一种高温炉控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种高温炉控制装置，装置包括启/停自锁电路、移相调压模块、变压器、电流变送器、控温热电偶、高温炉控制器、触摸屏控制台，高温炉控制器包括、炉温信号调理电路、A/D1、A/D2、D/A、D/A输出驱动器、启/停控制接口、CPU、通讯接口、温升巡检接口，通过高温炉控制器连接电流变送器实时检测加热电流，调控移向调压模块，实现高温炉的合理控温，整个装置和方法具有控温安全可靠合理的特点。

A high temperature furnace control device

The utility model discloses a high-temperature furnace control device, which comprises a start / stop self-locking circuit, a phase-shift voltage regulating module, a transformer, a current transmitter, a temperature control thermocouple, a high-temperature furnace controller, a touch screen console, and the high-temperature furnace controller comprises a furnace temperature signal conditioning circuit, a / D1, a / D2, D / A, D / a output driver, a start / stop control interface, CPU, communication interface, temperature rise inspection Interface, through the high temperature furnace controller connected with the current transmitter to detect the heating current in real time, adjust and control the shift to the voltage regulating module, to achieve the reasonable temperature control of the high temperature furnace, the whole device and method has the characteristics of safe, reliable and reasonable temperature control.

【技术实现步骤摘要】
一种高温炉控制装置
本技术涉及自动化控温
，具体为一种高温热电偶检定炉的运行保护控制装置。
技术介绍
高温热电偶检定炉（以下简称“高温炉”）主要用作检定B型热电偶、钨-铼热电偶及其它高温热电偶的温度源，其工作温度范围通常为(1100～1500)℃甚至更高。目前制作高温炉加热体的主要材料有铂铑合金丝和以二硅化钼材料制作的硅钼棒两种，它们都具有冷态电阻小，正电阻温度系数的特点,高温炉的加热体整体冷态电阻通常在（0.1～1）Ω数量级，因此高温炉的供电通常不能直接以220V电源供电，需通过变压器进行降压供电，即低电压、大电流供电，例如以硅钼棒作为加热体的高温炉，其最大加热电流通常为60A左右。目前，高温炉的控制存在的问题主要有：1.上电过程：高温炉在启动上电时通常处于冷态（室温），此时的高温炉加热体冷态电阻通常在（0.1～1）Ω数量级，即便通过降压变压器供电，加热电流仍然容易超过高温炉加热体表面负荷的允许上限值,或超过供电线路的负荷能力,此时需要调至很低的供电电压，通常的启动方法是，首先将可调供电控制电路（如调节自耦变压器或可控硅移相角）将高温炉供电电流调至最小，然后通过微调旋钮逐渐增加加热电流，直至达到高温炉的额定加热电流。必要时，作为辅助手段，可使用变压器抽头使供电电压从最低档分级上调。上述控制无论通过人工调节或采用模拟电路辅助调节，均需人工干预，操作繁琐。2.升温过程：高温炉从冷态升至1100℃左右的整个升温过程中，加热体的电阻随温度的升高而大幅度增大，加热电流减小，升温速率也随之减小，若继续使用过低的电压供电又会限制高温炉的正常升温，此时又需要不断适当增加供电电压,以保证正常的升温速率，但供电电压又不能太高，以防止加热体被烧坏。3.停炉过程：高温炉降温过程中炉膛以较快速度降温可能导致炉内处于高温的耐火部件、材料因急速降温而导致变形、裂纹等损伤等问题。
