關于智能馬弗爐自動溫度控制器的研究

趙詩誠 陸歡 藍園媛 楊玉萍 吳桐

摘要：文章闡述了智能馬弗爐自動溫度控制器模型準備及工作的基本原理、應用領域及應用實例。智能馬弗爐自動溫度控制器采用PID調節控溫，自行設定溫度，自動控制。是對高溫爐的加熱時間和溫度進行程序控制的智能化儀器，可自動完成煤的快灰、慢灰、羅加粘結指數、揮發份等加熱過程的程序控制。有效的推動了智能馬弗爐的發展。

關鍵詞：智能馬弗爐;PID調節控溫;自動控制;智能化儀器

中圖分類號：TP273?文獻標識碼：A?文章編號：1672-9129（2020）08-0034-01

1?概述

隨著國內電爐技術的發展，馬弗爐和高溫爐技術都有了飛速的發展。企業對馬弗爐和高溫爐的要求越來越高，尤其是溫度要求越來越高，靈敏度要求越來越高。市場需求促進了馬弗爐等電爐行業的發展，但現目前所使用的馬弗爐自動溫度控制器的自動化程度不高、效率得不到保障、操作工序較為復雜，試驗程序單一且易出現問題，一般系統不能自動識別，控時耗電等方面需要進一步的改善和創新。

從而研發了智能馬弗爐自動溫度控制器，該控制器利用PID調節控溫，通過數顯溫控儀和微電腦溫控儀可自動完成煤的快灰、慢灰、羅加粘結指數，揮發份等加熱過程的程序控制，大量采用新技術、新材料，靈敏度更加高，操作更加方便，安全性能更好，同時具有節能環保的優點。該儀器最大的特點是對揮發份做了特殊處理，能自行校正三分鐘恢復功能，加熱時間進行自動控制，保溫性能好，高溫對控制部分無任何影響，滿足實驗室等科研機構對高靈敏度產品的需求，同樣是馬弗爐的發展方向。

2?溫控原理

PID控制是一種非常常見的控制算法，控制原理如圖一所示。

控制器本身包括三個環節，即積分、比例和微分調節。通過這三個環節的的相互作用，最終實現對溫度控制的調節的反饋。由于系統會存在偏差，這時比列調節將會對偏差進行調整。在系統穩定后，輸入輸出數據之間存在誤差，即靜差，而積分調節通過收集差異來補償系統的靜態誤差。微分調節的作用是對偏差的變化范圍做出調節，根據變化范圍實現超前調節，提高反應效率，實現溫度精確調節。

3?應用實例

智能馬弗爐自動溫度控制器采用PID 調節控溫，對高溫爐的加熱時間和溫度進行程序控制;可以通過控制器自行設定溫度，自動控制，自動完成煤的快灰、慢灰、羅加粘結指數，揮發份等加熱過程的程序控制，能夠滿足不同用戶的需求。

說明：

（1）揮發份、羅加粘結時間編制基本單位是1秒鐘，可控時間99分59秒，溢出歸零。揮發份、羅加粘結可以修改設置。

（2）溫控儀開機顯示==自檢==，如不合格及時顯示出錯符號。報警時間全部設置為15秒。出錯符號E只顯示，蜂鳴器不工作。

E1：繼電器失控、控溫超范圍

E2：熱偶斷路

E3：熱偶反接

（3）備用1，備用2時間編制基本單位為：1秒鐘。備用3時間編制基本單位為：1分鐘。

（4）掉電保護 可避免中途因瞬間斷電而使試樣報廢。

（5）若上電初始運行狀態的時間不為0000，程序不為1，說明上次實驗是中途停止或斷電，如需實驗從新開始，請按啟動鍵。

4?特色和創新點

（1）采用觸摸鍵盤輸入，降低操作難度，實現了自動化

（2）通過PID進行調節控溫，可提高測量的精確度。

（3）微電腦溫控儀以單片機為核心，全面程控智能化，具有快灰、慢灰、揮發份專用試驗程序、自由選擇設定溫度和時間等專用加熱程序，具有系統自動校正測量溫度和自檢功能。

（4）該儀器最大特點是對揮發份做了特殊處理，能自行校正三分鐘恢復功能。與箱型高溫爐配套使用。

（5）該儀器通過自動控制加熱時間，來保持溫度的不變;儀器均采用的新型材料，保溫性能優秀，且控制部分不受高溫的影響。

5?結語

智能溫控馬弗爐溫度控制器針對老式馬弗爐溫度控制精度差等缺點，在借鑒前人研究的基礎上進行改造創新，利用PID調節控溫，通過數顯溫控儀和微電腦溫控儀實現全自動運行，可實現自行校正三分鐘恢復功能，儀器對揮發份做特殊處理，加熱時間可自動控制，操作簡單方便。智能馬弗爐自動溫度控制器成功研發，可提高實驗室、工礦企業、科研單位對元素分析測定和小型鋼件淬火、退火等熱處理時的效率，同時采用新型輕質耐火材料降低了生產成本，帶來了良好的經濟效益，對冶金、電子和光伏等行業也創造較大的價值。未來，智能馬弗爐自動溫度控制器將會應用到更多的領域，帶動經濟的發展。

參考文獻：

[1]楊建武.基于模糊PID控制的高精度溫控系統研究[D].杭州：浙江工業大學，2018.

[2]張瑩，周團坤，張尼，等.實驗室用高溫馬弗爐的發展現狀及應用[J].現代儀器與醫療，2017，23（5）：28-30.

[3]任小軍.機電一體化技術對傳統馬弗爐改進中的應用[J].科技風，2017（19）：108.

[4]孫凱，沈精虎，梁飛.低溫馬弗爐溫度控制系統的設計[J].機械與電子，2014（03）：55-57.

[5]張建敏.馬弗爐溫度自控系統的開發與應用[J].潔凈煤技術.2008（05）：91-92+111.