[发明专利]高温高压反应釜宽温域高精度控温系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种高温高压反应釜宽温域高精度控温系统，包括有工控机、多段PID温度控制器，脉冲控制器、双向晶闸管、电加热管、Pt100测温传感器，其中工控机和Pt100测温传感器均与多段PID温度控制器相连，多段PID温度控制器、脉冲控制器、双向晶闸管、电加热管依次顺序相连。本发明还提供了一种高温高压反应釜宽温域高精度控制方法。本发明中，脉冲控制器根据多段PID温度控制器的输出来确定每一个运行周期晶闸管输出的周波数。通过精确地控制，再配以PID参数表，使反应釜温很快达到设置温度，并且高效、节能。

技术领域

本发明涉及一种温度控制系统及方法，具体涉及一种高温高压反应釜宽温域高精度控温系统及控制方法，属于智能控制技术领域。

背景技术

宽温域高精度控温是高温高压反应釜最重要的控制要求，但高温高压反应釜的温度量程范围大，现有的常规温度控制仅能在某段温度范围内满足精度要求，精度不能覆盖全温度范围，满足不了宽温域的控制要求。有的虽精度能达到要求，但由于反应釜加热回路惯性较大，温度控制扰动较大，距目标温度扰动≥3次才能趋于平衡。因此需要对其进行重新设计，以满足宽温域高精度控温要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种高温高压反应釜宽温域高精度控温系统及控制方法。

本发明是这样实现的：

一种高温高压反应釜宽温域高精度控温系统，包括有工控机、多段PID温度控制器，脉冲控制器、双向晶闸管、电加热管、Pt100测温传感器，其中工控机和Pt100测温传感器均与多段PID温度控制器相连，多段PID温度控制器、脉冲控制器、双向晶闸管、电加热管依次顺序相连。

进一步的，本申请的脉冲控制器，包括抗干扰单元、脉冲变压器单元、信号转换单元、脉冲宽度调制单元、正弦过零触发单元；

其中，抗干扰单元的作用是减少电路电磁污染，以避免干扰影响精度和稳定性。脉冲变压器单元是输入与输出带电气隔离的变压器，其作用是提供安全、纯净的电源；脉冲控制器的信号转换单元将输入信号转换为直流电压信号，脉冲宽度调制单元受直流电压的调制，输出的脉冲宽度将有所变化，直流电压高时，输出脉冲较宽，直流电压低时，输出脉冲较窄，当直流电压为零时便没有脉冲输出。正弦过零触发单元的作用是在电源正弦波过零时输出触发脉冲使双向晶闸管导通。

本发明还提供了一种高温高压反应釜宽温域高精度控制方法，具体如下：

由工控机设置目标温度，Pt100测温传感器测量实际温度，目标温度与实际温度的信号送入多段PID温度控制器。多段PID温度控制器通过多段PID算法，对宽温域进行智能分段，调用每段不同的PID算法，实施不同的P、I、D参数，输出DC(4～20)mA信号至脉冲控制器。脉冲控制器对该信号进行各种信号处理、运算，自动输出可控脉冲至双向晶闸管，从而控制至电加热管的可控三相交流电压，达到精确控温的目的。

本申请中，采用多段PID温度控制器、脉冲控制器、双向晶闸管对电加热管进行自动控制。分段PID智能分段控制能够覆盖温度量程全范围；脉冲控制器和双向晶闸管控制能够克服反应釜加热回路惯性较大，达到温度控制无扰动，距目标温度无扰动即趋于平衡。使釜温达到宽温域高精度控制目的，并且高效、节能。

脉冲控制器根据多段PID温度控制器的输出来确定每一个运行周期晶闸管输出的周波数。如刚开始时高温高压反应釜温度较低，晶闸管在运行周期内将全部导通，反应釜以最大功率升温。如果釜温接近设置温度，晶闸管在运行周期里自动根据温度控制器及脉冲控制器的算法部分导通，部分关断。越接近设置温度，温度控制器输出电流越小，在保温时加热功率只补充散失的热量，使反应釜温保持在设置温度。如此精确地控制，再配以PID参数表，使反应釜温很快达到设置温度，并且高效、节能。

附图说明

图1宽温域高精度温度控制原理框图；