宇电AI温度控制器在工业烤箱上的应用———宇电AI温度控制器在工业烤箱上的应用

关键词：AI温度控制器、工业烤箱、三相移相触发器 一、       概述         工业烤箱应用广泛，在电工、电子、仪表、材料、半导体等生产企业对非易燃易爆物进行干燥、烘培及其热处理试验；可用于学校、医疗、食品、化工等单位对非易燃易爆物进行干燥、保湿、烘培及其热处理等试验；特别适用于LED、LCD石英晶体电容、电阻等要求高恒精度和可靠性产品的过程烘干和老化。适用于烘烤有化学性气体及食品加工行业的欲烘烤物品、基板应力的去除、油墨的固化、漆膜等等的精密烘烤、烘干、回火、预热、定型、加工等。   二、        烤箱的优势及工作原理； 1、耐用性较强：由于电热器被密封在箱体内，与外界空气接触面小，因此不易被氧化腐蚀。  2、内热循环：烘烤物件受热均匀。 3、电气控制安全精确可靠：结构合理，有效工作面积大，功能全，操作简单，维修调整方便，噪音小，可靠性高，成本低，能耗少，生产效率高。 工作原理： 空气循环系统采用双电机水平循环送风方式，风循环均匀高效。风源由循环送风电机（采用变频器）带动风轮（Φ230）经由电热器，而将热风送出，再经由风道至烘箱内室，再将使用后的空气吸入风道成为风源再度循环，加热使用。确保室内温度均匀性。当因开关门动作引起温度值发生摆动，可介此送风循环系统迅速恢复操作状态温度值。 三、系统要求及结构;    1、仪表的控制精度为±0.2%；    2、仪表带一路4-20mA变送输出；    2、仪表带上下限报警；    3、移相触发外部三相可控硅；    4、带程序升温，采用AI人工智能PID调节； 四、仪表的选型及功能；         根据系统的要求我们选用了AI-708PAX3L2L2X5+AIJK3，利用AI-708P的主输出作为AIJK3的控制信号，来控制加热输出，通讯口变送一路信号4-20mA给变频器。         AI-708P智能调节器在AI-708的基础上增加了30+20段时间程序控制功能，前30段可编程为自动跳转执行,实现循环控制,采用先进的模块化设计，具备5个功能模块插座：辅助输入、主输出、报警、辅助输出及通讯， 仪表的输入方式可自由设置为热电偶、热电阻和线性电流（电压），具体模块功能如下； X3：光电隔离高精度线性电流输出； X5：自带隔离电源的光电隔离的高精度线性电流输出； L2：继电器触点开关输出模块； AIJK系列是应用了单片机技术的智能化三相移相触发及周波过零两用触发器，功能强大且可靠性高，能适应各种电阻丝、硅碳棒及负载采用变压器降压的硅钼棒、钨丝等到各种类型工业电炉，也可用于电机软启动的控制，其主要特点包括：         0-20mA(0-5V)/4-20mA(1-5V)信号兼容输入；        采用计算机技术进行线性化功率修正，当负载为阻性时，其输出功率与输入信号成正比；        缺相检测、过流检测及报警功能；AIJK3还具备可控硅击穿及负载开路检测功能；        自动同步功能，连接可控硅触发线时不需要对相序；AIJK3甚到不需要对极性；         采用钱光电隔离及“烧不坏”技术，可靠性非常高，对输入端造成干扰小；         电流反馈或延迟时间可调的软启动/软停止功能，可适应硅钼棒、钨丝、电动机及感性负载；         内含开关电源，可直接220VAC电源供电，并具备5V及24V两组直流电源输出；         仪表的调节功能采用先进的AI人工智能PID调节算法。AI人工智能调节算法是采用模糊规则进行PID调节的一种新型算法，在误差大时，运用模糊算法进行调节，以消除PID饱和积分现象，当误差趋小时，采用改进后的PID算法进行调节，并能在调节中自动学习和记忆被控对象的部分特征以使效果最优化。具有无超调、高精度、参数确定简单、对复杂对象也能获得较好的控制效果等特点。改进后的PID参数是采用宇电特有的M 5、P、t等控制参数来表示的。   