1、1 过程控制实习过程控制实习 实习题目：电阻炉温度控制系统 班级 学号：_ 姓 名：_ 专 业 名 称：_ 指 导 教 师：_ 2 目 录 序 言 . 2 第一部分 系统简介及工艺流程 3 1.1、系统简介 . 4 1.2、双向可控硅 4 1.3、三相电阻炉 5 1.4、K 型热电偶 . .6 1.5 温度变送器7 1.6、 无纸记录仪.8 1.7、工艺流程图.10 1.8、电气接线图 10 第二部分 零点调整及量程调整 . 11 2.1、零点调整 . 11 2.2、量程调整 .15 第三部分 静态特性及动态特性.15 3.1、静态特性及动态特性定义 .15 3.2、实验步骤16 3.3、PI
2、D 参数整定口诀16 3.4、积分饱和问题.17 第四部分 参数整定及投运17 4.1 在纯比例的作用下的参数整定17 4.2 在比例积分作用下的参数整定.20 4.3 比例积分微分的参数整定21 第五部分 组态王软件应用 . 23 5.1 组态王软件简介23 5.2组态王软件仿真画面.23 第六部分 附录25 6.1、附录 1 电阻炉温度控制系统的控制柜面板图.25 6.2、附录 2 温度控制系统仪表接线图.26 第七部分 心得体会 . 27 3 序言 温度是生产过程和科学实验中非常普遍而又十分重要的物理参数。 而电阻炉是热处理的常用设备之一， 电阻炉可以提供室温至 1200范围 内的温场。
3、在工业生产过程中，为了高效地进行生产，必须对生产工艺 过程中的主要参数，如温度、压力、流量、速度等进行有效的控制，其 中温度控制在生产过程中占有相当大的比例。准确地测量和有效地控制 温度是优质、高产 、 低耗和安全生产的重要条件。如冶金工业的加热炉、电力 工业的锅炉、化学工业的反应炉等设备，通过对温度的监控，保证产品的质量；即使 日常生活中的微波炉、电烤箱、电热水器、空调等家用电器也同样需要温度 监控。可见温度控制电路广泛应用于社会生活的各个领域，所以对温度进 行控制是非常有必要和有意义的。 但由于温控设备自身的一些特点，如惯性 大、滞后现象严重、难以建立精确的数学模型等，传统的 PI D 控
4、制由于 其参数恒定，不能及时跟踪对象特性变化，造成控制系统性能不佳。本 文基于这一特点，研究了一种智能控制方案，把常规 PID 控制、模糊控 制及自学习功能结合起来，构成一个基于自学习的模糊自整定 PID 控制 器。并将此控制方案成功运用于对实验室电阻炉温度进行控制，达到了调 节时间短、响应速度快、超调量几乎为零且稳态误差在1内的技术要 求。 本次实验采用温度显示仪表 XZMA、PID 自整定调节仪 SWPD-80、 三项可控硅调节器 ZK-03、液晶无纸记录仪 ZK-03、以及电阻炉，并且 用组态王软件进行仿真。 4 第一部分 系统简介及工艺流程 1.1 系统简介： 以电阻炉温度为研究对象，
5、采用数字 PID 控制器对电阻炉温度进行 控制，通过实验来调节比例系数及积分系数、微分系数来调节控制效果， 使电阻炉温度控制超调量小，温度精度高的优良控制效果，很好满足了 工艺要求。 1.2 双向可控硅： 1）工作原理： 图（二） 双向可控硅原理图 双向可控硅属于 NPNPN 五层器件，三个电极分别是 T1、T2、G。 因该器件可以双向导通，故除门极 G 以外的两个电极统称为主端子，用 T1、T2。表示，不再划分成阳极或阴极。其特点是，当 G 极和 T2极相 对于 T1，的电压均为正时，T2是阳极，T1是阴极。反之，当 G 极和 T2 5 极相对于 T1的电压均为负时，T1变成阳极，T2为阴极。双向可控硅由 于正、反向特性曲线具有对称性，所以它可在任何一个方向导通。 2）功能及作用： 可以整流、调压、调整，开关，控制温度。 3）相关技术参数： IT(AV)-通态平均电流 VRRM-反向反复峰值电压 IDRM-断态重复峰值电流 ITSM-通态一个周波不反复浪涌电流 VTM-通态峰值电压 IGT-门极触发电流 VGT-门极触发电压 IH-维持电流 dv/dt-断态电压临界上升率 di/dt-通态电流临界上升率 Rthjc-结壳热阻 VIS
