工业微波窑炉温度控制方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种工业微波窑炉温度控制方法和系统，其方法为：接收分段设置于窑炉内的热电偶采集的所在段的炉内温度；比较炉内温度与预设温度之间的偏差，获取偏差量；对该偏差值进行PID处理，得到对应的有效操作变量；对该有效操作变量进行处理，生成对应的操作变量输出至调压模块，使调压模块依据该操作变量调节控制微波源的输出功率。通过上述过程对工业微波窑炉温度进行自动调节和控制，避免人工调节过程中易导致温度调节不稳定，影响产品质量的问题。在降低人工成本的基础上实现了对工业微波窑炉温度的有效、精确的控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业窑炉控制领域，尤其涉及一种工业微波窑炉温度控制方法和系统。
技术介绍
工业窑炉是用耐火材料砌成的用以煅烧物料或烧成制品的设备。其主要被广泛应用于机械、冶金、石油和煤气等工业，工业窑炉的创造和发展对人类进步起着十分重要的作用。在现有技术中，传统工业窑炉的主要组成部分有工业炉砌体、工业炉排烟系统、 工业炉预热器和工业炉燃烧装置等。传统工业窑炉为了加快产品的烧成速度，缩短产品的烧成周期，通常采用的方法是由操作工来增减燃料或者改变功率输出来控制窑炉内部的温度。但是，由于人为控制的不稳定性，人工操作的过程中难免出现功率调节过大或过小的现象，导致窑炉温度上升过高或上升滞后，影响产品的烧结。因此，传统窑炉加温方法虽然投入了大量人力成本，却依然容易出现温度调节不稳定，产品质量无法保证的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种工业微波窑炉温度控制方法和系统，以解决现有技术中工业窑炉加温方法易导致温度调节不稳定，影响产品质量的问题。为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案一种工业微波窑炉温度控制系统，包括分段设置于窑炉内的热电偶，用于采集所在段的炉内温度；PID闭环控制器，用于接收并比较所述炉内温度与预设温度之间的偏差，获取偏差量；对所述偏差值进行PID处理，得到对应的有效操作变量，并对所述有效操作变量进行处理，生成对应的操作变量输出；调压模块，用于接收所述操作变量，调节控制连接的微波源；微波源，用于依据所述调压模块的控制输出功率。优选地，还包括人机交互界面，用于显示各个处理过程中的数据，包括所述炉内温度、所述偏差值、所述操作变量或所述微波源输出的功率。优选地，还包括PLC可编程逻辑控制器，用于与所述PID闭环控制器进行数据交换，并依据接收到的操作变量发送命令信息至顺控单元，使所述顺控单元控制调节窑炉温度的顺序。优选地，所述PID闭环控制器具有至少四个通道，每个通道内设置有调差单元，用于接收并比较所述炉内温度与预设温度之间的偏差，获取偏差值；控制器运算单元，用于对所述偏差值进行PID处理，得到对应的有效操作变量；处理输出单元，用于对所述有效操作变量进行处理，生成对应的操作变量输出。优选地，所述调差单元中包括第一接收单元，包括至少四个输入通道，一用于接收输入的预设温度；一用于接收热电偶采集的所述炉内温度；一用于接收并保存前一时刻的炉内温度；一用于接收当前窑炉内的干扰值；比较单元，用于比较所述炉内温度与预设温度之间的偏差，得到偏差值；输出通道，一用于输出预设温度；一用于输出所述偏差值；一用于将当前时刻的炉内温度与前一时刻的炉内温度的差值作为PID处理中的D分量输出；一用于输出有效的炉内温度；一用于输出所述干扰值。优选地，所述控制器运算单元中包括第二接收单元，包括至少三个输入通道，一用于接收所述偏差值；一用于接收所述 D分量；一用于接收所述干扰值；PID处理单元，用于依据所述D分量，所述干扰值和所述偏差值进行PID运算，获取有效操作变量输出。