高溫物性測(cè)試儀升溫控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及高溫熔體物性檢測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高溫物性測(cè)試儀升溫控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高溫物性綜合測(cè)試儀是用來測(cè)量高溫熔融狀態(tài)下熔體的物性參數(shù)的設(shè)備，例如煉鋼用的保護(hù)渣、煉鐵的鐵渣等，該測(cè)試儀需要在高溫爐膛內(nèi)把溫度升到1200°C?1500°C才能融化進(jìn)行測(cè)量。升溫系統(tǒng)是高溫物性測(cè)試儀設(shè)備最重要的部分，它決定了測(cè)試效率和測(cè)試耗材成本，選擇合適的發(fā)熱體、設(shè)定最佳的升溫曲線能夠大幅度提高測(cè)試效率，降低測(cè)試成本?，F(xiàn)有的高溫物性測(cè)試儀采用簡(jiǎn)單的帶有PID (比例proport1n、積分integrat1n、微分differentiat1n控制器)調(diào)節(jié)功能的電流表，進(jìn)行升溫控制，這種方式需要試驗(yàn)人員時(shí)刻在控制柜旁邊監(jiān)視通過硅鉬棒的電流值，隨著溫度的升高，硅鉬棒的阻值增大，導(dǎo)致電流變小，此時(shí)需要人工調(diào)大電壓，以相應(yīng)增加電流值，保證較快的升溫速度，整個(gè)升溫過程需要兩個(gè)小時(shí)左右，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。并且升溫的控制精度難以保證。另外，傳統(tǒng)的高溫物性測(cè)試儀升溫系統(tǒng)根據(jù)硅鉬棒的升溫特性，設(shè)定隨時(shí)間變化的升溫曲線，控制輸出電壓，以達(dá)到爐膛自動(dòng)升溫的目的。但是存在著室溫隨季節(jié)變化大的因素，如果統(tǒng)一按某一個(gè)曲線升溫，升溫控制難以達(dá)到預(yù)期。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種高溫物性測(cè)試儀升溫控制裝置，本裝置采用電流負(fù)反饋形式，可以自動(dòng)維持通過硅鉬棒的電流在目標(biāo)電流附近，自動(dòng)升溫，節(jié)省了人力。當(dāng)爐膛實(shí)際溫度和目標(biāo)設(shè)定溫度在60°C以內(nèi)時(shí)，模糊溫度控制投入使用，以便爐膛溫度穩(wěn)定在目標(biāo)溫度。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型公開的一種高溫物性測(cè)試儀升溫控制裝置，它包括變壓器和硅鉬棒，其特征在于:它還包括可控硅觸發(fā)器、電流互感器、可編程控制器，其中，所述可控硅觸發(fā)器安裝在變壓器的初級(jí)用于控制變壓器的初級(jí)與工業(yè)電源之間的通斷，變壓器的次級(jí)的兩端連接硅鉬棒的兩端，所述電流互感器安裝在變壓器的次級(jí)，電流互感器的信號(hào)輸出端連接可編程控制器的信號(hào)輸入端，可編程控制器的信號(hào)輸出端連接可控硅觸發(fā)器的控制端。
[0005]本實(shí)用新型的有益效果:
[0006]本實(shí)用新型在升溫階段，以通過硅鉬棒的電流值(通過電流互感器采集)為控制對(duì)象，保證硅鉬棒安全前提下以最短的時(shí)間自動(dòng)升到目標(biāo)溫度附近(通過可編程控制器對(duì)可控硅觸發(fā)器進(jìn)行普通控制)。當(dāng)爐膛實(shí)際溫度(有外部的爐膛測(cè)溫設(shè)備感應(yīng))和目標(biāo)溫度差值在60°C以內(nèi)時(shí)，可編程控制器內(nèi)的現(xiàn)有模糊溫度控制程序投入使用，可編程控制器向可控硅觸發(fā)器發(fā)出精確的控制信號(hào)，保證爐膛溫度準(zhǔn)確的到達(dá)目標(biāo)值，這種控制方式解決了高溫度大慣性量溫度不好穩(wěn)定的問題。使?fàn)t膛溫度能精確控制。相對(duì)于傳統(tǒng)的人工調(diào)整大電流的控制方式，本實(shí)用新型具有更高的控制效率和控制精度。
