硬質合金真空燒結對溫度有嚴格的要求,各升溫階段溫升速度不能過快,否則會造成產品裂紋、變形;脫膠溫度過高,會造成脫膠過快,形成氣泡,脫膠溫度過低會造成脫膠不徹底;脫氧溫度過高,易形成鈷聚集和表面“鼓泡”,脫氧溫度過低,在預定的時間內會造成脫氧不徹底。過低或過高的燒結溫度都會使產品韌性變差,矯頑磁力降低。為保證產品質量,硬質合金燒結工藝要求預燒溫度及以下的溫度跟蹤誤差不超過士50℃,溫度超調不超過35℃;燒結溫度超調量和穩態誤差不超過士7℃。由于傳熱問題的復雜性,真空燒結爐的動態特性具有非線性、時變性和不對稱性等特點。在過程控制中,為了方便,通常把電加熱爐溫度的動態特性看成是一個線性系統,用一個慣性環節串聯一個純滯后環節表示為
ptd高溫箱式電阻爐,管式爐,真空退火爐,真空燒結爐,管式高溫爐-鄭州科佳電爐有限公司
式中,系統熱慣性時間常數丁等于爐室圍護結構熱阻與爐室熱容量系數的乘積,K是爐室的放大系數(過程增益),L是純滯后時間,包括信號傳輸和檢測的滯后及熱容量引起的容量滯后。
ptd高溫箱式電阻爐,管式爐,真空退火爐,真空燒結爐,管式高溫爐-鄭州科佳電爐有限公司
ptd高溫箱式電阻爐,管式爐,真空退火爐,真空燒結爐,管式高溫爐-鄭州科佳電爐有限公司
滯后時間三的大小受
真空燒結爐爐體的容量、結構、檢測元件及其安放位置等影響。由于發熱過程時間與傳熱過程時間相比可以忽略不計,因而爐溫的動態特性主要由傳熱過程所決定。傳熱有導熱、對流、輻射三種形式,三種傳熱方式中,只有一維的導熱可以認為基本是線性的,輻射熱量是絕對溫度的四次方函數,而真空狀態下基本無對流傳熱。隨著爐內溫度的升高,輻射傳熱的比例增大,輻射具有穿透性,使傳熱路徑縮短,傳熱速度加快,故純滯后時間隨溫度升高而減小,且其變化呈現嚴重的非線性特性。熱慣性時間常數值r隨每爐產品重量的不等(中型燒結爐從lO公斤N200公斤)差別很大,在高溫段的熱慣性常數也比低溫時顯著增大。過程增益髟直隨著電網電壓的波動、真空爐炭氈保溫層的保溫性能變化(受合金產品成型劑滲透的影響)而改變。
ptd高溫箱式電阻爐,管式爐,真空退火爐,真空燒結爐,管式高溫爐-鄭州科佳電爐有限公司
ptd高溫箱式電阻爐,管式爐,真空退火爐,真空燒結爐,管式高溫爐-鄭州科佳電爐有限公司
由于
真空燒結爐要求的溫度控制精度高,控制對象的模型參數又具有時變性、非線性的特點,因此采用普通的PID控制器將不能滿足要求。而數字化智能儀表則有著傳統的模擬控制器所無法比擬的優點,如可以靈活的改變控制參數,可以靈活的改變控制策略等,因此采用智能儀表可以提高溫度控制品質。智能儀表在進行PID參數自整定時,都會產生一定的溫度振蕩,若在正常生產時啟動PID自整定,其產生的振蕩幅度為硬質合金生產工藝所不允許,生產運行時,各PID參數只能采用其他的方式進行調整。大多數智能儀表在解決參數的時變自適應問題時,只考慮了參數變化的某一方面,如采用多組PID參數自動切換的儀表能有效解決純滯后時間常數隨溫度非線性大幅度變化的問題,但對熱慣性時間常數和系統開環放大倍數K值的大范圍變化無能為力;單組PID自適應控制能在一定程度上克服慣性時間常數和K值的大范圍變化帶來的影響,但同時要解決純滯后時間常數在不同溫區的非線性大幅度變化問題則有點力不從心。因此,單純采用智能儀表控制真空爐溫度時,其控制品質不一定能完成滿足燒結工藝的要求,因此有必要在智能儀表的基礎上,由上位機根據智能算法對控制參數進行在線調整,改善系統溫度控制品質。
ptd高溫箱式電阻爐,管式爐,真空退火爐,真空燒結爐,管式高溫爐-鄭州科佳電爐有限公司