加熱設備的應用

發(fā)布時間：2018-11-21    查看：10561

簡介：

    無論是日常民用、還是工業(yè)使用，加熱設備都必不可少，加熱設備在各行各業(yè)中，都擁有舉足輕重的作用。大到冶金重工、小到食品加熱，都會有各自的專用加熱設備。

圖1 常用加熱設備原理

    目前在整個加熱行業(yè)中，主要使用位式控制方式、PID控制方式、手動方式等，使用最為頻繁的加熱方式是PID加熱方式，這種方式具有智能加熱和精準保溫的特點，實現(xiàn)全自動化控溫。

    PID控制（比例-積分-微分控制）是一個在工業(yè)控制應用中常見的反饋回路部件，由比例單元P、積分單元I和微分單元D組成。PID控制的基礎是比例控制；積分控制可消除穩(wěn)態(tài)誤差，但可能增加超調；微分控制可加快大慣性系統(tǒng)響應速度以及減弱超調趨勢。通過使用PID控制加熱，可以實現(xiàn)快速加溫，自動保溫，可以完全替代過去人工操作，同時也穩(wěn)定了生產的產品質量。

圖2 PID控制效果曲線

行業(yè)：

食品加工設備

    食品加工，食品生產，都會使用到烘培機、加熱箱。當今食品生產使用的加熱設備都主要由一下幾部分組成：加熱箱體、加熱冷卻裝置、溫度控制器、報警電路所組成。

    這種控制方式形成了控制閉環(huán)回路提高加熱的可靠性。此類應用主要是在于溫度精準控制的行業(yè)中。

烘培行業(yè)中，對溫度的要求比較高，因為過高過低都會影響產品的外觀、和口感，所以精準的控溫是必不可少的。

    在使用加熱設備前，首先需要對設備做自整定的操作。因為加熱控制器出廠時，加熱的有關系數(shù)都時出廠數(shù)值，并不適用所有設備，所以在加熱前需要調整相關參數(shù)，這個整定過程的全自動的，不需要人工干預。

    以我司TE－W 系列溫控表為例，儀表裝上后，在常溫下，設備50%的負載情況下按下“ ◀AT　”啟動自整定功能，根據不同設備，等待15-30分鐘左右，自整定完成，此時進入菜單中參看P、I、D參數(shù)并且做下記錄。

通過使用智能PID加熱控制器后，可以極大得減少人工的現(xiàn)場操作，并且在批量生產時，可以確保不同批次、不同日期的產品都能達到較高的穩(wěn)定性。

圖3 咖啡豆烘焙設備

圖4　膨化食品設備控制柜

圖5 大型烘焙設備

塑料生產設備

    溫控表在塑料行業(yè)使用最為廣泛，無論是原材料的處理、初步加工、二次加工、成型工藝等等，都會使用到溫度控制，使用量極為龐大，并且對溫度的控制也有工藝上的特殊要求，所以也要求溫控控制器的控溫精準穩(wěn)定。

    在大型的PC、PVC塑料管材生產工廠中，使用加熱設備對原材料進行初步的混料，為了使材料在混料過程中保證混合均勻和達到初步加工的要求，必須使用溫控器對混料溫度進行控制，同時使原料均勻升溫。

圖6　原料混合機組控制柜

   混料后為擠出前的加溫以及不同工藝溫區(qū)的控制，由于在塑料生產時對制作工藝的溫度控制要十分精準，所以必須使用PID溫度控制，設備啟動加熱快，快速進入工作狀態(tài)。工作時由于物料流水進入設備內，為了保證工藝的要求，所以對加熱設備需要精準保溫控溫，使整個工作區(qū)域保持一定的溫度。

圖7　擠出機控制臺

    薄膜制作過程與擠出機也類似，對原料初步加工后，再經過不同的工藝溫度后，產出高質量的薄膜原料，然后對物料進行材料成型拉伸，控制薄膜的厚度。

圖8　小型薄膜機

圖9　大型薄膜機

金屬生產設備

目前所有金屬加工都會用到加熱設備，鋼鐵的生產，合金的加工，都需要使用加熱設備。但是目前對于金屬加工生成的加熱設備來說，目前使用的是位式控制加熱，由于加熱功率大，最終的加熱設備需要使用大功率的接觸器來實現(xiàn)控制，而且在這個行業(yè)中對溫度控制的要求沒有太過苛刻，所以為了延長設備的使用壽命等綜合條件，使用位式控制。

由于加熱保溫的要求相對較低，所以一般使用AI208或以下等級的儀表做控制。

圖10 大型冶金設備

圖11 大型冶金設備控制柜

小型加熱設備

    除了大型加熱設備，當然也少不了小型加熱設備，特別時實驗測試設備，小型加工等，都會使用加熱設備。

    一般小型加熱設備主要時用于測試行業(yè)和小規(guī)模加工等，其對溫度控制要求更為苛刻。小型加熱設備一般使用電加熱方式，加熱速度快，靈敏等特點，所以對加熱溫度的穩(wěn)定性要求較高。通常使用TE-W或更高等級的溫控儀表。

圖12 實驗型加熱設備

圖13 小型蒸汽鍋爐設備

圖14　小型封口機

總結：

    通過使用智能溫度控制器，可以極大的改善設備的控溫效果和設備的能耗。

    傳統(tǒng)加熱方式與PID加熱方式對比，傳統(tǒng)加熱方式適用于對溫度控制要求較低的場合，PID加熱方式適用于對溫度控制要求較高的場合；傳統(tǒng)加熱方式在保溫的時間段中溫度上下波動，影響產品的穩(wěn)定性，PID加熱方式可以實現(xiàn)較平穩(wěn)的保溫效果，提高了產品生產的穩(wěn)定性。所以目前越來越多的設備會升級使用智能的溫度控制器。

圖15 位式控制與PID控制對比