技术实现思路
本技术提供一种高温炉控制装置，通过该装置可有效地实现对高温炉进行温度控制和多重保护控制，使其整个控温过程合理、可靠、安全。为达到上述目的，本技术采用的技术方案：一种高温炉控制装置，它包括启/停自锁电路、移相调压模块、变压器、电流变送器、控温热电偶、高温炉控制器、控制台，启/停自锁电路、移相调压模块、变压器、电流变送器依次设置在高温炉的加热供电进线上；所述高温炉控制器包括炉温信号调理电路、A/D1、A/D2、D/A、D/A输出驱动器、启/停控制接口、CPU、通讯接口，所述控温热电偶的工作端置于高温炉的有效工作温区内，控温热电偶的参考端经延伸导线连接到炉温信号调理电路的输入端，炉温信号调理电路的输出端连接到所述A/D1的输入端，所述电流变送器的输入端连接到高温炉的加热供电进线，所述电流变送器的输出端连接到所述A/D2的输入端，所述D/A的输出端连接到所述D/A输出驱动器的输入端，所述D/A输出驱动器的输出端连接到所述移相调压模块的输入端,所述移相调压模块的输出端连接到所述变压器的初级回路，所述启/停控制接口的输出端连接到所述启/停自锁电路的输入端；所述A/D1的输出端、A/D2的输出端、D/A的输入端、启/停控制接口的输出端、通讯接口的输出端均连接到CPU，所述通讯接口通过RS-232口连接到控制台。控温热电偶输出的热电势信号代表高温炉有效工作区的当前温度，炉温信号调理电路、A/D1、经软件进行温标变换，得到炉温当前值。此外高温炉的炉温当前值亦可通过标准热电偶替代控温热电偶测得，或由上位机通过RS-485通讯直接下传得到。高温炉控制器还包括温升巡检接口，温升巡检接口的输入端连接多支表面温度计，所述温升巡检接口的输出端与CPU连接，所述表面温度计的感温探头被分别安装在容易发热的低压大电流电气接点部位。所述高温炉控制器中的CPU，在本实施例中采用32位单片机LCP23××系列；所述的移相调压模块选用具有输入、输出隔离功能的可控硅移相调压模块，其输入通常为（0～10）V。一种利用上述高温炉控制装置的控温方法，在高温炉的整个温度调节和控制过程中，对高温炉加热电流进行实时监测，高温炉控制器控制移向调压模块调控变压器，构成电流限制环节，确保高温炉加热电流不超过设定的加热电流上限。电流变送器的输入端连接到高温炉的加热供电进线，所述高温炉控制器通过A/D2接收电流变送器的输出信号并换算为高温炉加热电流当前值，并以内设的高温炉加热电流上限作为加热电流设定值，两者共同作为加热电流限制算法的输入，通过电流限制算法，输出控制移向调压模块，控制变压器，实现对加热电流限制输出。所述加热电流限制调节算法可以借助PI算法或其它闭环调节算法，为了实现加热电流限制功能。温升巡检接口所连接的表面温度计中，有一支用于测量环境温度，其它表面温度计被分别安装在变压器次级输出至高温炉加热体输入端的低电压大电流回路中的、易发热的被监测电气接点部位。为了对各监测部位的温升进行巡回测量，对环境温度及各监测部位的温度进行巡回测量，并将各个监测部位的温度与环境温度之差作为相应监测部位的温升。高温炉控制器一旦发现有超过正常温升的电气接点，将通过控制台、通讯口及声光信息发出报警，若电气接点温升达到或超过保护温升，所述高温炉控制器通过启/停控制接口控制启/停自锁电路迅速切断主供电回路，实施电气接点超温保护，避免故障的进一步扩大。所述高温炉控制器设置有与所述启/停自锁电路连接的启/停控制接口，用以控制高温炉主供电回路的遥控启/停及自动断电。在传统启停按钮和交流接触器的启/停自锁电路的基础上，将启停按钮控制线连接到启/停控制接口，使得所述启/停控制被扩展到可通过CPU控制,CPU通过控制两个继电器分别模拟人工按动控制台上的启动按钮和停止按钮的电气效果,实现主供电回路遥控启/停及自动断电，进而可通过通讯口实现高温炉主供电回路的遥控启停。