Контроль и регулирование температуры в печах для термообработки

Thread Content

Последнее изменение в этом посте было сделано lyyifeng 7 апреля 2016 года в 15:22. Система контроля температуры в нагревательных печах состоит в основном из ПЛК (программируемого контроллера) и датчиков. Процесс работы системы контроля температуры заключается в том, что датчик преобразует температуру в электрический сигнал. Этот сигнал поступает в ПЛК через входной модуль. Центральный процессор ПЛК с помощью преобразователя А/Д преобразует полученный электрический сигнал в числовые значения, понятные для ПЛК. Затем ПЛК автоматически регулирует температуру на основе разницы между заданной температурой (SP) и фактической температурой (PV), используя алгоритм PID. Данные о температуре могут быть записаны в виде графика, что служит основанием для определения качества продукции, произведенной на печи для нагрева. Выбор оборудования для контроля: Для нагрева стальных труб в печах для термообработки мы обычно используем термопары для измерения температуры в камере печи. Это позволяет в реальном времени контролировать эффективность нагрева. Контроль осуществляется согласно кривой нагрева, необходимой для нагрева металла. Снаружи печи используются инфракрасные термометры для измерения температуры обрабатываемого материала. Это позволяет своевременно определять степень нагрева металла внутри печи, а также выявлять любые отклонения в процессе нагрева. Сигналы разницы потенциалов, генерируемые термопарами, и аналоговые сигналы, получаемые инфракрасными термометрами, могут быть захвачены ПЛК. После обработки этих сигналов ПЛК они используются в качестве управляющих сигналов для контроля температуры в печи, её регистрации и хранения. (1) Для измерений внутри печи в основном используются приборы для измерения температуры. В настоящее время во всем мире для онлайн-измерения температуры внутри печей преимущественно применяются термопары. Принцип измерения температуры с помощью электропары: два проводника разного состава соединяются между собой в замкнутую цепь. Когда температура на точках соединения отличается, в цепи возникает электрический потенциал. Это явление называется термоэлектрическим эффектом, а сам этот электрический потенциал — термоэлектрическим потенциалом. В процессе термообработки в печах в качестве термопар используются преимущественно термопары с классом точности K и S. К-пара: материал – никель-хром/никель-кремний; диапазон измерения температуры в течение длительного времени – от 0 до 900°C. Цена на такие металлические материалы низкая. С-пара: материал – платина-родий10/платина; диапазон измерения температуры в течение длительного времени – от 0 до 1300°C. Цена на такие драгоценные металлы высока. Учитывая диапазон измерения температуры, класс точности и соотношение цены и качества термопар, рекомендуется использовать для печей для закалки в процессе термообработки термопары типа II S с погрешностью измерения 2,25–2,75 °C; для печей для отжига – термопары типа I K с погрешностью измерения 2,4–3,2 °C. (2) Для измерений вне печи в основном используется оборудование для измерения температуры на основе инфракрасного излучения. Принцип работы заключается в следующем: объекты, температура которых выше абсолютного нуля, излучают инфракрасные лучи. С помощью инфракрасных детекторов сигналы, исходящие от этих лучей, преобразуются в электрические сигналы, которые затем преобразуются в сигналы температуры. Это позволяет измерять температуру объектов на больших расстояниях. Как показано на рисунке 1, в одном и том же диапазоне длин волн чем выше температура объекта, тем больше энергии он излучает. Приборы для измерения температуры в инфракрасном диапазоне используют именно этот принцип: они определяют величину излучаемой энергии, а затем с помощью расчетов вычисляют фактическую температуру объекта. Существует множество факторов, влияющих на точность измерений; основными из них являются класс точности измерительного оборудования, расстояние измерения, длина волны и т. д. При этом у объектов с разной температурой распределение излучаемой ими энергии в разных длинноволновых диапазонах также отличается. Чем выше температура, тем больше доля энергии приходится на более короткие длины волн. Поэтому для измерения температуры объектов с низкой температурой следует использовать приборы с более длинными длинами волн, а для измерения температуры объектов с высокой температурой — приборы с более короткими длинами волн.