由于内热式多级连续真空炉温度场复杂多变,均匀性较差且目前还没有准确的温度场数学模型,所以很难对真空炉炉内温度进行准确控制。如果使用传统的PID控制方法对炉内温度进行控制无法满足要求,因为真空加热炉温度控制系统是一个动态的非线性惯性滞后系统,传统的PID控制方法其参数确定需要根据现场情况和经验进行人工调试,过程复杂繁琐,无法自动调节,微波真空管式炉包括哪些系统组成?

1、加热系统

真空炉加热系统主要由石墨电柱、热电偶、变压器和晶闸管组成。加热系统将一次电压通过变压器转换成低电压高电流通过晶闸管使石墨电柱发热。并通过PLC将数据上传到上位机进行实时监视和控制,完成真空炉加热系统的运行。

2、抽真空系统

真空炉抽真空系统由真空计、真空泵电机等设备组成。通过真空泵对真空炉进行抽真空,利用真空计读出真空度并将数据通过PLC传送到上位机进行监视和控制,完成整个抽真空系统的运行。

3、水冷系统

由于微波真空管式炉炉内温度较高,热量传递到炉壁时温度依然达到几百摄氏度左右,所以在炉壁设计中加入水冷装置,通过炉壁内的冷却水实时循环流动来降低炉壁温度。水冷系统主要是为了降低真空炉炉壁温度和安全而设计的,真空加热炉启动前,首先要打开水循环系统,保证真空炉工作期间保持在安全温度范围内,待真空加热炉停止工作后,关闭总电源再关闭水冷系统,确保整个实验的安全性。

整个微波真空管式炉温度控制系统通过控温热电偶将炉内温度通过PLC模拟量输入模块传送到组态王软件中进行监控,通过上位机软件设置真空炉加热预设值对真空炉进行加热,组态软件将信号传递给PLC通过模拟量输出模块控制变压器对石墨电柱进行加热。