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        爐溫自動控制系統(tǒng)的設(shè)計

        2021-04-21 02:04:24胡斌
        商品與質(zhì)量 2021年22期
        關(guān)鍵詞:額定電流爐溫電爐

        胡斌

        中核建中核燃料元件有限公司 四川宜賓 644000

        在某化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,需要采用電爐加熱熔融電解去雜質(zhì)處理。爐溫的準(zhǔn)確控制直接影響產(chǎn)品質(zhì)量,以往電爐溫度控制是采用數(shù)顯表調(diào)節(jié)控制SSR固態(tài)繼電器,由于固態(tài)繼電器功率小,散熱差、且自身無保護功能,容易燒毀導(dǎo)致爐溫控制失控,從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。

        根據(jù)生產(chǎn)實際情況,采用智能數(shù)顯表與單相SCR功率控制器,重新對爐溫控制系統(tǒng)進行了設(shè)計。

        1 爐溫控制系統(tǒng)設(shè)計

        爐溫控制采用單閉環(huán)自動控制技術(shù),爐溫控制原理框圖見圖1,電路原理圖見圖2所示。

        圖1 爐溫控制原理框圖

        圖2 爐溫控制電路原理圖

        由圖2可知,三相電源經(jīng)過塑料外殼式斷路器和三只熔斷器FU1、FU2、FU3,由三只單相SCR功率控制器控制三相電源的通斷,三相電流再經(jīng)過三個交流接觸器KM的常開觸點,控制三區(qū)負(fù)載A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)、加熱。

        塑料外殼式斷路器合閘,給整個電路供電,按下啟動按鈕SB1,線圈KM得電,并自鎖啟動,負(fù)載接觸器KM接通,調(diào)整數(shù)顯表設(shè)定值,開啟旋鈕開關(guān)S1、S2、S3給功率控制器輸入信號,給電爐通電加熱;SB2停止按鈕;KA線圈為超溫保護電路,當(dāng)爐溫超過報警設(shè)定值時,數(shù)顯表EV1輸出220V,線圈KA得電,啟動回路常閉觸點KA斷開,KM線圈失電,負(fù)載接觸器斷電,停止加熱;其中報警回路常開觸點KA接通,報警器電鈴發(fā)聲;S4為報警切除旋鈕開關(guān)。

        其中電爐選用三相電阻電爐,對其每相進行單獨控制,電爐控制電路框圖如圖3所示。

        圖3

        考慮到實際需要,選用電爐功率為12KW,其額定溫度為800℃,根據(jù)下式可計算其額定電流。

        根據(jù)計算結(jié)果,可選用PAC16P-B100C可控硅,該功率控制器具有運行過程中自動緩起動及急停;運行中的過流、超溫急停;過流、超溫保護動作。

        2 儀表型號選擇

        根據(jù)圖2爐溫控制電路原理圖,需要選擇變送器、調(diào)節(jié)器、控制器等主控儀表以及斷路器、交流接觸器以及繼電器等輔助儀表,才能實現(xiàn)爐溫自動控制。

        2.1 變送器

        變送器也叫一次表,由于爐溫溫度選用800℃電爐,考慮到一次在0-800℃附近的線性度,選用K型熱電偶,其在0-1300℃范圍電動勢直線性良好,1000℃以下耐氧化性良好。

        2.2 調(diào)節(jié)器

        數(shù)顯表選用日本島通公司生產(chǎn)的0.1級高精度UP93數(shù)顯表調(diào)節(jié)器,數(shù)顯表調(diào)節(jié)輸出:4-20mA信號,該數(shù)顯控制調(diào)節(jié)器準(zhǔn)確度高,穩(wěn)定,具有AT功能,自動尋找PID參數(shù)。

        2.3 控制器

        由于電爐爐溫采用三相加熱,電爐分為A、B、C三個加熱區(qū),我們分別對A、B、C三個加熱區(qū)進行單獨控制。根據(jù)工藝需要,選用了單相SCR功率控制器,其負(fù)載方式選用單相SCR功率控制器,負(fù)載方式:50Hz、單相220VAC/380VAC移相范圍:0-175°,輸入電流:4-20mA;

        PAC16P-B100C可控硅,具有運行過程中自動緩起動及急停;運行中的過流、超溫急停;過流、超溫保護動作時間不大于一個電源周期(20ms);70℃超溫保護、無電壓常閉接點開路、超溫解除、故障排除后,起停開關(guān)復(fù)位或重新上電等優(yōu)點。

        2.4 斷路器

        根據(jù)電爐功率可以確定斷路器的型號,斷路器電流按電爐額定電流的(1.5-3)倍選擇,本設(shè)計選用型號為DZ20Y-100,脫扣器電流選63A,額定絕緣電壓690(V)。

        2.5 熔斷器

        按電爐額定電流的(1.5-2.5)倍選擇,故熔斷器型號可選擇RSO-500/50,額定電流50安,額定電壓500伏。

        2.6 交流接觸器

        根據(jù)電爐的工作參數(shù)如:電爐功率、工作頻率、工作電流、工作電壓等確定主接觸器的參數(shù)??砂搭~定電流的(1.1-1.5)倍選取交流接觸器,根據(jù)工藝參數(shù)主接觸器選CJ20-40,額定電流40安,額定電壓380伏。

        2.7 繼電器

        繼電器選用JZ7中間繼電器系列,JZ7繼電器可用于工頻50赫茲,額定工作電壓380伏的控制電路中,以使信號放大或?qū)⑿盘柾瑫r傳給有關(guān)控制元件,其中選JZ7-4-4型號,此中間繼電器4對常開觸點,4對常閉觸點。

        3 結(jié)語

        本設(shè)計已經(jīng)成功應(yīng)用某化工產(chǎn)品生產(chǎn)中的爐溫控制,該自控系統(tǒng)具有故障率低,控制穩(wěn)定,精準(zhǔn)等優(yōu)點,可滿足工藝控制要求,為完成高品質(zhì)生產(chǎn)提供了可靠保證。

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