加热设备的应用
发布时间:2018-11-21 查看:8750
简介:
无论是日常民用、还是工业使用,加热设备都必不可少,加热设备在各行各业中,都拥有举足轻重的作用。大到冶金重工、小到食品加热,都会有各自的专用加热设备。
图1 常用加热设备原理
目前在整个加热行业中,主要使用位式控制方式、PID控制方式、手动方式等,使用最为频繁的加热方式是PID加热方式,这种方式具有智能加热和精准保温的特点,实现全自动化控温。
PID控制(比例-积分-微分控制)是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件,由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成。PID控制的基础是比例控制;积分控制可消除稳态误差,但可能增加超调;微分控制可加快大惯性系统响应速度以及减弱超调趋势。通过使用PID控制加热,可以实现快速加温,自动保温,可以完全替代过去人工操作,同时也稳定了生产的产品质量。
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图2 PID控制效果曲线
行业:
食品加工设备
食品加工,食品生产,都会使用到烘培机、加热箱。当今食品生产使用的加热设备都主要由一下几部分组成:加热箱体、加热冷却装置、温度控制器、报警电路所组成。
这种控制方式形成了控制闭环回路提高加热的可靠性。此类应用主要是在于温度精准控制的行业中。
烘培行业中,对温度的要求比较高,因为过高过低都会影响产品的外观、和口感,所以精准的控温是必不可少的。
在使用加热设备前,首先需要对设备做自整定的操作。因为加热控制器出厂时,加热的有关系数都时出厂数值,并不适用所有设备,所以在加热前需要调整相关参数,这个整定过程的全自动的,不需要人工干预。
以我司TE-W 系列温控表为例,仪表装上后,在常温下,设备50%的负载情况下按下“ ◀AT ”启动自整定功能,根据不同设备,等待15-30分钟左右,自整定完成,此时进入菜单中参看P、I、D参数并且做下记录。
通过使用智能PID加热控制器后,可以极大得减少人工的现场操作,并且在批量生产时,可以确保不同批次、不同日期的产品都能达到较高的稳定性。
图3 咖啡豆烘焙设备
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图4 膨化食品设备控制柜
图5 大型烘焙设备
塑料生产设备
温控表在塑料行业使用最为广泛,无论是原材料的处理、初步加工、二次加工、成型工艺等等,都会使用到温度控制,使用量极为庞大,并且对温度的控制也有工艺上的特殊要求,所以也要求温控控制器的控温精准稳定。
在大型的PC、PVC塑料管材生产工厂中,使用加热设备对原材料进行初步的混料,为了使材料在混料过程中保证混合均匀和达到初步加工的要求,必须使用温控器对混料温度进行控制,同时使原料均匀升温。
图6 原料混合机组控制柜
混料后为挤出前的加温以及不同工艺温区的控制,由于在塑料生产时对制作工艺的温度控制要十分精准,所以必须使用PID温度控制,设备启动加热快,快速进入工作状态。工作时由于物料流水进入设备内,为了保证工艺的要求,所以对加热设备需要精准保温控温,使整个工作区域保持一定的温度。
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图7 挤出机控制台
薄膜制作过程与挤出机也类似,对原料初步加工后,再经过不同的工艺温度后,产出高质量的薄膜原料,然后对物料进行材料成型拉伸,控制薄膜的厚度。
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图8 小型薄膜机
图9 大型薄膜机
金属生产设备
目前所有金属加工都会用到加热设备,钢铁的生产,合金的加工,都需要使用加热设备。但是目前对于金属加工生成的加热设备来说,目前使用的是位式控制加热,由于加热功率大,最终的加热设备需要使用大功率的接触器来实现控制,而且在这个行业中对温度控制的要求没有太过苛刻,所以为了延长设备的使用寿命等综合条件,使用位式控制。
由于加热保温的要求相对较低,所以一般使用AI208或以下等级的仪表做控制。
图10 大型冶金设备
图11 大型冶金设备控制柜
小型加热设备
除了大型加热设备,当然也少不了小型加热设备,特别时实验测试设备,小型加工等,都会使用加热设备。
一般小型加热设备主要时用于测试行业和小规模加工等,其对温度控制要求更为苛刻。小型加热设备一般使用电加热方式,加热速度快,灵敏等特点,所以对加热温度的稳定性要求较高。通常使用TE-W或更高等级的温控仪表。
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图12 实验型加热设备
图13 小型蒸汽锅炉设备
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图14 小型封口机
总结:
通过使用智能温度控制器,可以极大的改善设备的控温效果和设备的能耗。
传统加热方式与PID加热方式对比,传统加热方式适用于对温度控制要求较低的场合,PID加热方式适用于对温度控制要求较高的场合;传统加热方式在保温的时间段中温度上下波动,影响产品的稳定性,PID加热方式可以实现较平稳的保温效果,提高了产品生产的稳定性。所以目前越来越多的设备会升级使用智能的温度控制器。
图15 位式控制与PID控制对比