基于plc非晶铁心退火炉温度控制系统研究

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1、第47卷第6期Vol.47No.62010年6月TRANSFORMERJune2010基于PLC的非晶铁心退火炉温度控制系统研究杨旭东，王洪生，李文伟，常欣（西北工业大学机电学院，陕西西安710072）摘要：对非晶铁心退火炉温度控制系统进行了研究。关键词：非晶铁心；PLC；温度控制；PID中图分类号：TM405文献标识码：B文章编号：1001－8425（2010）06－0044－04ResearchonTemperatureControlSystemofAmorphousCoreAnnealingFurnance

2、BasedonPLCYANGXu-dong,WANGHong-sheng,LIWen-wei,CHANGXin（NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi'an710072,China）Abstract：Thetemperaturecontrolsystemofamorphouscoreannealingfurnanceisre-searched.Keywords：Amorphouscore；PLC；Temperaturecontrol；PID非晶铁心退火炉在结构上可以分为准备室

3、、加1引言热室和冷却室，非晶铁心的退火加磁处理主要在加非晶铁心变压器是一种环保节能变压器，与传热室中进行。由于退火炉的炉体较长，故将加热室等统变压器相比，具有性能稳定、空载损耗低和发热少分为三个区，分区进行加热和控制，加热方式采用电等优点。非晶铁心是这种变压器的核心部件，在生热元件加热，具有安全、清洁及炉温均匀性好并且容产过程中，必须进行退火加磁处理。非晶铁心退火易控制的特点。加热室中的各个区都有一套独立的炉是非晶铁心退火加磁的专用设备。加热元件和一路独立的380V供电电路，加热元件非晶铁心退火炉控制系统的好坏直

4、接关系到非固定在加热段内壁上，采用星形接线方法。每个区安晶铁心的退火性能和节能效果，因此设计一套自动装两组，组与组之间并联连接。其中第三区下方还装化水平高、可靠性好的控制系统非常必要。该控制一套加磁装置，用于非晶铁心的加磁处理，这是非晶系统根据功能可以划分为若干个子系统：温度控制铁心退火炉有别于普通退火炉的一个特点。系统、液压传动系统、加磁系统、抽真空系统、对流循非晶铁心退火炉温度控制系统由温度采集和温环系统、报警系统和主令电器。其中温度控制系统度控制两部分组成。温度采集部分主要实现实时采是该退火炉控制系统的核心

5、部分，必须对退火温度集各区内的温度，并把该温度值存储在PLC中；温进行精确控制才能提高非晶铁心的退火性能。笔者度控制部分主要实现对炉温的控制。具体的控制原主要对非晶铁心退火炉温度控制系统进行了设计，理如图1所示。研究了利用PLC实现PID控制的方法，开发了温度温度采集部分将热电偶采集到的温度信号送入控制系统的PLC程序和监控软件，并对系统进行了PLC温度处理特殊功能模块，该特殊功能模块把来调试。自三个传感器的输入信号放大，并将模数转换成12位可读数据，存储到PLC的主处理单元中。温度控2硬件电路的实现制部分将所采

6、集的温度值与设定温度值进行比较，2.1温度控制系统的设计原理并将差值在主PLC中进行PID运算后进行D/A转第6期杨旭东、王洪生、李文伟等：基于PLC的非晶铁心退火炉温度控制系统研究45该系统温度控制部分最初设定温度电力PIDD/A转换加热元件设计思路是由可编程控制器控制器（PLC）控制加热元件的通电时间温度处理特殊功能模块传感器来控制炉温，即通过固态继电器的接通和断开来控制加热元件。图1温控系统原理图但是这种设计方法温度控制精Fig.1Diagramoftemperaturecontrolsystem度低，并且

7、响应滞后，进而直接换，得到模拟量控制信号输入给电力控制器，电力控影响非晶铁心的退火质量。为提制器根据该模拟量信号控制主回路中晶闸管模组，高控制精度，本文中最终选用电力控制器来控制炉再由其输出模块改变主回路中电压的导通与通断来温，具有输出特性好、线性度好和控制精度高等特控制加热元件的输出功率，进而控制炉温。点。电力控制器选用台湾SCR电力控制器，通过控2.2温控系统的硬件配置制信号输入来改变主回路中电压的导通与关断，由非晶铁心退火炉温度控制系统采用上下位机的此达到调节加热元件输出功率的目的。由于电力控控制模式，上位

8、机具有监控退火炉的工作状态、温度制器只能接受0到5V的模拟量信号，而主PLC只控制参数的设置、PID参数的整定及生成报表等功能输出数字量信号，故选用了一块12位D/A转换能。下位机主要完成对上位机操作的响应，进而实现模块进行模数转换。对退火炉温度的控制。该温度控制系统具体的硬件上位机采用IPC-610MB型工业控制计算机，具配置如图2所示，上位机（工控机）和下位机（PLC