・ｌ０２・ 科技论坛 工业炉温度的控制技术研究 万力 （哈尔滨松江电炉厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨１５００００） 摘要：我们的经济发展离不开我们的工业化建设，工业炉在工业生产中占据着很重要的位置，而工业炉温度的控制技术更是我们 应该着重去研究的方向，因为工业炉的温度控制是工业生产的基础。本文就针对工业炉温度的控制技术进行深度分析。 关键词：发展；测量；采集 我们的经济发展离不开我们的工业化建设，工业炉就具有极高 同的外界条件，则这一误差可以保持不变，只要在这一系统中加上 的工业生产价值。据估计，工业炉在未来将有着很大的发展空间，这 个统一的修正值，便可得到较准确的测量结果。 种空间孕育着极大的机遇与商机，所以，工业炉温度控制技术是需 ３炉温模糊控制系统的设计 要我们共同探索，共同开拓的事业。这对于我国社会主义发展、我国 基于工艺过程对炉温稳定性和精确度的要求，并考虑到系统 经济体制建设都具有极其长远的意义。 的性价比，因此选择二维模糊控制器。典型的二维模糊控制器的设 １工业炉温的概述 计通常包括以下四个组成部分：（１）模糊化：采用正态分布确定模糊 温度是国际单位制基本量之一，也是工业过程控制中的主要参 变量的赋值表，将温度误差和误差变化量的精确量转化成模糊量。 数。为了确保产品质量的稳定可靠，温度测量系统是许多生产企业 （２）模糊推理：按照ＩＦ—ＴＨＥＮ语言规则进行模糊推理，求出系统 必备的基本装置，特别是电热，热处理，电炉冶炼，炉衬耐火材料等 全部模糊关系所对应的控制规则并置于规则库。（３）模糊判决：用 行业更是广泛而普遍的使用，为了确保其温度示值准确可靠，对测 “最大隶属度法”、“加权平均判决法”等方法得到控制参数的模糊 温系统进行定期或不定期的计量检测是十分必要的，也是我们计量 量。（４）去模糊化：把模糊判决后的结果由模糊量转化成为可以用于 测试中心经常的工作项目之一，研讨计量检测方法的有效性和准确 实际控制的精确量。将这样的模糊控制器应用于炉温控制中，形成 性自然成为我们的课题，结合自身多年的工作实践，现就炉温测量 个闭环控制系统。计算机将采集到的温度与设定值相比较，得到 系统的计量检测作简单的探讨。在热处理行业中，工业电炉的应用 温度误差ｅ，并通过微分环节得到温度误差的变化量ｅｃ，并对ｅ和 越来越广泛，同时对电炉的温度控制系统提出了越来越高的要求。 ｅｃ这两组数据进行模糊化处理，确定其隶属度，从而得到模糊推 在大多数工业发展过程中，必须加强系统本身的温度控制能力，要 理的输入量Ｅ和ＥＣ。根据熟练工人的经验，离线制定控制量查询 加强系统本身的非线性与多变量性的整合能力，改善温度控制与变 表，该表以ＩＦ—ＴＨＥＮ的规则形式存储于规则库中，用于在系统运行 化的不足，提高非线性的时变参数，提高工作环境的随机性，避免受 期间模糊推理过程中进行查询。推理所得到的输出量用最大隶属度 到其他因素的干扰影响。而且还要实现常规的数学工具的技术，利 方法进行模糊判决，从而得到相应的控制参数。对这一控制参数进 用计算模型确立一种温度的控制与调节的方法，这种方法必须建立 行去模糊化的处理，从而得到用于实际控制的精确值，并用来对控 在较好的ＰＩＤ环境背景下，参数制定的条件必须要发展凑效，而且 制固态继电器开合的脉冲宽度进行调节，从而作用于被控对象（即 ＰＩＤ参数的规模必须要经验丰富有效，随着生产规模的扩大，现有 工业电炉）的温度。