温度检测与控制实验系统设计
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2、主要技术参数
电气出口：M20x1.5,NPT1/2
精度等级：I 、 II
防护等级：IP65
偶丝直径：Φ0.5
公称压力：常压
3、型号及规格
型 号
分 度 号
测温范围℃
保护管材料
热响应时间
规 格
d
L x l
WRP-130
WRP2-130
S
0-1300
高铝质
＜150S
Φ16
300x150
350x200
400x250
刚玉管
＜150S
Φ16
WRR-131
WRR2-131
＜360S
Φ25
应系统要求，可选择WRP-130，热响应时间小于150s的Ｉ级热电偶。
2 调节器
本设计采用数字调节器，内集成有变送器，可直接接热电偶，将调节后的信号转换为4-20MA或1-5V的标准信号输出。数字式PID调节器采用了先进的嵌入式微处理器，结构紧凑，功能强；采用遵守CAN2.0A协议的82C250和SJA1000芯片，数据通信快递精确，全数字化，全分散，全开放；具有广泛的适用性，温控范围可达0—1600℃：精度高，最小可以采样2uV的信号；使用了独立的RAM存储器，各种参数可以随时修改和保存：面板上设有按键和LED显示屏，可以实时地监测、更改各个参数，操作简单，工作可靠。
允差值
测温范围℃
允差值
测温范围℃
铂铑10—铂
WRS或WRP
WRS或WRPK
S
±1℃或
±（1+（t-1100）*0.003）
0~1300
±1.5℃
或
±0.25﹪
0~1300
由表格知，当选择Ｉ级s型热电偶时，其测温等级可以达到±1℃.本设计选择铂铑-铂WRP系列热电偶。
高温贵金属(铂铑)热电偶
1、应用
适用于各种生产过程中高温场合，广泛应用于玻璃及陶瓷及工业盐浴炉等测温。
450x300
550x400
650x500
900x750
1150x1000
1650x1500
2150x2000
WRP-131
WRP2-131
＜360S
Φ25
WRQ-130
WRQ2-130
R
0-1300
＜150S
Φ16
WRQ-131
WRQ2-131
＜360S
Φ25
WRR-130
WRR2-130
B
0-1600
（4）.用所选设备构成实验系统，画出系统结构图；
（5）.列出所能开设的实验，并写出实验目的、步骤、要求等
课程设计评语
设计报告成绩
（30%）
设计过程成绩
（30%）
口试成绩
（40%）
总成绩
一摘要
本文介绍了一个简单的温度检测与控制系统的设计。该系统的被控对象为小型加热炉，供电电压为220VAC，功率2KW，被测温度1200度，误差不超过±1℃。本设计通过热电偶测量加热炉内液体的温度，将热电偶的输出信号直接传输到调节器，该调节器内部集成有变送器，并且可设定给定温度值，本实验为1200度。调节器将偏差信号变为标准的4—20MA或1—5v电信号。该信号输出到调功器，可改变晶闸管导通时间，从而调节输出平均电压的大小，实现加热炉温度的控制。经验证此控制器的性能指标达到要求。
二 系统框图
本系统中，检测单元热电偶，调节器为集成变送器的数字调节器，执行器为可控硅调功器，被控对象为加热炉，被控参数为温度。
三 设备选型
1 热电偶
热电偶要求测温度1200度，误差不超过±1℃，所以决定了只能用铂铑等贵金属材料热电偶。铂铑热电偶又称高温贵金属热电偶，铂铑有单铂铑（铂铑10-铂铑）和双铂铑（铂铑30-铂铑6）之分，它们作为温度测量传感器,通常与温度变送器、调节器及显示仪表等配套使用,组成过程控制系统，用以直接测量或控制各种生产过程中0-1800℃范围内的流体、蒸汽和气体介质以及固体表面等温度。
变化率限制
0.1～10.0%/100ms
作用方式
正/反作用可选择
SP斜坡
0～26000,单位:/h,0.1h./min,0.1/min
远程开关RSW输入
通道数
4或12
功能
NOP,READY/RUN,AUTO/MANUAL,REMOTEL/LOCAL AT启/停,正/反作用,SP选择(PID参数同时),MV固定输出输入2的比例号选择,计算机的馈方式1/2
本设计选择SDC40A数字指示调节器，其规格说明如下：
SDC40A数字指示调节器
