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數字無紙記錄儀在電加熱爐行業(yè)的應用
廈門宇電自動化科技有限公司 馬麗（一三九五九二零二零三五）
關鍵詞：電加熱爐、2057數字無紙記錄儀、AI 人工智能工業(yè)調節(jié)器
一、概述：
電加熱爐
電加熱爐的種類繁多廣泛用于廠礦企業(yè)，科研單位用于物品熱處理、干燥固化、溫度實驗及其它恒溫加熱。電加熱爐從種類上分兩類：1、自然對流爐；2電熱鼓風爐；溫控范圍室溫～到上千度
觸摸屏數字無紙記錄儀
在控溫的過程中就需要隨時記錄溫度變化的情況，有效的記錄數據方式是非常必須的。采用有通訊功能的溫度調節(jié)器，把數據記錄在閃存卡內，這就是新近開發(fā)出來的AI-2057型無紙記錄儀或AI-2070型TPC一體化無紙記錄工控機。是基于RS458總線方式的數字無紙記錄，上下位機的結構。把調節(jié)器與觸摸屏無紙記錄儀相結合，實現了調節(jié)與記錄相結合的數字無紙記錄。投放市場得到了空前應用的高潮，方便實用，簡單可行，價廉物美。隆重推薦給各位。
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調節(jié)器的選擇
選擇性能良好的有通訊功能的調節(jié)器是電加熱爐的關鍵。AI系列智能溫度調節(jié)器提高了控溫效果，從而獲得快速控溫之效果、達到縮短生產周期，節(jié)約能源、提高產品質量等目的。使用方便、效果顯著、它廣泛取代傳統(tǒng)溫度調節(jié)器，控溫效果更好，節(jié)約能源。
二、觸摸屏數字無紙記錄儀控制功能：
觸摸屏數字無紙記錄儀結構是上位機與下位機結構。
1、上位機：觸摸屏數字無紙記錄儀，在觸摸屏無紙記錄儀的流程圖上顯示當前溫度、設備當前位置、當前狀態(tài)、通過觸摸按鈕切換，點擊啟動按鈕使電機運行、坩堝上下平移、爐門開關。燃燒狀態(tài)。同時將所有的數據記錄在CF卡、U盤中，打印曲線報表。
2、下位機：溫度調節(jié)器根據測量值和設定值進行程序PID調節(jié)，控制可控硅來調節(jié)電加熱爐，進而保證爐內溫度的穩(wěn)定。
三、觸摸屏數字無紙記錄儀功能
數據記錄功能發(fā)展很快，從有紙記錄到無紙記錄；AI調節(jié)器連接到數字無紙記錄儀，由于電爐控制柜是采用通訊功能的數字調節(jié)儀表來控制電爐可控硅，就可以記錄電爐控溫曲線。在無紙記錄儀觸摸屏外插CF卡～4G來保存數據；通過CF卡用讀卡器在PC上復制數據包到PC機用宇電圖形軟件打開數據包；顯示打印數據報表、曲線；
1、數字式AI-2057/2080無紙記錄儀功能：
數字式AI-2057/2080無紙記錄儀，通過RS485通訊接口，采用上下位機的方式，能方便地與AI智能程序型PID溫度調節(jié)器配合使用。在電爐程序控溫時在觸摸屏上可顯示雙曲線運行圖、屏內儲存15段升降溫程序、程序圖形重顯；可即時設置、讀取，上下傳升溫、恒溫、降溫程序配方；無紙記錄儀曲線圖。
2、數字式AI-2057無紙記錄儀控制方式：
在屏上控制操作程序儀表【啟動】【停止】【暫�！俊⒃谶\行狀態(tài)下切換【手動/自動】狀態(tài)，手動控制輸出量；即時修改【段號】，指定運行段；及修改儀表控制參數等多種功能；追憶記錄的溫度曲線數據。數據報表、報警報表的打印
3、歷史曲線、數據、報警查詢：溫度履歷畫面：
在該畫面上可以查詢參與實際控制的歷史溫度，分別記錄通道的溫度數據。在垂直軸上所標注數值為溫度值，水平軸上所標注數值為時刻值。在查詢時可以按時間前移或時間后移 進行前后時間段溫度數據的查詢，也可以按查詢歷史曲線后直接輸入時間段數據進行查詢。報警履歷畫面記錄電爐的相關歷史報警內容。在功能畫面右下角 點擊【S】查詢，觸摸屏顯示是當前的起始時間，修改查詢的起始時間：年/月/日/時/分/秒；修改時間跨度：時/分/秒設置；點擊【確認】按鈕，系統(tǒng)即刻顯示歷史曲線、數據報表；報警報表；建議時間跨度盡量短，提高數據查詢速度。
4、數據處理有3種方式：
有PC圖形閱讀軟件；微型打印機；上傳Excel電子表格；
