雙熱電偶外熱式坩堝鹽浴爐溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、本文研究的對(duì)象是雙熱電偶外熱式坩堝鹽浴爐的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)。溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量，如控制精度、響應(yīng)速度、自動(dòng)化級(jí)別等，對(duì)于鹽浴熱處理工藝的順利進(jìn)行和處理后材料的性能有著至關(guān)重要的作用。但是，鹽浴熱處理的溫度控制系統(tǒng)具有大滯后性和復(fù)雜性等特點(diǎn)。而傳統(tǒng)的溫度控制系統(tǒng)，多采用的是人工控溫、分檔調(diào)節(jié)等方法，能量消耗大并且控制質(zhì)量低，不適于滯后、復(fù)雜、時(shí)變溫度系統(tǒng)的控制，給熱處理工藝的進(jìn)行過(guò)程帶來(lái)不便，甚至有時(shí)不能滿足某些材料的加工要求。<

2、br>　　 本文針對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行研究，尋找一種好的解決方法。本文的研究目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種針對(duì)外熱式坩堝鹽浴爐的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)，在傳統(tǒng)半自動(dòng)溫控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用較先進(jìn)的自動(dòng)控制理論、控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)高控制質(zhì)量的控溫系統(tǒng)。同時(shí)，針對(duì)雙熱電偶外熱式坩堝鹽浴爐，計(jì)算出加工過(guò)程的熱量傳輸量以及系統(tǒng)的溫度.熱量傳遞函數(shù)，為實(shí)際的鹽浴處理工藝提供數(shù)學(xué)理論支持。
　　 本文的研究?jī)?nèi)容主要有：
　　 1)采用PID算法并通過(guò)擴(kuò)充響應(yīng)曲線法

3、來(lái)整定控制參數(shù)；
　　 2)計(jì)算系統(tǒng)的熱量傳輸量并導(dǎo)出了系統(tǒng)熱量傳遞的函數(shù)關(guān)系式；
　　 3)設(shè)計(jì)了溫度控制系統(tǒng)的硬件，使用單片機(jī)為核心、較先進(jìn)的電子元件為輔助的硬件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)控制；
　　 4)設(shè)計(jì)了溫度控制系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)流程圖等。
　　 本文研究結(jié)論為：
　　 1)使用PID算法以及擴(kuò)充響應(yīng)曲線法來(lái)整定控制參數(shù)可以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度、降低滯后性、減小溫度波動(dòng)，提高控制質(zhì)量。

4、　　 2)系統(tǒng)的熱量傳輸量可以定量求出。熱量傳輸可以分為從電源到爐膛的熱量傳遞，爐膛傳入坩堝導(dǎo)致坩堝溫度上升的熱過(guò)程和坩堝將熱量傳到鹽浴使得鹽浴溫度上升這三個(gè)過(guò)程，第一種的熱量傳遞方式為將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，第二種的熱量傳遞方式包括輻射傳熱和對(duì)流傳熱；第三種的傳遞方式包括輻射傳熱、對(duì)流傳熱和傳導(dǎo)傳熱。
　　 3)計(jì)算了系統(tǒng)熱量傳遞的函數(shù)關(guān)系式。為了方便計(jì)算和簡(jiǎn)化模型，在計(jì)算熱量傳遞的函數(shù)時(shí)，只計(jì)算電源傳入爐膛的熱量傳遞函數(shù)，和從爐