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高温箱式炉温度控制系统的改造
控仪改为SR53岛电智能仪表，另增加了触发板、接触器、按钮、指示灯等元件，SR53智·60·能仪表精度高，具有线性限幅的功能，非常适合加热元件为硅钼棒加热炉的温度控制，可实现升温全过程自动控制，减少了人为因素，同时还增加了仪表送电电、加热电指示、超温、过流保护，声光报警等功能。1．智能温控仪SR53的应用因为高温箱式炉的加热元件采用硅钼棒元件,[link widoczny dla zalogowanych]，以铂铑30一铂铑6作为温度传感器，硅钼棒元件的电阻率随着温度的升高而迅速增加，直径9／18mm元件不能长期使用300A。在40012以下，使用通常的PID控制方法无法控制加热电流，加热电流易超过额定电流，为限制输出功率，采用了日本岛电公司的SR53型智能温控仪，由于工艺对80012以下的温度控制精度不要求，因此我们在SR53型智能温控仪参数配置时采取如下措施：(1)设置断偶保护功能，当热偶断开后，输出功率自动回到0％；(2)在80012以下对输出功率进行相应限幅,[link widoczny dla zalogowanych]，既保证有足够的升温速度,[link widoczny dla zalogowanych]，又要硅钼棒的加热电流不超过额定值。该智能仪表的输出限幅功能设计独特，无论对保证整个测量范围内的工艺参数条件，还是对延长加热炉系统和坩埚的使用寿命均有重要作用；(3)相应加长升温阶段(主要是低温段)的设定时间，可在各恒温段前方设置一个稍低温度(低30℃左右)的恒温平台，以缓冲温度的上升速度；(4)合理设置(80012以上)的PID参数，尽量使测量温度与设定温度同步增长。PID参数可参照在计量技术2004．No4工艺要求保温的段上自整定所示出的的参数进行设置，保证超调量不大于2℃；(5)仪表设置了两种操作级别：操作人员级别。工程师级别。对于一些重要参数(如仪表配置参数、PID、输出限幅等)只能在工程师操作级别下才能进行修改，要进人工程师级别，必须键人正确的密码，从而保证控制系统的安全性。2．炉温控温系统图1为该温度控制系统线路图，图2为高温箱式炉主回路图。在800℃以前，SR53型智能温控仪根据相应的输出限幅值，输出4mA~20mA信号；在800*(2以后，SR53型智能温控仪根据程序设定的温度值及由热电偶采样的温度实测值进行PID运算，输出4mA~20mA控制信号送人单相调功模块，通过移相调节方式来调节电炉的加热功率，达到精确控温的效果，由于负载回路为大电流回路，控制回路设计了断偶、过流、自动断电保护等安全防护措施。3．炉温监测和记录系统在整个控温系统中，所用的两根热电偶的型号规格均相同，控制热偶插在炉体后区，监测热偶插在炉体前区，监测热偶因炉体设计的原因其温度值要比控制热偶的温度值低，依据现场实际情况，设定超温报警值，当智能温控系统和控制热偶等发生故障时,[link widoczny dla zalogowanych]，监测仪表自动断电报警。原控制系统无记录功能，为了有利于技术人员对工艺进行分析改进，增添了温度记录仪，选用浙大中控的多通道无纸记录仪，集中记录六台高温箱式炉的温度变化，多通道实时数显画面供用户查看所有通道的温度数据，单通道追忆画面作为用户查阅历史数据的窗口，可显示短至几天，长至几个月的历史趋势。NKMlHlH2H3H4KM2KM3电源启动停止超温指示指示指示指示图1三、运行情况该六台高温箱式炉温度控制系统经自行安装调试,[link widoczny dla zalogowanych]，投人运行以后，ITO预烧结粉的粒径合格率由过去的10％增加到现在的98％，ITO靶材的质量和图2l0B成品率都有很大的提高，仅一年就为新材料研究室节约费用57万元，通过提高生产自动化水平，降低了人为误操作的可能性，提高ITO产品的生产率及产品质量，增强其在国际、国内市场上的竞争力，取得了显著的经济效益和社会效益。·61·
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