烘干箱技术改进

王博

摘   要：烘干箱是供金属工件喷漆，涂层烘干用的电炉。本论文是以烘干箱的原理和工作过程的流程为基础，对烘干箱控制线路的原理进行认真剖析，进行了设备技术上改进。利用智能控温仪表FP93——J固态继电器控制系统具有无触点、无机械运动、部件无火花、无噪音、寿命长等优点。它是一种比较广泛的控温方式。通过有针对性的设备改造，利用FP93型智能仪表控温和固態继电器的联合使用，生产出来的产品符合工艺要求，提高了产品质量，提高了原来炉膛的有效加热区尺寸，提高了温度的控制准确性，提高了工作效率。

关键词：PID自整定  智能数显表  固态继电器

中图分类号：TG243                                 文献标识码：A                      文章编号：1674-098X（2020）02（b）-0091-02

在飞速发展的科技信息时代，所检测的工艺参数日益增多，精益要求也相应提高，原有的控温方式已不适应当今时代发展，因此，我车间相应引进了比较先进的智能数显表，以及相配套的固态继电器。

本文通过对我车间新购进的一台烘干箱为例，对其控温原理进行阐述，如何使设备的控制系统更加完善，更加合理，达到最佳的控制能力，采取必要的保护措施，防止误操作，确保生产安全，是十分必要的。结合生产实际，对烘干箱的控制线路进行了一些改进，使烘干箱的使用更加安全合理。贴近生产实际的需要。

1  分析烘干箱的控温过程

零件加工时，烘干箱的加温过程将控温的设定温度设定为加工零件所达到的温度值闭合转钮1SA-启动按钮3SB-1KM线圈获电-1KM1常开触点闭合自锁-循环风机运行闭合转钮2SA-控温仪表1P获得输出约15V电压驱动固态继电器导通（或关断-加热升温或降温）。

1.1 零件加工完成，烘干箱停止工作

关断转钮2SA-控温仪表1P没有15V电压输出固态继电器关断-加热管降温。按下停止按钮2SB-1KM线圈断电-1KM1常开触头分断-循环风机停止运行-关断转钮1SA。

1.2 记录仪表报警

由于某种原因，当记录仪表指示值高于规定的报警温度值时，记录仪表常开触点闭合-1KA线圈获电-1KA常闭触点分断-控温回路没有电流-加热器停止加温-1KA常开触点闭合-1HA-电铃报警。

从以上的烘干箱电气原理图以及线路分析中，此烘干箱能够完成零件的加工过程，但却存在一些不足之处。（1）循环风机与加热系统没有互锁装置。（2）只有记录仪报警，没有控温仪长报警功能。经过分析对其控制线路加以了改进，提高了烘干箱使用过程中安全可靠性，同时也避免了误操作所带来的损失。

2  改进后的烘干箱控制线路

2.1 增设了循环风机与控温系统的互锁装置

在控温回路中串接了交流接触器1KM2的常开触点。这样循环风机不运转，控温回路就不会有电流通过。因为闭合转钮1SA，再闭合2SA后交流接触器线圈1KM没有获电，因此，交流接触器1KM2常开触点依然不会闭合，仍然处于常开状态，控温回路此时不能构成回路，没有电流产生。只有在启动按钮3SB后，交流接触器1KM线圈获电，循环风机运行后，交流接触器1KM2常开触点闭合自锁后控温回才会构成回路。由控温仪表输出电压驱动固态继电器，使可控硅导通，加热管工作。

2.2 增设控温仪表的报警功能

将控温仪表的17、18常开触点与记录仪表的常开触点并联。在控温仪表的菜单中选择上限偏差值报警功能，并输入相应数值。这样由于某种原因，当控温仪表显示温度高于仪表规定的报警温度值时，控温仪表17、18常开触点闭合，接触器线圈1KA获电，接触器1KA常闭触点分断，此时，控温回路分断，没有电流通过，不能输出 约15V电压驱动固态继电器，加热管不能工作。同时接触器1KA常开触点闭合，1HA电铃报警。

电路原理如下：

当控温仪表显示温度高于仪表规定的报警温度值时，

控温仪表常开触点闭合-1KA线圈获电-1KA常闭触点分断-控温回路没有电流-加热器停止加温-1KA常开触点闭合-1HA电铃报警。

通过对电路的改进，在原有的电路中只增设了两根导线，实现了控温仪表与记录仪表的双重报警功能，解决了主记录仪表的单一超温报警问题。而且在原有的线路在每一个温度点都要重新设定报警温度值，而且是手动的实现控温仪的报警功能，只需要仪表的菜单中输入所需的报警温度值就不必第次都要重新改过。

3  FP93仪表的性能和固态断电器的特点

通过有针对性的设备改造，利用FP93型智能仪表控温和固态断电器的联合使用，到目前为止没有出超温现象，消除了安全隐患，而且还节约了大量人力，经多方研究论证，FP93型智能仪表控温优点高精度高，有PID专家自动扫描，无触点触发，无振动，无燥音，安全可靠性强，生产出来的产品符合工艺要求，提高了产品质量，提高了原来炉膛的有效加温区尺寸，提高了温度的控制准确性，提高了工作效率。

用户的基本设置窗口：

（1）传感器类型和范围/单位;

（2）调节输出正/反作用;

（3）SSR（P型）和断电器接点（Y型）的输出比例周期;

（4）PID参数调节输出限幅和抗超调系统;

（5）DID参数的自整定AT执行;

（6）定值控制FIX和程序控制PROG。

3.1 固态断电器的特点

具有无触点、无机械运动部件、无动作噪音无振动、寿命长等优点，目前电力模块采用了复合材料制成，将大电流的晶闸管硅片，直接焊在绝缘导热的DCB底板上，阳极和阴极间都兼作电极的热平衡块可吸收瞬间过热点，内部充填减少应力的柔性树脂和密封树脂，DCB材料的膨胀系数接近硅片，并因减小了焊层，使热阻变小，将SSR的热循环寿命从普通焊接模块的500次提高到5000次。产品具有高反压，功率大，可靠性高，过载能力强，在强制风冷的条件下，大大提高有效工作电流。

4  结语

实践证明，改造后的烘干箱在应用上无论是从精度和温度控制及报警可靠性上都 日趋成熟而且便于操作和维修，各项功能都达到热处理工艺要求。使笔者对烘干箱的自动控制原理，有了更加全面的认识，并在以后的工作当中，以科学的实事求是的态度研究新情况，提高解决新问题的能力。

参考文献

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