真空钎焊炉温度监测控制系统优化设计研究

摘要:对DCS系统结构中普遍存在的问题进行了分析讨论，结合当今工控领域流行的现场总线技术(Fieldbus)，提出一种基于FCS的DCS设计方案。并以真空钎焊炉温度测控系统设计为例，阐述了该方案的系统组成、功能结构及其关键技术。真空钎焊用以构建高温强度材料系统，具有无污染、节能、提高生产效率、改善工作环境等优点，因而在工业生产中得到了广泛的应用。目前正向着大型化、全数字一体化方向发展。大量工业电炉，例如真空钎焊炉、电炉、单晶炉、盐浴炉等均采用磁性调压器供电，磁性调压器是自动控制系统中的新型执行元件。图1所示是典型的工业电炉(以真空炉为例)温度自动控制系统框图，分析和优化以磁性调压器为加热执行元件的大型电炉温度监测控制系统具有普遍意义。1  D  C  S系统结构分析以国  内  最  大的真空钎焊炉温度控制系统设计为例[t]，炉内热区为30个，加热总功率1500KVA，要求炉内的均温特性和控温精度在土20以内。系统组成如图2所示。由图  2可  见，该系统是一个典型的DCS系统。主要组成部分及其功能如下:①  计  算  机及通道部分:完成系统管理，温度控制和采集信号的处理任务。②  温  度  控制部分:将温度控制器的输出信号完全线性地转换为可控硅触发器的输人信号。该环节与控制器接口设有光电隔离，抗干扰性能好，并且设有人工介人环节，必要时可以实施人工调节或者微调。③  功  率  放大部分:由可控硅触发器、交流调压和整流器组成。它接受4一20mA标准信号输人，输出为0一100V,0一25A的直流电流，作为磁性调压器的激磁电流。④  加  热  执行部分:根据直流激磁电流，将输人的交流380V电压变成7一70V连续可调的低压大电流0一980A，加给室体内相应的镍铬带进行加热。