优选地，所述处理输出单元中包括第三接收单元，包括至少两个输入通道，一用于接收所述预设温度；一用于接收所述有效操作变量；处理单元，用于基于外部操作变量和预设温度，对所述有效操作变量进行校正、安全切换和限制操作范围的处理，并对处理后的有效操作变量进行分程，得到第一操作变量和第二操作变量，其中，所述第一操作变量和第二操作变量统称为操作变量。一种工业微波窑炉温度控制方法，包括接收分段设置于窑炉内的热电偶采集的所在段的炉内温度；比较所述炉内温度与预设温度之间的偏差，获取偏差量；对所述偏差值进行PID处理，得到对应的有效操作变量；对所述有效操作变量进行处理，生成对应的操作变量输出至调压模块，使所述调压模块依据所述操作变量调节控制微波源的输出功率。优选地，对所述偏差值进行PID处理，得到对应的有效操作变量的具体过程包括计算当前时刻的炉内温度与前一时刻的炉内温度的差值作为PID处理中的D分量；获取当前窑炉内的干扰值；接收所述偏差值，并依据所述偏差值、所述D分量和所述干扰值进行PID运算，得到对应的有效操作变量并输出。优选地，对所述有效操作变量进行处理，生成对应的操作变量的具体过程包括基于外部操作变量和预设温度，对所述有效操作变量进行校正、安全切换和限制操作范围的处理；对处理后的有效操作变量进行分程，得到第一操作变量和第二操作变量，其中，所述第一操作变量和第二操作变量统称为操作变量。通过上述技术方案可知，本专利技术具有如下有益效果本专利技术通过PID闭环控制器采集热电偶的温度，即工业窑炉的内部温度，与设定温度相比较计算出偏差量，并经过PID闭环控制器内部的PID运算和处理后，输出相应的操作变量到调压模块，调节微波源功率输出来控制窑炉内部的温度。通过上述过程对工业微波窑炉温度进行自动调节和控制，避免人工调节过程中易导致温度调节不稳定，影响产品质量的问题。在降低人工成本的基础上实现了对工业微波窑炉温度的有效、精确的控制。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一公开的一种工业微波窑炉温度控制系统的结构示意图；图2为本专利技术公开图1中示出的PID闭环控制器的内部结构示意图；图3为本专利技术图2中示出的调差单元的工作原理示意图；图4为本专利技术图2中示出的控制器运算单元的工作原理示意图；图5为本专利技术图2中示出的处理输出单元的工作原理示意图；图6为本专利技术实施例二公开的一种工业微波窑炉温度控制系统的结构示意图；图7为本专利技术实施例公开的一种工业微波窑炉温度控制方法的流程图。具体实施例方式为了方便起见，对说明书及其附图中出现的英文缩写进行详细的说明HMI, Human Machine Interface,人机界面；PLC Programmable Logic Controller，是可编程逻辑控制器；PID 是在过程控制中，按偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制的PID控制器，也可以称为PID调节器，是应用最为广泛的一种自动控制器。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。针对
技术介绍
中提出的传统窑炉加温方法虽然投入了大量人力成本，却依然容易出现温度调节不稳定，产品质量无法保证的问题。本专利技术实施例公开了一种工业微波窑炉温度控制方法和系统。通过PID闭环控制器采集热电偶的温度，即工业窑炉的内部温度，与设定温度相比较计算出偏差量，并经过PID闭环控制器内部的PID运算和处理后，输出相应的操作变量到调压模块，调节微波源功率输出来控制窑炉内部的温度。从而实现对工业微波窑炉温度进行自动调节和控制，在降低人工成本的基础上实现了对工业微波窑炉温度的有效、精确的控制。具体通过以下实施例进行详细说明。实施例一如图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伏初，李蔚霞，池恒毅，
申请(专利权)人：湖南阳东微波科技有限公司，
类型：发明
国别省市：