觸摸屏的外插CF卡來保存數據；標配1G的電子硬盤。可擴展CF卡1～4G存儲記錄空間；數據可通過微型打印機打印數據報表、曲線；或通過CF卡存儲數據用讀卡器在PC上復制數據包到PC機用圖形軟件打開數據；也可用串行COM2口備份Excel電子表格數據至上位計算機。CF卡內：【AL】數據包是報警報表；【DL】數據包是數據報表；按年/月/日/小時來保存數據源文件。保存數據的數據是加密的必須采用專用的宇電PC圖形軟件來閱讀。 （圖4） 所示
四、AI智能調節(jié)器功能
1） AI智能溫度調節(jié)器：
是控溫系統(tǒng)的核心部分，AI儀表首創(chuàng)性地采用了平臺概念，將非常專業(yè)化的數字調節(jié)儀表轉為平臺化設計的產品，能實現比以往封閉式設計產品更快的進步及更高的性能/價格比。它包含高通用性的硬件主板（包含I/O接口及模塊插座、顯示接口插座、A/D轉換單元及電源單元），通過安裝不同的軟件及CPU、輸入/輸出模塊及顯示界面，即能適應多種不同功能的過程儀表控制要求，比如溫控器、調節(jié)器、復雜回路調節(jié)器及雙回路調節(jié)器。它主要由輸入通道、輸出通道、人機對話通道以及一些外圍電路組成，
采用的是AI人工智能調節(jié)算法是采用模糊規(guī)則進行PID調節(jié)的一種新型算法，在誤差大時，運用模糊算法調節(jié)，以消除PID飽和積分現象，當誤差趨小時，采用改進后的PID算法進行調節(jié)，并能在調節(jié)中自動學習和記憶被控對象的部分特征以使效果最優(yōu)化。具有無超調、高精度、參數確定簡單、對復雜對象也能獲得較好的控制效果等特點。
在使用過程中AI調節(jié)器 結合PID調節(jié)、自學習及模糊控制技術，實現了自整定/自適應功能，及無欠調的精確調節(jié)，性能遠優(yōu)于傳統(tǒng)PID調節(jié)器。
2）AI電爐控制柜電器回路：
具備優(yōu)良的測量和控制性能，裝配高性能的可控硅電爐溫度控制柜，由于采用模塊化結構，為電爐控制柜設計帶來前所未有的方便。實現程序升降溫控制；硅鉬棒采用分段功率限制；多區(qū)溫控外部控制同步啟動/停止。其控制輸出可選用具備“燒不壞”特性的可控硅觸發(fā)模塊。
能直接用時間比例過零、移相觸發(fā)各種單向、雙向可控硅及功率模塊或選配G模塊控制固態(tài)繼電器；配合AIJK系列三相移相/周波過零可控硅調功模塊。AIJK系列是應用了單片機技術的智能化三相移相觸發(fā)及周波過零兩用觸發(fā)器，功能強大且可靠性高，能適應各種電爐絲、硅碳棒及負載采用變壓器降壓的硅鉬棒。鎢絲等各種類型工業(yè)電爐。不僅降低成本，而且簡化安裝并提高可靠性。報警輸出可選用繼電器觸點開關或可控硅無觸點開關。
3）可控硅的選擇：
根據負載接線方式的不同：星型三相四線制結構負載采用雙向可控硅（只適合300A以下可控硅）或單相可控硅反并聯電路（推薦采用MCC系列功率模塊）；星型三相三線制或三角型三相三線制結構負載采用單相可控硅＋二極管電路（推薦采用MCD系列功率模塊）；
根據加熱元件的特性，合理選擇可控硅功率的型號。功率的大小對保護可控硅有著很重要的作用。可控硅的電流簡單計算方法：加熱元件為電阻絲；三相功率18KW÷3＝每相6KW功率；每相6KW÷220V＝27A≈40A；加熱元件為硅碳棒；安全過載電流要乘3倍 ；18KW÷3相＝6KW÷220V＝27A×3倍＝81A≈90A；對于大容量的負載建議乘3.5倍。
五、結束語：
宇電可控硅電爐控制柜AI系列儀表具備優(yōu)良的測量和控制性能，由于采用模塊化結構，為電爐控制柜設計帶來前所未有的方便。例如其輸出可配用具備“燒不壞”特性的可控硅觸發(fā)模塊，能直接用時間比例過零、周波過零或移相方式觸發(fā)各種單向、雙向可控硅及功率模塊，不僅降低成本，而且簡化安裝并提高可靠性。
近年隨著電氣控制技術的發(fā)展，電加熱爐自動控制系統(tǒng)得到了快速的發(fā)展，數字無紙記錄儀的功能不斷提高，控制系統(tǒng)都得到了很好應用和發(fā)展。開發(fā)采用由數字通訊控制儀表＋人機界面觸摸屏數字無紙記錄儀的電加熱爐自動控制系統(tǒng)，使電加熱爐的控制技術更具有飛躍的提高。
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