[实用新型]大型板材真空退火炉多温区均温性控制系统

说明书

技术领域

本实用新型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。

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

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种真空退火炉多温区均温性控制系统及其控制方法，其控温精度高、均温性好、可靠性高、自适应性和鲁棒性好，可以很好的满足稀有金属真空退火炉的生产工艺要求。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：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。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型针对大型板材真空退火炉多温区加热和电网不稳定干扰的特点，设计了基于工控机IPC+欧陆3504温控仪+KTY3S晶闸管调功器+温度巡检仪的多温区均温性控制系统，加热过程由上位机监控系统实现监控并通过RS485通信将温度控制曲线和模糊-PID控制策略同时下传到五个温区的欧陆3504温控仪上，而且，上位机监控系统还能够将现场设备的启停信号、限位反馈、报警量、报警值以及欧陆3504温控仪和KTY3S晶闸管调功器中的控制参数都采集上来并显示在相应设计好的画面中，还可以进行记录、存储、打印和在线运算，智能化程度高，使用操作便捷，实现了真空退火炉多温区均温性的优化控制。

2、本实用新型解决了大型板材真空退火炉多温区加热温度精确度控制难度大的难题，大大提高了控温精度，在100℃以下的低温阶段，控温精度≤±5.6℃，当过程设定温度在200℃之后，各温区温度能快速、准确地跟踪设定值的变化，控温精度≤±2℃，在恒温阶段维持控温精度≤±0.7℃。

3、本实用新型解决了大型真空退火炉多温区加热均温性控制难度大的难题，大大提高了炉温均匀度，在不同的目标设定值，轴向炉温均匀度≤±2.0℃，径向炉温均匀度≤±2.0℃。

4、提高大型板材真空退火炉加热温度控制的精确度，受到电网谐波不稳定干扰的影响较大，本实用新型采用KTY3S晶闸管调功器实现了对真空退火炉加热功率的闭环精密调节控制。KTY3S晶闸管调功器内部主回路采用晶闸管反并联结构，采取过零触发的调功方式，输出波形为整周波，对电网无谐波干扰。

5、本实用新型动态响应快，稳定性、自适应性和鲁棒性好，能够很好地满足稀有金属真空退火炉的生产工艺要求，在钛、锆等稀有金属加工领域有广泛的应用前景。

综上所述，本实用新型具有很高的控温精度和均温性、良好的可靠性以及自适应性和鲁棒性，智能化程度高且使用操作便捷，满足稀有金属退火工艺对硬件、软件、以及控制精度高的要求，动态响应快，对改善工艺水平，稳定产品质量，降低能耗具有显著的经济和社会效益。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

附图标记说明：

1-真空退火炉；    2-温控仪；        3-功率调节器；

4-均温巡检仪；    5-上位机监控系统。