井式退火炉脉冲加热控制系统的应用

　　一、井式退火炉脉冲加热控制系统的原理及特点：

　　对于加热控制系统，我们设计了一种全新的加热控制方法———脉冲式加热控制系统。所谓脉冲控制就是通过调节加热时间的占空比来实现加热过程的温度控制，通俗的讲也就是间断的控制电炉丝的通断。传统的连续性加热滞后性大，难于控制，而脉冲加热控制越容易控制。当处于升温阶段时，电炉丝通电时间加长，间断时间减少；当处于保温阶段时，电炉丝的通电时间减少，间断时间加大。

　　传统的连续性加热使电炉丝长时间处于满负荷状态下工作，当温度达到预设温度时，由于惯性温度依然会上升甚至超过了退火的较高温度影响退火质量：如果在温度将要达到预定温度时停止加热又很难满足达到预定温度，且升温上升的度较慢；在保温阶段也很难保证温度停留在保温温度上。此外，温度控制系统本身就具有滞后性再加上连续加热的滞后性，整个系统的滞后性将会相当的大，这样以来将会对整个系统的温度控制带来较大的困难。而且传统连续性加热势必会造成热量的浪费。与连续性加热相比，脉冲加热控制则具有很多优点，例如传热效率高，加热能力强，能耗低，有效地改善了井式退火炉内温度场的均匀性；系统简单可靠可控性好，稳态偏差和超调量小。

　　二、脉冲加热控制系统的实现：

　　在井式退火炉加热控制系统中，主要在保温阶段采取脉冲式加热控制来保持炉内温度的均衡性，本次控制系统采用西门子S7-1500PLC来进行控制，PLC发出时序脉冲信号来控制电炉丝的通断时间。加热阶段初期四个电炉丝全部通电加热，当温度大于均热温度设定值时，开始脉冲式加热。炉内有1、2、3、4四个独立的电加热丝，均匀的分布在炉膛的四周上边两个下边两个，1、3通电时2、4断电，1、3断电时2、4通电，同样下一个时序段再循环。脉冲加热控制系统的时序会根据实际情况进行相应的调整。每个区域有独立的热电偶进行信号采集，当热电偶检测到某个区域的温度低于设定值时，该区域的加热时间相应的会增加，相反当某个区域的温度低于设定值时，该区域的断电时间也会相应的减少。

　　井式退火炉脉冲加热控制系统通俗的讲主要是频繁的通断，其实现主要依靠固态继电器来实现。