[0007]另外，本實(shí)用新型在對(duì)升溫進(jìn)行控制時(shí)，不是按固定的升溫曲線控制升溫，升溫效果不受環(huán)境溫度變化的影響。
【附圖說明】
[0008]圖1為本實(shí)用新型的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]其中，I一可控硅觸發(fā)器、2—變壓器、3—電壓表、4一硅鉬棒、5 —電流互感器、6—電流表、7—可編程控制器、8—工業(yè)電源。
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0011]本實(shí)用新型的高溫物性測(cè)試儀升溫控制裝置，如圖1所示，它包括變壓器2、硅鉬棒4、可控硅觸發(fā)器1、電流互感器5、可編程控制器7，其中，所述可控硅觸發(fā)器I安裝在變壓器2的初級(jí)用于控制變壓器2的初級(jí)與工業(yè)電源8 (380V電源)之間的通斷，變壓器2的次級(jí)的兩端連接硅鉬棒4的兩端，所述電流互感器5安裝在變壓器2的次級(jí)，電流互感器5的信號(hào)輸出端連接可編程控制器7的信號(hào)輸入端，可編程控制器7的信號(hào)輸出端連接可控硅觸發(fā)器I的控制端。
[0012]目前高溫物性測(cè)試儀的加熱體有兩種材料，分別為硅碳棒和硅鉬棒，硅碳棒的優(yōu)點(diǎn)是在低溫時(shí)允許通過的電流大，不容易脆斷，但其最高使用溫度為1350°C，只能用來測(cè)試煉鋼用保護(hù)渣的粘度，如果要測(cè)試煉鐵爐渣融熔狀態(tài)下的粘度，則必須要使最高溫度能達(dá)到1500°C，則必須選用硅鉬棒作為發(fā)熱體材料。
[0013]上述技術(shù)方案中，所述變壓器2的次級(jí)的兩端之間連接有電壓表(V)3。所述電流互感器5的信號(hào)輸出端與可編程控制器7的信號(hào)輸入端之間連接有電流表(A)6。上述電壓表3和電流表6用于方便監(jiān)控變壓器2次級(jí)的電流和電壓值。
[0014]從硅鉬棒4的特性可以看出，爐膛升溫時(shí)，要保證在低溫區(qū)時(shí)盡快升溫，避免硅鉬棒4的氧化，同時(shí)又不能讓電流過大導(dǎo)致硅鉬棒4脆斷，所以為了在保證硅鉬棒4安全的情況下盡快升溫，需要采取如下措施:爐膛升溫時(shí)啟動(dòng)電壓要低，保證啟動(dòng)電流不能超過300A，隨著溫度的升高，硅鉬棒4的電阻急劇增大，會(huì)導(dǎo)致電流逐漸減小，升溫速度會(huì)大幅度降低影響測(cè)試效率，此時(shí)應(yīng)該逐漸升高電壓，保證電流維持在一定值，保證爐膛的升溫效率。
[0015]升溫系統(tǒng)的目標(biāo)是控制通過硅鉬棒4的電流不超過300A，防止硅鉬棒4脆斷損壞，在此基礎(chǔ)上盡量使電流最大，但是隨著溫度增加，硅鉬棒4的電阻變大，需要實(shí)時(shí)調(diào)整變壓器的電壓值，使其相應(yīng)增加才能使電流穩(wěn)定在最大值。
[0016]本實(shí)用新型就是為了保證電壓隨著溫度的增加而增加，使硅鉬棒的電流始終處于合理的最大值，保障升溫的速度。首先設(shè)定爐膛的目標(biāo)溫度，外圍的熱電偶溫度傳感器檢測(cè)爐膛實(shí)際溫度，如果溫度沒有達(dá)到，則本實(shí)用新型給出的電流指令值是250A(不能超過300A)，信號(hào)傳入可控硅觸發(fā)器I對(duì)可控硅進(jìn)行控制，調(diào)整硅鉬棒4電阻兩端的電壓，同時(shí)經(jīng)過硅鉬棒4的電流通過電流互感器5進(jìn)行反饋控制，保證其維持在250A。最后通過外圍熱電偶檢測(cè)爐膛的溫度，如果達(dá)到設(shè)定溫度，則減少功率輸出，開始進(jìn)行保溫。
[0017]由于爐膛的目標(biāo)溫度在1000°C以上，是一個(gè)大慣性量，想要爐膛的溫度穩(wěn)定，必須精確控制輸出功率，本實(shí)用新型采用可編程控制器7的模糊控制來穩(wěn)定爐膛溫度，當(dāng)溫度控制器檢測(cè)到爐膛實(shí)際溫度與設(shè)定溫度的差值在60°C以內(nèi)時(shí)，開始進(jìn)行模糊溫度控制。
