电阻炉温度控制实习报告

北华大学

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：_________________________ 2014年3月24日

前言

在大二的课程里我们学习了自动控制系统、过程控制工程及工业自动化仪表等课程。我们学习到了许多关于自动控制方面的理论知识，但实践是检验一切真理的标准，只有真真正正的将理论与实践相结合。用理论来指导实践，用实践来检验并完善理论。为了使提高我们的动手能力及理论相结合的能力，学校组织了为期三周的关于电阻炉温度控制系统的生产实习。

生产实习为期三周，分为两阶段。第一阶段为第一周，在这一周里，我们要了解温度控制系统所用到的仪器仪表及理论知识，学习使用组态王这一生产模拟软件并用它将温度控制系统的整个控制过程做成动态模拟动画。第二阶段为第二、第三两周，在这段时间里，我们需要学会PID自整定控制仪、无纸记录仪及可控硅三相调功器的功能、使用方法以及校准。画出整个系统的电气原理图及仪器仪表的电路接线图。利用4:1衰减曲线法来调节PID的控制参数，以实现无偏差控制的控制目标。经过三周的生产实习能够更好的做到学以致用，将理论实际相结合，用理论来指导实践，用实践来完善理论。

目录

第一部分系统简介及工艺流程 (1)

1.1系统简介 (1)

1.2双向可控硅 (2)

1.3三相电阻炉 (3)

1.4K型热电偶 (5)

1.5温度变送器 (9)

1.6无纸记录仪 (10)

1.7工艺流程图 (13)

第二部分零点调整及量程调整 (14)

2.1零点调整 (14)

2.2量程调整 (18)

第三部分静态特性及动态特性 (18)

3.1静态特性及动态特性的定义 (18)

3.2实验步骤 (19)

3.3PID的参数整定口诀 (20)

3.4积分饱和问题 (20)

第四部分参数整定及投运 (22)

4.1在纯比例作用的参数整定 (22)

4.2在比例积分作用下的参数整定 (24)

4.3比例积分微分的参数整定 (25)

4.4系统的投运 (26)

第五部分组态王软件的应用 (27)

5.1组态王软件的简介 (27)

心得体会 (28)

参考文献 (30)

附录一 (31)

附录二 (32)

附录三 (33)

附录四 (34)

1.2双向可控硅

1）工作原理：

图 2 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 ITSM--通态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 VISO--模块绝缘电压

Tjm--额定结温 VDRM--断态重复峰值电压

IRRM--反向重复峰值电流 IF(AV)--正向平均电流

1.3三相电阻炉（采用角接）

1）定义及工作原理：

电阻炉是利用电流使炉内电热元件或加热介质发热，从而对工件或物料加热的工业炉。电阻炉在机械工业中用于金属锻压前加热、金属热处理加热、钎焊、粉末冶金烧结、玻璃陶瓷焙烧和退火、低熔点金属熔化、砂型和油漆膜层的干燥等。

电阻炉的工作原理是利用电的热效应，以电为最基础能源，通过电热元件将电能转化为热能，在炉内对金属进行加热。电阻炉和火焰比，热效率高，可达50－80℅，热工制度容易控制，劳动条件好，炉体寿命长，适用于要求较严的工件的加热，

但耗电费用高。

2）安装需注意：

①安装前首先按基础图检查地基是否符合要求。

②检查炉子附件是否齐全，运输过程有否损坏，炉衬有无开裂和塌陷，电热元件有否拆断和脱离搁砖现象。

③电阻炉烘干前，应用万用表测量电热元件与炉壳间的电阻，不允许有短路现象。烘干后，应用500V兆欧表测量冷态绝缘电阻值不小于0.5兆欧。

④电阻炉的工作电压超过36V时，应有良好的接地装置。

炉壳外裸露的带电部分和传动装置，应加保护罩壳。为保证操作安全可靠，要设置必要的保护措施，如过流继电器、压力继电器和自动断路开关等。

⑤电控、温控柜应安置在炉子一侧，不能距炉子太远。控制柜后门距墙壁要大于600mm，元件板支架要用地脚螺栓固定。各种管路要按规定涂上不同颜色，以示区别。

⑥易燃或有爆炸危险的气源，应放在专用的安全隔离房间。并式电阻炉一般安装在地坑中，炉盖标高在地面上500mm左右。炉子主回路电缆和热电偶补偿导线应敷设在地沟中，上面覆盖板。

3）角接法：

角形接法连接是把三相绕组的首端和尾端依次相连。接法如下图所示。

三角形接法，有助于提高电机功率，缺点，启动电流大，绕组承受电压（380V)大！对电阻丝的绝缘要求更高！

图3 角接法

1.4 K型热电偶

1）工作原理：