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數(shù)字無紙記錄儀在電加熱爐行業(yè)的應(yīng)用
廈門宇電自動(dòng)化科技有限公司 馬麗（一三九五九二零二零三五）
關(guān)鍵詞：電加熱爐、2057數(shù)字無紙記錄儀、AI 人工智能工業(yè)調(diào)節(jié)器
一、概述：
電加熱爐
電加熱爐的種類繁多廣泛用于廠礦企業(yè)，科研單位用于物品熱處理、干燥固化、溫度實(shí)驗(yàn)及其它恒溫加熱。電加熱爐從種類上分兩類：1、自然對(duì)流爐；2電熱鼓風(fēng)爐；溫控范圍室溫～到上千度
觸摸屏數(shù)字無紙記錄儀
在控溫的過程中就需要隨時(shí)記錄溫度變化的情況，有效的記錄數(shù)據(jù)方式是非常必須的。采用有通訊功能的溫度調(diào)節(jié)器，把數(shù)據(jù)記錄在閃存卡內(nèi)，這就是新近開發(fā)出來的AI-2057型無紙記錄儀或AI-2070型TPC一體化無紙記錄工控機(jī)。是基于RS458總線方式的數(shù)字無紙記錄，上下位機(jī)的結(jié)構(gòu)。把調(diào)節(jié)器與觸摸屏無紙記錄儀相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了調(diào)節(jié)與記錄相結(jié)合的數(shù)字無紙記錄。投放市場(chǎng)得到了空前應(yīng)用的高潮，方便實(shí)用，簡(jiǎn)單可行，價(jià)廉物美。隆重推薦給各位。
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調(diào)節(jié)器的選擇
選擇性能良好的有通訊功能的調(diào)節(jié)器是電加熱爐的關(guān)鍵。AI系列智能溫度調(diào)節(jié)器提高了控溫效果，從而獲得快速控溫之效果、達(dá)到縮短生產(chǎn)周期，節(jié)約能源、提高產(chǎn)品質(zhì)量等目的。使用方便、效果顯著、它廣泛取代傳統(tǒng)溫度調(diào)節(jié)器，控溫效果更好，節(jié)約能源。
二、觸摸屏數(shù)字無紙記錄儀控制功能：
觸摸屏數(shù)字無紙記錄儀結(jié)構(gòu)是上位機(jī)與下位機(jī)結(jié)構(gòu)。
1、上位機(jī)：觸摸屏數(shù)字無紙記錄儀，在觸摸屏無紙記錄儀的流程圖上顯示當(dāng)前溫度、設(shè)備當(dāng)前位置、當(dāng)前狀態(tài)、通過觸摸按鈕切換，點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕使電機(jī)運(yùn)行、坩堝上下平移、爐門開關(guān)。燃燒狀態(tài)。同時(shí)將所有的數(shù)據(jù)記錄在CF卡、U盤中，打印曲線報(bào)表。
2、下位機(jī)：溫度調(diào)節(jié)器根據(jù)測(cè)量值和設(shè)定值進(jìn)行程序PID調(diào)節(jié)，控制可控硅來調(diào)節(jié)電加熱爐，進(jìn)而保證爐內(nèi)溫度的穩(wěn)定。
三、觸摸屏數(shù)字無紙記錄儀功能
數(shù)據(jù)記錄功能發(fā)展很快，從有紙記錄到無紙記錄；AI調(diào)節(jié)器連接到數(shù)字無紙記錄儀，由于電爐控制柜是采用通訊功能的數(shù)字調(diào)節(jié)儀表來控制電爐可控硅，就可以記錄電爐控溫曲線。在無紙記錄儀觸摸屏外插CF卡～4G來保存數(shù)據(jù)；通過CF卡用讀卡器在PC上復(fù)制數(shù)據(jù)包到PC機(jī)用宇電圖形軟件打開數(shù)據(jù)包；顯示打印數(shù)據(jù)報(bào)表、曲線；
1、數(shù)字式AI-2057/2080無紙記錄儀功能：
數(shù)字式AI-2057/2080無紙記錄儀，通過RS485通訊接口，采用上下位機(jī)的方式，能方便地與AI智能程序型PID溫度調(diào)節(jié)器配合使用。在電爐程序控溫時(shí)在觸摸屏上可顯示雙曲線運(yùn)行圖、屏內(nèi)儲(chǔ)存15段升降溫程序、程序圖形重顯；可即時(shí)設(shè)置、讀取，上下傳升溫、恒溫、降溫程序配方；無紙記錄儀曲線圖。
