多区材料蠕变试验炉新型智能调节器

　　通常,炉子的结构是分2区或3区的竖式设计,炉子功率不太大,体积也小,不设热风循环装置。长期以来是使用普通的调节器来控制,然而无论使用何种调节仪表都难以解决它的控制稳定性问题,对材料试样物理测试的准确性有不可忽视的影响。此类炉子的控制存在以下问题:

　　1.竖式多区的结构设计,多区间相互干扰而使炉子无论是升温过程或保温期间其各区的温差较大,尤其在升温启动过程温差可达100～200℃,各区控制的温度超调量大而调节时间又长,在某些场合下甚至可能出现几乎失控的状态,控制品质极差。

　　2.当炉子的设定温度越低(例如低于400℃),其区间的相互影响越大,越难以控制,控制品质越差。

　　3.当需要设定值多级升温工艺时,由于超调量大、调节时间长,不仅大大地延长了操作测试的工作时间,而且还影响到测试的质量。

　　随着生产和技术的发展,这种场合的控制系统已受到重视,例如采用高性能调节器和根据实践经验而改变炉子的某些工艺设计参数,或者使用多个调节器的组合构成控制系统等,这些改进使炉子的控制品质在某一程度上能获得提高,然而都还未能在本质上解决控制稳定性和全自动投入运行的问题。因此,为此类炉子研究和开发通用和专用相结合的、可组态、控制参数全自动寻优的智能调节仪表是当前产业上的需要,也是人工智能化控制技术进一步引入智能调节仪表,从而实现人工智能化的控制系统的需要。

　　控制系统的技术现状分析

        类似于多区材料蠕变试验炉控制系统的设计有如下几种方式:

　　1.采用多个单回路单参数的调节器分别为多区构成单独的控制系统　

       从60年代至70年代,无论是进口或国产的仪表配置均是使用动圈式指示调节仪表较多,其控制多是纯二位调节或有一些具有时间比例调节方式,各区的升温超调量大、温差大、温控经常处于振荡工况。进入80年代后,设备制造厂商开始使用带有PID的调节器,甚至在80年代中期也有使用带微处理器的智能调节仪表来取代动圈式指示调节仪表或模拟量调节仪表,可以说对各区单独控制的稳定性有进一步提高,然而对其相互干扰及其温差较大仍无能为力。80年代末制造厂商已可使用带有PID参数自整定功能的调节器,如果各区都能实现自整定功能将会更节省调试的时间,但由于各区间的相互干扰,多区中必有某区无法实现自整定功能也就无法自动获得PID参数了,就能获得PID参数的区域来说由于相互干扰,其PID参数就可能不那么真　　实,甚至是虚假的误判而建立的参数。