这一温度同时又被温度传感器加以采集，用以进 的温度控制系统已经很难满足生产工艺的要求与标准了。 行下一个周期的温度监测与控制。 一一４工业炉温测温系统及其检测的发展趋势 分立元件法和整体在线检测都是在现有温度测量系统的基础 由热电偶，补偿导线及仪表三部分组成的测温系统是目前最简 上形成和施行的，有相当的针对性和局限性。必须指出我国目前无 单，也是使用最为普遍的温度测量系统。这种以热电偶为传感器的 论是温度仪表行业还是计量测试的现实水平与世界先进水平还有 测温系统的计量检测，按现行标准只能采用分立元件法，即对构成 相当的距离，一定程度上制约着中国制造产品的质量和档次。时下 系统的元件及设备各自的规程进行分别检定，这种检定是离线的， 不少有识之士，正在进行积极的探索和研发，市场上出现了许多更 那么按照误差理论，其弊端是明显的，因为三者实验室检定都合格， 新、更高精度的数显测温仪器仪表，高精度传感器也不断在推陈出 而组合起来以后现场使用就并不一定合格，而由其测量的温度较难 新，在线检测的测量仪器也不断被引入使用，但目前还明显缺乏国 准确表示炉内的实际温度，有时误差还较大，这种情况平时在用户 家层面的定型仪表，自然也缺失统一的国家检测规程，加快这一工 单位经常碰到，我们也不时得到反映．究其原因主要因素大体可归 作的进程无疑是紧迫和必需的，因此不断学习，不断进取，不断创新 纳为以下几个方面： 是我们每一个从业人员应当自我激励的方向，只有全社会的不懈努 第一、热电偶丝本身制作材料不均质及作为消耗型元件在使用 力，我们才能赶超世界先进水平。 后产生腐蚀老化，进一步失去均质性，这些都将引起热电偶热电势 结束语 的变化，这种热电动势的变化产生不均质误差。 工业炉温度控制技术是一项精密的、精确地、不容有误的技术， 第二、仪表周围有强的电磁场，热电偶补偿导线与动力线平行 工业温控工作也同样是工业行业中的重中之重。我们需要对工业炉 敷设等原因增加了电场干扰信号，环境温度变化超出仪表技术条件 温度的控制进行可靠而有效的设计、实验、评估、管理。这是使工业 之要求，这些都有可能引起仪表特性变化而引入测量误差。 效率快速发展的前提，稳中求快和不断进取是这个行业必不可缺的 第三、仪表安装不当和操作人员观察不准，热电偶插入深度不 前进方式，只有这样才能使我们的工业走向发展的康庄大道。 够，参考端温度处理不当，另外补偿导线与热电偶分度号不符合或 参考文献 正负极接错，这些人为因素均会引入很大的测量误差或过失误差。 『１］封晓黎，刘克勤．一类工业炉温度系统的模糊控制『Ｊ］．重庆工商大 总之，分立元件法数据分散性大，影响因素多，总体误差大，检测可 学学报（自然科学版），２０１０，５：５０—５３． 靠性低。 【２】周萍．浅议工业炉温测量系统的计量测试【Ｃ］．江苏计量文学论文 ２－２整体在线检测与校准 集，２００９，２：８０—８３． 由于分立元件法显而易见的问题，目前在实际计量检测中，我 ｆ３］刘喜梅，王波，于飞．工业电炉温度的模糊控制系统设计『Ｊ１．微计算 们可以采用整体在线检测方法。所谓整体在线检测，就是用标准热 机信息（测控自动化），２０１０，２：８０—８４． ２工业炉温的测量与采集方法 ２．１分立元件法 电偶，补偿导线和标准电测仪器组成一套标准系统，将其同被测系 统以现场实际使用的工业炉为比较热源进行比较校验，以获得一个 总的误差，在以后的使用中，只要保持系统的成套性和与校验时相