2、數(shù)字式AI-2057無紙記錄儀控制方式：
在屏上控制操作程序儀表【啟動(dòng)】【停止】【暫停】、在運(yùn)行狀態(tài)下切換【手動(dòng)/自動(dòng)】狀態(tài)，手動(dòng)控制輸出量；即時(shí)修改【段號(hào)】，指定運(yùn)行段；及修改儀表控制參數(shù)等多種功能；追憶記錄的溫度曲線數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)報(bào)表、報(bào)警報(bào)表的打印
3、歷史曲線、數(shù)據(jù)、報(bào)警查詢：溫度履歷畫面：
在該畫面上可以查詢參與實(shí)際控制的歷史溫度，分別記錄通道的溫度數(shù)據(jù)。在垂直軸上所標(biāo)注數(shù)值為溫度值，水平軸上所標(biāo)注數(shù)值為時(shí)刻值。在查詢時(shí)可以按時(shí)間前移或時(shí)間后移 進(jìn)行前后時(shí)間段溫度數(shù)據(jù)的查詢，也可以按查詢歷史曲線后直接輸入時(shí)間段數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。報(bào)警履歷畫面記錄電爐的相關(guān)歷史報(bào)警內(nèi)容。在功能畫面右下角 點(diǎn)擊【S】查詢，觸摸屏顯示是當(dāng)前的起始時(shí)間，修改查詢的起始時(shí)間：年/月/日/時(shí)/分/秒；修改時(shí)間跨度：時(shí)/分/秒設(shè)置；點(diǎn)擊【確認(rèn)】按鈕，系統(tǒng)即刻顯示歷史曲線、數(shù)據(jù)報(bào)表；報(bào)警報(bào)表；建議時(shí)間跨度盡量短，提高數(shù)據(jù)查詢速度。
4、數(shù)據(jù)處理有3種方式：
有PC圖形閱讀軟件；微型打印機(jī)；上傳Excel電子表格；
觸摸屏的外插CF卡來保存數(shù)據(jù)；標(biāo)配1G的電子硬盤�？蓴U(kuò)展CF卡1～4G存儲(chǔ)記錄空間；數(shù)據(jù)可通過微型打印機(jī)打印數(shù)據(jù)報(bào)表、曲線；或通過CF卡存儲(chǔ)數(shù)據(jù)用讀卡器在PC上復(fù)制數(shù)據(jù)包到PC機(jī)用圖形軟件打開數(shù)據(jù)；也可用串行COM2口備份Excel電子表格數(shù)據(jù)至上位計(jì)算機(jī)。CF卡內(nèi)：【AL】數(shù)據(jù)包是報(bào)警報(bào)表；【DL】數(shù)據(jù)包是數(shù)據(jù)報(bào)表；按年/月/日/小時(shí)來保存數(shù)據(jù)源文件。保存數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)是加密的必須采用專用的宇電PC圖形軟件來閱讀。 （圖4） 所示
四、AI智能調(diào)節(jié)器功能
1） AI智能溫度調(diào)節(jié)器：
是控溫系統(tǒng)的核心部分，AI儀表首創(chuàng)性地采用了平臺(tái)概念，將非常專業(yè)化的數(shù)字調(diào)節(jié)儀表轉(zhuǎn)為平臺(tái)化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，能實(shí)現(xiàn)比以往封閉式設(shè)計(jì)產(chǎn)品更快的進(jìn)步及更高的性能/價(jià)格比。它包含高通用性的硬件主板（包含I/O接口及模塊插座、顯示接口插座、A/D轉(zhuǎn)換單元及電源單元），通過安裝不同的軟件及CPU、輸入/輸出模塊及顯示界面，即能適應(yīng)多種不同功能的過程儀表控制要求，比如溫控器、調(diào)節(jié)器、復(fù)雜回路調(diào)節(jié)器及雙回路調(diào)節(jié)器。它主要由輸入通道、輸出通道、人機(jī)對(duì)話通道以及一些外圍電路組成，