[0018]本實(shí)用新型工作時(shí):高熔物性測(cè)試儀爐膛升溫系統(tǒng)由380V的工業(yè)電源8供電，首先在可編程控制器7里設(shè)定爐膛的目標(biāo)溫度，然后爐膛升溫系統(tǒng)開始工作，在爐膛實(shí)際溫度和目標(biāo)溫度的差值沒有達(dá)到60°C時(shí)，本實(shí)用新型維持硅鉬棒的電流為250A，其中由電流互感器5進(jìn)行電流負(fù)反饋，反饋結(jié)果傳入可編程控制器7 (PLC, Programmable LogicController)，然后可編程控制器7將控制信號(hào)傳給可控硅觸發(fā)器I對(duì)硅鉬棒4的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，其目的是穩(wěn)定通過硅鉬棒的電流，使其在安全的情況下，盡快升溫。
[0019]當(dāng)爐膛實(shí)際溫度和目標(biāo)溫度的差值達(dá)到60°C以內(nèi)時(shí)，可編程控制器7切斷原來250A的穩(wěn)定電流控制，轉(zhuǎn)為自帶的模糊PID溫度控制，其作用是通過可編程控制器7內(nèi)的模糊PID溫度控制形式控制可控硅觸發(fā)器I的通斷，從而精確控制變壓器2的輸出電壓，保證爐膛溫度穩(wěn)定在目標(biāo)溫度。這種控制方式解決了高溫度大慣性量溫度不好穩(wěn)定的問題。使?fàn)t膛溫度能精確控制。相對(duì)于傳統(tǒng)的人工調(diào)整大電流的控制方式，本實(shí)用新型具有更高的控制效率和控制精度。
[0020]本說明書未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高溫物性測(cè)試儀升溫控制裝置，它包括變壓器(2)和硅鉬棒(4)，其特征在于:它還包括可控硅觸發(fā)器(I)、電流互感器(5)、可編程控制器(7)，其中，所述可控硅觸發(fā)器(I)安裝在變壓器⑵的初級(jí)用于控制變壓器⑵的初級(jí)與工業(yè)電源⑶之間的通斷，變壓器(2)的次級(jí)的兩端連接硅鉬棒(4)的兩端，所述電流互感器(5)安裝在變壓器(2)的次級(jí)，電流互感器(5)的信號(hào)輸出端連接可編程控制器(7)的信號(hào)輸入端，可編程控制器(7)的信號(hào)輸出端連接可控硅觸發(fā)器(I)的控制端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫物性測(cè)試儀升溫控制裝置，其特征在于:所述變壓器(2)的次級(jí)的兩端之間連接有電壓表(3)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫物性測(cè)試儀升溫控制裝置，其特征在于:所述電流互感器(5)的信號(hào)輸出端與可編程控制器(7)的信號(hào)輸入端之間連接有電流表(6)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種高溫物性測(cè)試儀升溫控制裝置，它包括變壓器、硅鉬棒、可控硅觸發(fā)器、電流互感器、可編程控制器，可控硅觸發(fā)器安裝在變壓器的初級(jí)用于控制變壓器的初級(jí)與工業(yè)電源之間的通斷，變壓器的次級(jí)的兩端連接硅鉬棒的兩端，電流互感器安裝在變壓器的次級(jí)，電流互感器的信號(hào)輸出端連接可編程控制器的信號(hào)輸入端，可編程控制器的信號(hào)輸出端連接可控硅觸發(fā)器的控制端。本裝置采用電流負(fù)反饋形式，可以自動(dòng)維持通過硅鉬棒的電流在目標(biāo)電流附近，自動(dòng)升溫，節(jié)省了人力。
【IPC分類】G05D23/32
【公開號(hào)】CN204856253
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520596691
【發(fā)明人】李華, 劉洋, 李恒山, 鐘毅, 陳剛, 魏從艷, 余珊珊, 胡正剛, 胡念慈, 夏江濤
【申請(qǐng)人】武漢鋼鐵(集團(tuán))公司
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年8月10日