SDC40A小型（96mm×96mm）数字指示调节器是一种高精度指示调节器，可接受热电偶、热电阻、直流电压、直流电流的输入信号并对其进行控制。
规格表
一般功能
记忆材料
半导体不挥发性存储器
电源
85～264VAC,50/60Hz
铂铑热电偶的工作原理是铂铑热电偶是由两种不同成分的导体两端接合成回路时,当两接合点温度不同时，就会在回路内产生热电流。如果热电偶的工作端与参比端存在有温差时，显示仪表将会批示出热电偶产生的热电势所对应的温度值。
基于测温精度要求很高，所以选择s型热电偶，即铂铑-10铂型热电偶。
名称
分度号
允差等级
Ⅰ级
Ⅱ级
功能指示
2位7段LED
柱状LED
MV,OK指示,事件指示,RSW监视
设定点数
1或8点可选
量程
可选择
SP限制
下限:-1999～上限上限:下限～26000
控制输出
PID参数组
8((3D/AK/5K/9K/BK:4点冷却,4点加热)
PID自动整定
普通自整定/人工神经原+模糊推论整定/智能整定
输出限幅
下限:0～上限上限:下限～100%
消耗功率
25VA max
环境温度
0～50℃
环境湿度
10～90%RH(无结露)
重量
约750g
PV输入(PV1)
类型
热电偶,热电阻,直流电压/电流(国际标准)
采样周期
0.1S
精度
±0.1%FS
偏置
-1000～+1000U(U:工程单位)
(PV2)
类型
4～20mACC,1～5VDC
指示设定
PV,SP指示
5位7段LED
任务书
设计参数：被测温度1200℃，最大误差不超过±1℃，
设计要求：
（1）.被控对象为小型加热炉，供电电压220VAC，功率2KW，用可控硅控制加热炉温度；
（2）.通过查阅相关设备手册或上网查询，选择温度传感器、调节器、加热炉控制器等设备（包括设备名称、型号、性能指标等）；
（3）.设备选型要有一定的理论计算；
事件EV输入
类型
集电极开路干接点
点数
2(标准型),3或8(选项)
类型Biblioteka Baidu
PV,SP,DEV,|DEV|,MV,MFB(马达位置),ALarm,回路诊断
输出型式
ON/OF SPST接点
辅助输出(AUX)
回路数
1或2(2G/3D/AK/5K/9K/BK型:1点)
输出功能
PV,SP,DEV,RSP,MV,MFB
电气出口：M20x1.5,NPT1/2
精度等级：I 、 II
防护等级：IP65
偶丝直径：Φ0.5
公称压力：常压
3、型号及规格
型 号
分 度 号
测温范围℃
保护管材料
热响应时间
规 格
d
L x l
WRP-130
WRP2-130
S
0-1300
高铝质
＜150S
Φ16
300x150
350x200
400x250
刚玉管
＜150S
Φ16
WRR-131
WRR2-131
＜360S
Φ25
应系统要求，可选择WRP-130，热响应时间小于150s的Ｉ级热电偶。
2 调节器
本设计采用数字调节器，内集成有变送器，可直接接热电偶，将调节后的信号转换为4-20MA或1-5V的标准信号输出。数字式PID调节器采用了先进的嵌入式微处理器，结构紧凑，功能强；采用遵守CAN2.0A协议的82C250和SJA1000芯片，数据通信快递精确，全数字化，全分散，全开放；具有广泛的适用性，温控范围可达0—1600℃：精度高，最小可以采样2uV的信号；使用了独立的RAM存储器，各种参数可以随时修改和保存：面板上设有按键和LED显示屏，可以实时地监测、更改各个参数，操作简单，工作可靠。
允差值
测温范围℃
允差值
测温范围℃
铂铑10—铂
WRS或WRP
WRS或WRPK
S
±1℃或
±（1+（t-1100）*0.003）
0~1300
±1.5℃
或
±0.25﹪
0~1300
由表格知，当选择Ｉ级s型热电偶时，其测温等级可以达到±1℃.本设计选择铂铑-铂WRP系列热电偶。
高温贵金属(铂铑)热电偶
1、应用
适用于各种生产过程中高温场合，广泛应用于玻璃及陶瓷及工业盐浴炉等测温。
450x300
550x400
650x500
900x750
1150x1000
1650x1500
2150x2000
WRP-131
WRP2-131
＜360S
Φ25
WRQ-130
WRQ2-130
R
0-1300
＜150S
Φ16
WRQ-131
WRQ2-131
＜360S
Φ25
WRR-130
WRR2-130