五、       仪表参数设置； 根据工艺的具体要求，AI-708P的参参数设置如下； dF=0.3；回差（死区、滞环）用于避免因测量输入值波动而导致位式调节频繁通断； Ctrl=1 控制方式采用AI人工智能调节/PID调节； M5；保持参数与参数PID调节的积分时间起相同作用，在这由AT人工自整定而得，若控制不准则依据被控制对象的现象调整； P；速率参数：类似PID调节器的比例带，但变化相反。这值越大，比例、微分作用成正比增强，反之相应减弱； T；滞后时间：T参数的正确设定值与PID调节中微分时间相等； CTL=1；输出周期：如果采用SSR或可控硅作输出执行器件控制周期可取短一些； SN=0；输入规格0为K型热电偶输入； OP1=4；输出方式采用4-20mA输出给AIJK3； CF=2；系统功能选择，为反作用调节，输入增大时，输出趋向减小；仪表有上电免除报警功能； Run=3；仪表在通电后无论出现何种情况，仪表都进入停止状态； AIJK3的设置； AIJK3的设置是能过内部的一个六位的DIP开关来设定的； 第一位：用于选择输入信号规格，OFF表示输入0-20mA或0-5V（电流或电压输入则用跳线选择），ON表示输入信号为4-20mA或1-5V，在这里设置为ON； 第二位选择三相三线/三相四线制的接线方式，AIJK3放置在OFF位置； 第三位用于选择移相/周波过零触发方式，OFF表示移相触了，ON表示周波过零触发，这里选择OFF； 第四位用于选择缺相报警，OFF为三相中只要有任一相缺相或可控硅击穿就报警，这里设置为OFF； 第五位用于选择IN2功能为电流反馈或调整软启动/软停止延迟时间，OFF表示用于调整软启动/软停止时间，设置为OFF； 第六位用于特殊功能，设置为OFF； 板上还有2个跳线，分别选择主输入（IN1）和IN2的是电流输入还是电压输入； 六、       系统调试: ①AI系列调节仪表具备参数自整定功能：AI人工智能调节方式初次使用时，要启动自整定功能来协助确定M 5、P、t等控制参数。初次启动自整定时，可将仪表切换到显示状态下，按小于键并保持约2秒钟，此时仪表下显示器将闪动显示“At”字样，表明仪表已进入自整定状态。自整定时，仪表执行位式调节，经2~3次振荡后，仪表内部微处理器根据位式控制产生的振荡，分析其周期、幅度及波型来自动计算出M 5、P、t等控制参数。如果在自整定过程中要提前放弃自整定，可再按小于键并保持约2秒钟，使仪表下显示器停止闪动“At”字样即可。视不同系统，自整定需要的时间可从数秒至数小时不等。仪表在自整定成功结束后，会将参数CtrL设置为3（出厂时为1）或4，这样今后无法从面板再按小于键启动自整定，可以避免人为的误操作再次启动自整定。已启动过一次自整定功能的仪表如果今后还要启动自整定时，可以用将参数CtrL设置为2的方法进行启动。         系统在不同给定值下整定得出的参数值不完全相同，执行自整定功能前，应先将给定值设置在最常用值或是中间值上，如果系统是保温性能好的电炉，给定值应设置在系统使用的最大值上，再执行启动自整定的操作功能。参数CtI（控制周期）及dF（回差）的设置，对自整定过程也有影响，一般来说，这2个参数的设定值越小，理论上自整定参数准确度越高。但dF值如果过小，则仪表可能因输入波动而在给定值附近引起位式调节的误动作，这样反而可能整定出彻底错误的参数。推荐CtI=0-2，dF=2.0。此外，基于需要学习的原因，自整定结束后初次使用，控制效果可能不是最佳，需要使用一段时间（一般与自整定需要的时间相同）后方可获得最佳效果。        AI仪表的自整定功能具备较高的准确度，可满足超过90%用户的使用要求，但由于自动控制对象的复杂性，对于一些特殊应用场合，自整定出的参数可能并不是最佳值，所以也可能需要人工调整的MPT参数。 七：结束语：          随着工业自动化水平的提高，厦门宇电公司主打的AI系列仪表已在多种行业应用，在烤箱上配宇电仪表能够提高了控制效果,使用方便,缩短控制周期,节约能源。