厦门宇电AI-808P智能温控器在熔融炉温控系统中的应用

一、温控系统的构成
温控系统原理。HK 型熔融炉温控系统采用简单的闭环控制，主要由AI808P 型人工智能调节器、AIJK3 型可控硅触发器、双向可控硅、炉体等构成，采用硅碳棒作为加热元件，热电偶测量炉内温度。

主要器件简介
2． 1 AI808P 调节器
AI808P 型调节器是国产较先进的仪表，内部采用了高性能ASIC 芯片和模块化硬件设计，在输入、输出信号上均采用了数字校正技术，以消除稳定性。较差的可调电阻所带来的误差; 采用自动调零技术不会产生零点漂移，测量精确稳定; 具有多种输入、输出规格和报警方式设置。电源可在85 ～ 264 VAC( 50 ～ 60 Hz) 。具有基于模糊逻辑的PID 调节及参数自整定功能和温度实时显示功能。
2． 2 AIJK3 移相触发器
AIJK3 移相触发器可靠性高，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、钨丝等各种类型工业炉，也可用于电机软启动的控制。AIJK3 移相触发器有两种触发方式: 移相触发和周波过零触发移相触发是通过改变触发脉冲移相来调整可控硅的导通角，达到调整功率的目的。这种控制方式对于电阻加热炉负载来说，其输出的交流电压波形有畸变现象，大的电流负载将对电网的供电品质有影响。周波过零触发是一种改变导通的周波数的触发方式，通过调节可控硅的占空比( 在一定时间内可控硅导通的周波数与关断的周波数之比) ，以达到调整可控硅输出功率的目的。在一定时间间隔T内可控硅导通的周波数愈多，则输出的平均电压( 或功率) 愈高，反之愈小。过零触发方式，其可控硅输出的交流电压波形为正弦波，波形不发生畸变，所以不会对电网的供电品质产生影响。另外，过零触发调节范围大，输出稳定，适合智能温控，可以消除熔融炉在加热时产生的热惯性，提高温控精度。在熔融炉中采用过零触发对电网谐波污染极小，减小了对电网其他电气设备运行的影响; 其内部的脉冲变压器将触发电路与电网隔离，减小了电网波动对触发电路的影响，提高了温控精度。AIJK3 移相触发器采用全光电隔离及“烧不坏”技术，可靠性非常高，同时具备缺相检测、过流检测、负载开路检测及报警功能。
3系统设置及运行原理

3． 1 参数设置
正确设置AI808P 调节器的控制参数是温度控制的关键。系统中需要设置的参数代号、含义和设定值如表1 所示。3． 2 设置说明
①上限报警值的设定表示温度不能高于设定的温度值。②CTRL = 3，表示采用AI 人工智能调节。③输入规格SN = 0，表示输入为K 型热电偶。④OPT = 2，表示0 ～ 20 mA 线性电流输出。⑤参数修改级别LOC = l，表示可显示查看现场参数，不允许修改，但允许设置给定值。以预防无关人员改动而影响仪表的正常运行。⑥RUN = 1，表示工作在自动调节状态。⑦当仪表的参数设置完毕，大多数参数将不再需要现场设置，避免了现场操作工的误操作而将参
数破坏，影响仪表的正常工作。操作工可以对EP1 ～EP8 定义的l ～ 8 个现场参数进行改动。
3． 3 运行原理
AI808P 调节器*次运行时，启用了自整定功能，便较快地找到了*佳MPT 参数。自整定过程采用位式控制，系统振荡后，根据其周期确定滞后时间参数T，根据振荡幅度，可确定速率参数P。参数M一般不易直接确定，对于温度，一般假设其零输出时测量值为25 ℃，根据振荡时输出值可确定出参数M。对于线性输入，以其刻度范围作为M 值。可
见，参数P 和T 可以通过自整定获得*佳值，而参数M 只能是大致确定。另外，如果系统的速率参数或滞后时间很长时，自整定也可能加大控制周期( CTL) 值，以使系统符合实际的控制对象要求。AI808P 应用先进的人工智能控制算法，即对PID算法加以改进并加入模糊控制规则，并对给定值的变化加入了前馈调节。鉴于上述原理，当设定好温度后，调节器立即进入系统*佳调节状态。在误差大时，运用模糊算法进行调节，以彻底消除PID 饱和积分现象，这时仪表以较大的电压值输出。当误差趋小时，采用改进后的PID 算法控制，这时调节器以较大的输出变为极小的输出，且其控制参数采用被控对象特征描述方式。一组( MPT) 参数即可同时确定PID参数和模糊控制参数，系统具有无超调和高精度等特点。针对不稳定的复杂调节对象，表内设有自适应调节规则，可使系统进一步加快响应速度，改善控制品质。针对控制参数较难确定的系统，表内设有自整定专家系统，可使系统的控制参数确定简单。因此，自整定系统的引入，不仅降低了操作人员的劳动强度，方便了操作，节约了调试时间，而且进一步提高了控制系统的控制质量。调节器输出电压加到AIJK3 触发器上，触发器便输出过零脉冲控制双向可控硅导通的占空比，根据占空比的大小改变加热主回路输出电压值，即调整了加热功率，使炉温得到改变。
4 结论
HK 型熔融炉在武钢质检中心运行以来，系统工作可靠，控温精度高( 稳态时达到± 1 ℃) ，操作方便，实现了温度控制的无超调高精度控制，升温曲线可以任意调整，能满足各种材料对温度的不同要求，避免了电能浪费，*地提高了企业的质检效率，可代替4 倍价位的进口熔融炉，为企业节省大量资金。