B
0-1600
（4）.用所选设备构成实验系统，画出系统结构图；
（5）.列出所能开设的实验，并写出实验目的、步骤、要求等
课程设计评语
设计报告成绩
（30%）
设计过程成绩
（30%）
口试成绩
（40%）
总成绩
一摘要
本文介绍了一个简单的温度检测与控制系统的设计。该系统的被控对象为小型加热炉，供电电压为220VAC，功率2KW，被测温度1200度，误差不超过±1℃。本设计通过热电偶测量加热炉内液体的温度，将热电偶的输出信号直接传输到调节器，该调节器内部集成有变送器，并且可设定给定温度值，本实验为1200度。调节器将偏差信号变为标准的4—20MA或1—5v电信号。该信号输出到调功器，可改变晶闸管导通时间，从而调节输出平均电压的大小，实现加热炉温度的控制。经验证此控制器的性能指标达到要求。
二 系统框图
本系统中，检测单元热电偶，调节器为集成变送器的数字调节器，执行器为可控硅调功器，被控对象为加热炉，被控参数为温度。
三 设备选型
1 热电偶
热电偶要求测温度1200度，误差不超过±1℃，所以决定了只能用铂铑等贵金属材料热电偶。铂铑热电偶又称高温贵金属热电偶，铂铑有单铂铑（铂铑10-铂铑）和双铂铑（铂铑30-铂铑6）之分，它们作为温度测量传感器,通常与温度变送器、调节器及显示仪表等配套使用,组成过程控制系统，用以直接测量或控制各种生产过程中0-1800℃范围内的流体、蒸汽和气体介质以及固体表面等温度。
变化率限制
0.1～10.0%/100ms
作用方式
正/反作用可选择
SP斜坡
0～26000,单位:/h,0.1h./min,0.1/min
远程开关RSW输入
通道数
4或12
功能
NOP,READY/RUN,AUTO/MANUAL,REMOTEL/LOCAL AT启/停,正/反作用,SP选择(PID参数同时),MV固定输出输入2的比例号选择,计算机的馈方式1/2
本设计选择SDC40A数字指示调节器，其规格说明如下：
SDC40A数字指示调节器
SDC40A小型（96mm×96mm）数字指示调节器是一种高精度指示调节器，可接受热电偶、热电阻、直流电压、直流电流的输入信号并对其进行控制。
规格表
一般功能
记忆材料
半导体不挥发性存储器
电源
85～264VAC,50/60Hz
铂铑热电偶的工作原理是铂铑热电偶是由两种不同成分的导体两端接合成回路时,当两接合点温度不同时，就会在回路内产生热电流。如果热电偶的工作端与参比端存在有温差时，显示仪表将会批示出热电偶产生的热电势所对应的温度值。
基于测温精度要求很高，所以选择s型热电偶，即铂铑-10铂型热电偶。
名称
分度号
允差等级
Ⅰ级
Ⅱ级
功能指示
2位7段LED
柱状LED
MV,OK指示,事件指示,RSW监视
设定点数
1或8点可选
量程
可选择
SP限制
下限:-1999～上限上限:下限～26000
控制输出
PID参数组
8((3D/AK/5K/9K/BK:4点冷却,4点加热)
PID自动整定
普通自整定/人工神经原+模糊推论整定/智能整定
输出限幅
下限:0～上限上限:下限～100%
消耗功率
25VA max
环境温度
0～50℃
环境湿度
10～90%RH(无结露)
重量
约750g
PV输入(PV1)
类型
热电偶,热电阻,直流电压/电流(国际标准)
采样周期
0.1S
精度
±0.1%FS
偏置
-1000～+1000U(U:工程单位)
(PV2)
类型
4～20mACC,1～5VDC
指示设定
PV,SP指示
5位7段LED
任务书
设计参数：被测温度1200℃，最大误差不超过±1℃，
设计要求：
（1）.被控对象为小型加热炉，供电电压220VAC，功率2KW，用可控硅控制加热炉温度；
（2）.通过查阅相关设备手册或上网查询，选择温度传感器、调节器、加热炉控制器等设备（包括设备名称、型号、性能指标等）；
（3）.设备选型要有一定的理论计算；
事件EV输入
类型
集电极开路干接点
点数
2(标准型),3或8(选项)
类型Biblioteka Baidu
PV,SP,DEV,|DEV|,MV,MFB(马达位置),ALarm,回路诊断
输出型式
ON/OF SPST接点
辅助输出(AUX)
回路数
1或2(2G/3D/AK/5K/9K/BK型:1点)
输出功能
PV,SP,DEV,RSP,MV,MFB