[实用新型]基于PLC的高温炉温度控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及温度控制领域，具体而言，涉及一种基于PLC(可编程逻辑控制器)的高温炉温度控制系统。

背景技术

在产品的制造和加工过程中，很多环节需要精确控制温度以确保产品质量，例如在冶金工业，加热炉的温度控制直接影响所冶炼的金属产品质量；在半导体微加工工艺，加热炉的温度控制直接影响硅片或半导体器件的性能。因此，温度的检测和控制技术是工业生产中必不可少的技术手段。传统的温度控制装置一般采用继电器控制技术，即采用固定接线的硬件来实现各种逻辑顺序关系，其缺点在于：(1)系统庞大导致占地面积过大，并且不易控制；(2)故障率高，不能保障安全生产；(3)控温精度不高及稳定性差，不能满足工艺需求；(4)耗电大，不利于节能减排。

尤其是对于大型高温炉设备，以上弊端更为明显，不利于大规模工业生产的应用。例如，专利号为ZL200810118616.3的专利公开了一种高温熔盐电解二氧化钛制备金属钛的方法，其产品钛在液态下出料。由于钛属于稀有难熔金属，其熔点为1668℃，要使其为熔融态，同时保证电解的正常进行，钛高温电解炉的温度需达到1800℃，为了保证电解高质量的二氧化钛，在高温下对电解炉的温度控制至关重要。

因此，需要一种能够精确安全地控制高温炉温度的系统。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种基于PLC的高温炉温度控制系统，包括PLC、可控硅、变压器、高温炉和温度传感器。其中，PLC的输出信号输入至可控硅，可控硅根据输入信号改变输出量并将其输入至变压器，变压器由此改变输出电压并将其施加给高温炉的发热元件，温度传感器实时采集高温炉的温度，并且将所采集的温度信号反馈给PLC，PLC根据温度的变化来改变输出信号，进而改变施加到发热元件上的电压值，从而使所述系统的五个部件构成封闭的单向循环系统。

本实用新型提供一种基于PLC的高温炉温度控制系统，通过利用PLC取代传统的继电器，同时采用可控硅变压器实现无级调压，将成熟的可编程逻辑控制技术与电子电力技术相结合，显著提高了高温炉的控温精度，实现经济高效稳定的控温，尤其适合应用于1700度以上的高温冶炼工业。

本附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，本实用新型的附图是示意性的，因此并没有按比例绘制。其中：

图1为基于PLC的高温炉温度控制系统的结构示意图；

图2为高温炉的结构图；

图3为基于PLC的高温炉温度控制系统的控制原理图；

图4为高温炉温度控制系统中的PLC的硬件结构图。

具体实施方式

本实用新型提供一种基于PLC的高温炉温度控制系统，该控温系统专为一种工作温度在1700℃以上的钛高温电解炉而设计。图1所示为该温度控制系统的结构图，该系统包括：PLC10、可控硅20、变压器30、高温炉40和温度传感器50。

高温炉40的结构参照图2，主要包括加热池1、发热元件2、隔热屏3、包括石墨棉4和玻璃棉5的保温层、带有水冷套的炉壳6和带有水冷套的炉盖7，炉体为长方体，长为3m，宽为1.5m，高为2m。高温炉底部铺设耐火砖8。为提高炉内温度场的均匀性，加热池1分为四区控温，每区构成独立闭环回路，进行温度控制。为减少炉壁的热损失，在电热元件2的四周平行设置三层石墨隔热屏3，以及在隔热屏3的最外层和炉壳6之间依次填充有石墨棉4和玻璃棉5作为保温层。为减少熔池对炉盖7的热辐射，在熔池上方设置三层熔池盖板9，炉盖7上密封插入石墨电极13、加料管11以及出料管12。

其中，PLC 10的输出信号输入至可控硅20，可控硅20根据输入信号改变输出量并输入至变压器30，变压器30由此改变输出电压并将其施加给高温炉40的发热元件2，温度传感器50实时采集高温炉40的温度，并且将所采集的温度信号反馈给PLC10，PLC10根据温度的变化来改变输出信号，进而改变施加到发热元件2上的电压值，从而使该系统的五个部件构成一个封闭的单向循环系统。