采用的是AI人工智能調(diào)節(jié)算法是采用模糊規(guī)則進(jìn)行PID調(diào)節(jié)的一種新型算法，在誤差大時(shí)，運(yùn)用模糊算法調(diào)節(jié)，以消除PID飽和積分現(xiàn)象，當(dāng)誤差趨小時(shí)，采用改進(jìn)后的PID算法進(jìn)行調(diào)節(jié)，并能在調(diào)節(jié)中自動(dòng)學(xué)習(xí)和記憶被控對(duì)象的部分特征以使效果最優(yōu)化。具有無超調(diào)、高精度、參數(shù)確定簡(jiǎn)單、對(duì)復(fù)雜對(duì)象也能獲得較好的控制效果等特點(diǎn)。
在使用過程中AI調(diào)節(jié)器 結(jié)合PID調(diào)節(jié)、自學(xué)習(xí)及模糊控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了自整定/自適應(yīng)功能，及無欠調(diào)的精確調(diào)節(jié)，性能遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)PID調(diào)節(jié)器。
2）AI電爐控制柜電器回路：
具備優(yōu)良的測(cè)量和控制性能，裝配高性能的可控硅電爐溫度控制柜，由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，為電爐控制柜設(shè)計(jì)帶來前所未有的方便。實(shí)現(xiàn)程序升降溫控制；硅鉬棒采用分段功率限制；多區(qū)溫控外部控制同步啟動(dòng)/停止。其控制輸出可選用具備“燒不壞”特性的可控硅觸發(fā)模塊。
能直接用時(shí)間比例過零、移相觸發(fā)各種單向、雙向可控硅及功率模塊或選配G模塊控制固態(tài)繼電器；配合AIJK系列三相移相/周波過零可控硅調(diào)功模塊。AIJK系列是應(yīng)用了單片機(jī)技術(shù)的智能化三相移相觸發(fā)及周波過零兩用觸發(fā)器，功能強(qiáng)大且可靠性高，能適應(yīng)各種電爐絲、硅碳棒及負(fù)載采用變壓器降壓的硅鉬棒。鎢絲等各種類型工業(yè)電爐。不僅降低成本，而且簡(jiǎn)化安裝并提高可靠性。報(bào)警輸出可選用繼電器觸點(diǎn)開關(guān)或可控硅無觸點(diǎn)開關(guān)。
3）可控硅的選擇：
根據(jù)負(fù)載接線方式的不同：星型三相四線制結(jié)構(gòu)負(fù)載采用雙向可控硅（只適合300A以下可控硅）或單相可控硅反并聯(lián)電路（推薦采用MCC系列功率模塊）；星型三相三線制或三角型三相三線制結(jié)構(gòu)負(fù)載采用單相可控硅＋二極管電路（推薦采用MCD系列功率模塊）；
根據(jù)加熱元件的特性，合理選擇可控硅功率的型號(hào)。功率的大小對(duì)保護(hù)可控硅有著很重要的作用�？煽毓璧碾娏骱�(jiǎn)單計(jì)算方法：加熱元件為電阻絲；三相功率18KW÷3＝每相6KW功率；每相6KW÷220V＝27A≈40A；加熱元件為硅碳棒；安全過載電流要乘3倍 ；18KW÷3相＝6KW÷220V＝27A×3倍＝81A≈90A；對(duì)于大容量的負(fù)載建議乘3.5倍。
五、結(jié)束語：
宇電可控硅電爐控制柜AI系列儀表具備優(yōu)良的測(cè)量和控制性能，由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，為電爐控制柜設(shè)計(jì)帶來前所未有的方便。例如其輸出可配用具備“燒不壞”特性的可控硅觸發(fā)模塊，能直接用時(shí)間比例過零、周波過零或移相方式觸發(fā)各種單向、雙向可控硅及功率模塊，不僅降低成本，而且簡(jiǎn)化安裝并提高可靠性。
近年隨著電氣控制技術(shù)的發(fā)展，電加熱爐自動(dòng)控制系統(tǒng)得到了快速的發(fā)展，數(shù)字無紙記錄儀的功能不斷提高，控制系統(tǒng)都得到了很好應(yīng)用和發(fā)展。開發(fā)采用由數(shù)字通訊控制儀表＋人機(jī)界面觸摸屏數(shù)字無紙記錄儀的電加熱爐自動(dòng)控制系統(tǒng)，使電加熱爐的控制技術(shù)更具有飛躍的提高。
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