[发明专利]大型板材真空退火炉多温区均温性控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，尤其是涉及一种大型板材真空退火炉多温区均温性控制系统及其控制方法。

背景技术

近年来，稀有金属板材已广泛应用于航空航天、航海、核电、石油化工等领域，而这些行业对稀有金属板材的技术性能要求极高，板材表面不能有氧化现象且对整根板材的性能偏差要求很严。而真空退火是稀有金属板材生产的重要工艺过程，在无氧化和无污染状态下进行消除应力或再结晶退火，以消除加工硬化和恢复塑性。不同的真空状态和温度，会对材质产生截然不同的效果，这是一个精密而复杂的过程，故对退火炉炉温的均匀性和真空度有苛刻的要求，但目前国内自主研发的生产稀有金属板材的真空退火炉，特别是炉腔容积大的大型板材真空退火炉，由于加热温区多、检测与控制不一致以及其控制技术和控制方法还不完善，控温精度低，多温区均温性差，还难以适应稀有金属板材产业的应用研究与发展。

实用新型内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种智能化程度高、控温精度高、均温性好、可靠性高的真空退火炉多温区均温性控制系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种大型板材真空退火炉多温区均温性控制系统，其特征在于：包括与真空退火炉的多个加热区对应相接并对真空退火炉各个加热区内的加热温度进行控制的多个温控仪、分别与多个温控仪相接并与真空退火炉的多个加热区对应相接且对真空退火炉的加热功率进行调节的多个功率调节器、与真空退火炉的多个加热区对应相接并对真空退火炉各个加热区的温度进行检测的均温巡检仪和通过RS485总线与多个温控仪、多个功率调节器以及均温巡检仪相接并进行通信的上位机监控系统，所述上位机监控系统为对均温巡检仪所检测信号进行分析处理且对各温控仪和各功率调节器的工作过程进行监控的工控机。

所述温控仪和功率调节器均为五个。

所述温控仪为内部集成有PID控制器的欧陆3504温控仪。

所述功率调节器为KTY3S晶闸管调功器。

本发明还提供了一种使用操作便捷、数据处理能力强、自适应性和鲁棒性好、实用价值高的大型板材真空退火炉多温区均温性控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、数据初始化：在上位机监控系统上对系统数据进行初始化；

步骤二、计算出温度偏差e(n)的绝对值|e(n)|与温度偏差变化率ec(n)的绝对值|ec(n)|：上位机监控系统接收输入的加热温度设定值L(n)，并用加热温度设定值L(n)和当前均温巡检仪所采集到的加热温度采样值y(n)做差，计算出每个采样时刻温度偏差e(n)的绝对值|e(n)|＝|L(n)-y(n)|及温度偏差变化率ec(n)的绝对值|ec(n)|＝|e(n)-e(n-1)|；

步骤三、采用模糊推理方法对PID控制器所要使用的控制参数进行在线整定，其整定步骤如下：

301、在上位机监控系统(5)上，应用模糊化的语言将温度偏差e(n)的绝对值|e(n)|与温度偏差变化率ec(n)的绝对值|ec(n)|的范围缩小，得到两个模糊语言变量e(n)和ec(n)，并将e(n)的语言值选为B₁、M₁、S₁三档，用模糊集{B₁，M₁，S₁}来代表，其中B₁代表大，M₁代表中，S₁代表小，即e(n)＝{B₁，M₁，S₁}，将ec(n)的语言值选为B₂、M₂、S₂三档，用模糊集{B₂，M₂，S₂}来代表，其中B₂代表大，M₂代表中，S₂代表小，即e(n)＝{B₂，M₂，S₂}；

302、针对不同的温度偏差e(n)的绝对值|e(n)|与温度偏差变化率ec(n)的绝对值|ec(n)|，整理出PID控制参数的模糊推理策略并在上位机监控系统上将模糊推理策略编写成模糊推理软件；