发布时间2025-02-12 浏览次数:47
AI智能温控仪表在多用途电炉上的应用研究
卫万军
(厦门宇电自动化科技有限公司北京分公司,北京 100000)
摘要:通过对新型人工智能温控仪表在多用途电阻炉使用过程的研究,明确了多用途电阻炉的基本控制原理和温度均匀性影响因素。结合过程中智能温控仪表控制参数的调整,炉温均匀性测定的验证,确定了AI智能温控仪表在多用途电阻炉设备上应用推广的可行性。为多用途电阻炉智能化升级奠定了基础,为多用途电阻炉温度化控制和炉温均匀性调节提供了有力保障。
关键词:新型AI智能温控仪表 电阻炉 炉温度 炉温均匀性 智能控制
中图分类号: TH811. 文献标志码: A 文章编号:
Application of AI intelligent temperature co
Wei wan jun
(Xiamen Yudian Automation Technology Co., Ltd. Beijing Branch,Beijing 100000, China)
Abstract:Through the research on the application process of the new artificial intelligence temperature co
Key words: New AI intelligent temperature co
引言
随着工业计算机的发展,带动了仪器仪表行业的革新。近年来温度控制器实现了蓬勃发展,在各个领域的应用也非常普遍。在专业的温度控制领域,智能温控仪表给温度控制带来质的飞跃。人工智能仪表在温控领域的应用具有很强的优点,有效解决了传统仪表所不能解决的难题。并且新型智能温控仪表给各类大型加热设备带来质的改变。不仅简化了控制过程,也提升了仪表的可靠性,使其能够加的实现温度信号的管控,提升温度反馈时效,进而提升温度控制精度。另外,AI智能温控仪表的应用为各类大型加热设备提供了智能“大脑”。让设备的智能化运行成为可能。在多用途电阻炉上的应用推广具有行业发展划时代的意义,使多用途电阻炉实现了智能改造,使工业4.0的理念深入到加热设备行业。
1、新型AI智能温控仪表的特点
新型AI智能温控仪表采用模块化设计,各个模块具有的控制芯片,按键人性化布置,简单易调节,符合常规思维调控。具体技术特点如下:
(1)新型AI智能温控仪表输入可自由选择热电偶、热电阻、电压、电流并可扩充输入及自定义非线性校正表格,测量精度达0.1级。
(2)新型AI智能温控仪表采用的AI人工智能PID调节算法,无超调,具备自整定(AT)功能及全新的精细控制模式。
(3)仪表采用的模块化结构,提供丰富的输出规格,能广泛满足各种应用场合的需要,且维护方便。
(4)仪表重视节能与环保的设计理念,采用高品质元件实现低功耗与低温漂,有效节约客户能源。每秒12.5次测量采样数率,小控制周期达0.24秒,能适应快速变化对象的控制精度。
(5)表采用人性化设计的操作方法,易学易用。允许自编辑操作权限及界面,并可自设定密码,形成“定制”自己的仪表。
(6)仪表可使用全球通用的100-240VAC输入范围开关电源或24VDC电源供电,并具备多种面板及外型尺寸供选择。
(7)AI智能温控仪表抗干扰性能符合在严酷工业条件下电磁兼容(EMC)的要求。
(8)AI智能温控仪表为多环境适应性多用途温控仪表,可以使用在各类加热设备上。AI智能温控仪表在使用前应对其输入、输出规格及功能要求来正确设置参数,只有配置好参数的仪表才能投入使用。
2多用途电阻炉温度控制研究
2.1多用途电阻炉规格参数
多用途电阻炉由国内某知名厂家设计生产,电炉尺寸大,密闭性优良,炉外为中低碳钢面板,炉内采用耐火材料和工业石棉隔热,炉底板由耐火砖和高级耐火金属组成。炉内设计12组加热元件。加热炉由四个高性能的可控硅电炉温度控制柜供电控制,详细设计参数如下:
