一、KY系列一體化安裝型工業(yè)溫控器的溫度測量及控制原理

1、溫度測量、顯示原理

    溫度信號為非電量值，工業(yè)控制應用中多是利用溫度傳感器采集測量物質的溫度。通過溫度傳感器將測量的溫度信號轉換為電信號，再通過放大、濾波后送A/D轉換器，實現(xiàn)模擬信號到相應數(shù)字信號的轉換，然后利用數(shù)字信號處理方法計算得出溫度值，實現(xiàn)溫度的測量，KY系列一體化安裝型工業(yè)溫控器也是采用這一方法，測量過程如圖1所示。

    圖1中被放大的測量信號仍為模擬電信號，不能被單片機識別，要實現(xiàn)測量溫度值的顯示和單片機控制處理，還需要進行模數(shù)轉換操作，溫度信號顯示過程如圖2所示。

2、溫度控制原理 

被放大的溫度測量信號經(jīng)A/D模數(shù)轉換后，成為單片機可識別的數(shù)字信號，并將其送入主控單元，與主控單元已設置好的給定值比較，經(jīng)過PID運算得到輸出控制值。此輸出控制值用來控制KY系列一體化安裝型工業(yè)溫控器的可控硅模塊單元導通角大小，進而控制執(zhí)行元件加熱功率，zui終達到控制被測系統(tǒng)溫度值的功能。溫度控制過程如圖3所示。

二、井式爐特性

井式爐是周期式作業(yè)爐，適用于桿類、長軸類零件的熱處理。

井式爐外殼為鋼板和型鋼制成圓柱形爐體，全數(shù)采用密封焊接。加熱元件繞成螺旋狀裝置在爐膛的擱絲磚上。以電為熱源的井式爐為井式電阻爐。

井式電阻爐整個爐膛是一個密閉的空間，具有輻射傳熱的特性，對沒有強制對流的井式爐還應當在爐子的上部與下部適當增加一些功率。由于井式爐結構和電熱體布置等原因，爐內的實際溫度分布是不均勻的。

三、KY系列一體化安裝型工業(yè)溫控器在井式電阻爐中的應用

    由井式爐爐體特性可知，爐膛內的各區(qū)的升溫特性不同，而熱處理工藝所需要的卻是在一個工作空間內的溫度分布均勻，并能長時間保持穩(wěn)定。下面介紹如何應用輝達工控KY系列一體化安裝型工業(yè)溫控器進行井式爐控制，以保證井式爐爐溫的均勻性。

    熱電偶KY系列一體化安裝型工業(yè)溫控器可實現(xiàn)對爐內局部溫度的控制和測量，在這樣的條件下，為了確保爐內工作空間爐溫的均勻性，采用多區(qū)溫度控制。

    熱電偶測溫過程中只有被測介質、零件和熱電偶之間的熱交換過程達到*的動態(tài)平衡，熱電偶檢測到的溫度才能代表零件溫度。但由于它們之間傳熱的復雜性和測溫存在滯后等因素，要想達到*動態(tài)平衡是不可能的，為使熱電偶測量溫度與零件實際溫度相近，采用多點溫度采集。

    不同爐子的溫度均勻性不同，進行多區(qū)工藝曲線控制前，需要先測試爐子的溫度均勻特性。具體做法是，首先根據(jù)爐體大小和井式爐加熱空間分布特性，選用3個測溫精度相同的熱電偶分別測量井式爐上、中、下三個加熱工作區(qū)的溫度采集，分別作為1、2、3加熱區(qū)的采集溫度。

    再將3個熱電偶對應接入三臺KY系列一體化安裝型工業(yè)溫控器分別控制1、2、3區(qū)加熱元件工作，根據(jù)3個加熱區(qū)采集到的溫度值與設定溫度差值，進行PID運算，在爐子升溫過程中，根據(jù)各個溫區(qū)的加熱情況，不斷調整三區(qū)PID控制參數(shù)和輸出大小，以使三個溫區(qū)的溫度基本一致，即保證整個爐膛內工作區(qū)的溫度均勻。在調節(jié)爐膛溫度均勻性的過程中，記錄數(shù)據(jù)，得到爐子的加熱特性。溫度均勻性測試后，根據(jù)測試得出的數(shù)據(jù)，分別設置三個KY系列一體化安裝型工業(yè)溫控器的工藝曲線參數(shù)，進而實現(xiàn)對多個溫區(qū)的控制。

結束語

    KY系列一體化安裝型工業(yè)溫控器在實際井式爐控制上得到很好的應用，項目應用中的井式爐溫度均勻性得到了很好的提升和保證。