所述高温炉控制器经通讯接口对外提供RS-232和RS-485通讯功能，两通讯口均为隔离端口，可同时工作。所述RS-232口用于操作台触摸屏的操作，所述RS-485口可用于与上位机的通讯，对高温炉进行较远距离的控制或组网控制。本技术的有益效果为：该装置中的高温炉控制器具有炉温测量及炉温调节功能，调节的专用性更强；所述热电流限制功能可有效地采集电流信号，控制器监控避免高温炉因加热电流过大所导致的损坏,有效保证高温炉的安全可靠工作；通过对主供电回路相关电气接点温升的巡检功能，可有效避免电气故障的扩大，提高高温炉电气控制设备工作的可靠性和安全性；所述RS-485口可用于与上位机的通讯，对高温炉进行较远距离的控制或组网控制。附图说明图1为本技术原理框架图。图1说明：1—启/停自锁电路；2—移相调压模块；3—变压器；4—电流变送器；5—高温炉；6—高温炉加热体；7—控温热电偶；9—炉温信号调理电路；10—A/D1；11—A/D2；12—D/A；13—D/A输出驱动器；14—启/停控制接口；15—CPU；1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温炉控制装置，其特征是，它包括启/停自锁电路（1）、移相调压模块（2）、变压器（3）、电流变送器（4）、控温热电偶（7）、高温炉控制器（18）、控制台（20），启/停自锁电路（1）、移相调压模块（2）、变压器（3）、电流变送器（4）依次设置在高温炉的加热供电进线上；/n所述高温炉控制器包括炉温信号调理电路（9）、A/D1（10）、A/D2（11）、D/A（12）、D/A输出驱动器（13）、启/停控制接口（14）、CPU（15）、通讯接口（16），所述控温热电偶（7）的工作端置于高温炉（5）的有效工作温区内，控温热电偶（7）的参考端经延伸导线连接到炉温信号调理电路（9）的输入端，炉温信号调理电路（9）的输出端连接到所述A/D1（ 10）的输入端，所述电流变送器（4）的输入端连接到高温炉（5）的加热供电进线，所述电流变送器（4）的输出端连接到所述A/D2 （11）的输入端，所述D/A （12）的输出端连接到所述D/A输出驱动器（13）的输入端，所述D/A输出驱动器（13）的输出端连接到所述移相调压模块（2）的输入端, 所述移相调压模块（2）的输出端连接到所述变压器（3）的初级回路，所述启/停控制接口（14）的输出端连接到所述启/停自锁电路（1）的输入端；/n所述A/D1（10）的输出端、A/D2（11）的输出端、D/A（12）的输入端、启/停控制接口（14）的输出端、通讯接口（16）的输出端均连接到CPU （15），所述通讯接口（16）通过RS-232口连接到控制台（20）。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高温炉控制装置，其特征是，它包括启/停自锁电路（1）、移相调压模块（2）、变压器（3）、电流变送器（4）、控温热电偶（7）、高温炉控制器（18）、控制台（20），启/停自锁电路（1）、移相调压模块（2）、变压器（3）、电流变送器（4）依次设置在高温炉的加热供电进线上；
所述高温炉控制器包括炉温信号调理电路（9）、A/D1（10）、A/D2（11）、D/A（12）、D/A输出驱动器（13）、启/停控制接口（14）、CPU（15）、通讯接口（16），所述控温热电偶（7）的工作端置于高温炉（5）的有效工作温区内，控温热电偶（7）的参考端经延伸导线连接到炉温信号调理电路（9）的输入端，炉温信号调理电路（9）的输出端连接到所述A/D1（10）的输入端，所述电流变送器（4）的输入端连接到高温炉（5）的加热供电进线，所述电流变送器（4）的输出端连接到所述A/D2（11）的输入端，所述D/A（12）的输出端连接到所述D/A输出驱动器（13）的输入端，所述D/A输出驱动器（13）的输出端连接到所述移相调压模块（2）的输入端,所述移相调压模块（2）的输出端连接到所述变压器（3）的初级回路，所述启/停控制接口（14）的输出端...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐军，梁兴忠，穆蕾，
申请(专利权)人：泰安磐然测控科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37