表1 多用途电阻炉技术参数
此多用途电阻加热炉在2017年投入使用,主要用来做大型合金锻件的退火、回火。经过多年的高负荷使用,目前整体运行正常,但生产产品合格率降低。用户对多用途电阻炉的性能提出疑问,对电阻炉的控制性能提出改造需求。
2.2AI智能温控仪表在多用途电阻炉上的应用实验研究
根据现场调研,目前多用途电阻加热炉使用温度控制仪表为常规手动控制仪表,炉膛存在四个加热区域,炉外采用控制柜控制设备启停。加热炉运行时的温度调节都是通过使用人员手动输入控制温度实现。仪表在现场使用环境下运行正常。通过对加热炉内部控制系统的检查,控制箱体内可控硅及电器系统正常,加热炉热电偶和补偿导线正常。
实验首先对加热炉进行了多点测温,探究炉温均匀性,测温点布置按国标执行,测温方案:空炉测温,按国标设置10个测温点(如下图)。温度设定如下:400℃×3h→620℃×7h→停电降温( 闭合炉门),炉冷至300℃时开炉空冷。测温点示意图如下:
图1炉膛测温点布置
通过近16个小时的温度运行,采集了加热炉内部个点的温度数据,通过处理,生成了如下图2测温曲线,从测温曲线可以看到,炉膛温度运行整体的一致性较好。但是在保温初期,均会出现各个点温度不均匀的现象。炉温随着测温时间的延长,有均匀化的趋势。通过对保温时间段个别时间点温度的记录,发现各个点大温差达到27°左右。
表2 多用途电阻炉保温阶段温度采集个别时间数据
图2炉膛测温点温度变化曲线
针对以上实验结果,分别对四个控制柜仪表进行了换,全数采用新型AI智能温控仪表,仪表正面面板控制图和背面接线示意图如下:
图3 AI智能温度控制仪表正反面示意图
多用途电阻炉换AI智能温控表后,其工艺参数设计可以一次性载入,过程中不需要人工调节控制温度,AI智能温控仪表参数如下:
表3 AI智能温控仪表技术参数
工艺温度控制案例如下:
图4工艺曲线可以按如下步骤进行设定:
第1段 SP 1=100.0 t 1=30.0 ;100℃起开始线性升温到SP 2,升温时间为30分钟,升温斜率为10℃/分。
第2段 SP 2=400.0 t 2=60.0 ;在400℃保温运行,时间为60分。
第3段 SP 3=400.0 t 3=120.0 ;降温到SP 4,降温时间为120分,降温斜率为2℃/分。
第4段 SP 4=160.0 t 4=0.0 ;降温至160℃后进入暂停状态,需执行运行(run)才能继续运行下一段。
第5段 SP 5=160.0 t 5=-1.0 ;跳往第1段执行,从头循环开始运行。
AI智能温控仪表换后再一次对炉膛温度进行了测量,采用前期一致的测温工艺。结果显示10个测温点温度大相差不超过10℃,如下表3,整体运行曲线如下图4:
表4 多用途电阻炉换智能仪表后保温阶段温度采集个别时间数据
图4多用途电阻炉采用AI智能温控仪表后的测温曲线
通过对AI智能温控仪表的应用,多用途加热炉温度均匀性明显大幅度改善。温度控制加,让用户的使用加便捷加放心。通过近半年的使用,对客户的使用效果进行回访,客户反馈仪表运行良好,有效提升了热处理工件的合格率。效果得到客户的肯定和认可。
3结论
新型AI智能温控仪表可以推广应用在多用途电阻加热炉上。
通过测温试验,多用途电阻炉温度控制不均匀与仪表的需用存在较大关联,AI智能温控仪表可以实现智能工艺设定和运行,可以大幅度提升多用途电阻炉的温度控制精度和炉温均匀性。
AI智能温控仪表通过接线安装调试,过程简单,参数调节方便,功能全面,完全可以满足工业电阻炉的使用控制需求。
参考文献
[1] JJF 1376-2012箱式电阻炉校准规范[S]。
[2] 宋慧欣.宇电:以创新引领温控仪表市场[J]。自动化博览。2015年1期。
[3] 贺颖.加热炉炉温均匀性的优化分析[J]。经济技术协作信息.2021年25期.