统，本实施例包括：
一种盐浴炉温度控制系统，包括：
采集盐浴炉内温度的温度采集装置1；
与温度采集装置1相连，控制盐浴炉内加热温度的温度控制装置2；
与温度控制装置2相连，接收温度控制装置2的电流信号对盐浴炉进行加热的加热装置3。
实施例2
作为本发明的一种较佳实施例，参照说明书附图1至附图4，本实施例公开了一种盐浴炉温度控制系统，本实施例与上述实施例的区别在于：
所述温度控制装置2包括PID调节器Ⅰ21、PID调节器Ⅱ22和功率控制器23，所述PID调节器Ⅰ21的输入端与温度采集装置1相连，输出端与PID调节器Ⅱ22的输入端相连；所述PID调节器Ⅱ22的输入端分别与PID调节器Ⅰ21的输出端和功率控制器23的输出端相连，输出端与功率控制器23的输入端相连；所述功率控制器23的输入端与PID调节器Ⅱ22的输出端相连，输出端分别与PID调节器Ⅱ22的输入端和加热装置3相连。
所述温度采集装置1设置于盐浴炉内，与PID调节器Ⅰ21的输入端相连。
所述加热装置3设置于盐浴炉内，与功率控制器23的输出端相连。
所述温度采集装置1采用温度传感器。
所述温度采集装置1采用热电偶。
所述加热装置3采用电极。
本发明用功率控制器23和PID调节器所组成的在线无级调压控制来取代以往的手动离线换挡，增加电流反馈环，使系统在温度环未介入控制时，率先由电流环来对炉体升温过程进行控制，不仅提高升温效率，并且使操作更简单，更安全。其中，PID调节器作为本系统的温度给定输入，热电偶温度传感器以反馈温度作为温度闭环；再有功率控制器23的电流反馈环作为输出控制单元。在正常热处理工作阶段，系统只执行温度闭环调节，但当在升温化炉阶段，由于负载的剧变特性，此时在功率控制器23上设置好的电流PID开始介入调节，限制电流以达到防止过载的效果。系统由原来的单闭环变成双闭环结构，使控温更加精确，均匀性更好。在主回路方面，摒弃无数的接触器式的位式控制模式，由功率控制器实现移相调压，在降低噪音的同时，也大大简化了系统的控制线路，降低设备故障率。并且由于系统是连续的“温火慢炖”加热模式，与之前的“通断式”加热模式相比，还可以解决盐液翻滚剧烈问题，防止零件尤其是小零件在高温盐液中过度变形报废，使产品合格率提高。
本系统的操作流程为：在冷炉状态时，首先将电极放入盐浴炉之中，再倒入一定量的盐（固态），利用PID调节器的在线无级调压功能，开启加热，逐步升温，直到盐完全熔化成红色液态，插入热电偶，仪表和记录仪都开始介入系统，此时，整个系统形成双闭环控制模式，将工作模式选择至自动状态，设定所需的工艺温度，当达到设定温度后，即可自动开始工艺热处理工序。
所述PID调节器可采用SR23数字调节仪。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
Claims (6)
1.一种盐浴炉温度控制系统，其特征在于，包括：
采集盐浴炉内温度的温度采集装置（1）；
与温度采集装置（1）相连，控制盐浴炉内加热温度的温度控制装置（2）；
与温度控制装置（2）相连，接收温度控制装置（2）的电流信号对盐浴炉进行加热的加热装置（3）；
所述温度控制装置（2）包括PID调节器Ⅰ（21）、PID调节器Ⅱ（22）和功率控制器（23），所述PID调节器Ⅰ（21）的输入端与温度采集装置（1）相连，输出端与PID调节器Ⅱ（22）的输入端相连；所述PID调节器Ⅱ（22）的输入端分别与PID调节器Ⅰ（21）的输出端和功率控制器（23）的输出端相连，输出端与功率控制器（23）的输入端相连；所述功率控制器（23）的输入端与PID调节器Ⅱ（22）的输出端相连，输出端分别与PID调节器Ⅱ（22）的输入端和加热装置（3）相连。
2.根据权利要求1所述的一种盐浴炉温度控制系统，其特征在于：所述温度采集装置（1）设置于盐浴炉内，与PID调节器Ⅰ（21）的输入端相连。
3.根据权利要求1所述的一种盐浴炉温度控制系统，其特征在于：所述加热装置（3）设置于盐浴炉内，与功率控制器（23）的输出端相连。
4.根据权利要求1所述的一种盐浴炉温度控制系统，其特征在于：所述温度采集装置（1）采用温度传感器。
5.根据权利要求1所述的一种盐浴炉温度控制系统，其特征在于：所述温度采集装置（1）采用热电偶。
6.根据权利要求1所述的一种盐浴炉温度控制系统，其特征在于：所述加热装置（3）采用电极。
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