真空烘烤箱加热的PID控制

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李岩

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真空烘烤箱加热的PID控制

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2021-10-16 21:23:54

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        本胖刚到了现在的公司两个多月,真空对于本胖来说还没入门,接到一个任务,控制一套电容薄膜真空计真空封装系统的控制。硬件部分是另外一个同事设计的,他因为工作太忙了,就让我做软件部分。

        PLC是1215,我装了TIA V16,工控机的4G内存弄得本胖要跳楼,只好拿来了自己的笔记本,16G内存的Dell,这个就爽多了。

        其他的部分就不说了,就说上面的烘烤箱加热部分。原设计的加热硬件是用“电力调整器”三相调压,电热丝用的镍铬丝,电阻0.176Ω,最高设计电压是15.7V,三角形连接,三组总功率是4.2KW。我提出这个电力调整器可能会对其他部分有干扰,这东东肯定是可控硅调整导通角的,最好用调功器,结果没人搭理本胖,那就等货到了再说吧。

        PLC的AO控制电力调整器的输出电压,我说这个15.7V占比太低了(15.7/380×100=4.132%),控制的分辨率太低了,还是没人搭理本胖。本胖已经感觉到领导可能觉得俺为将来控制不了温度找借口呢,于是闭嘴。

        硬件全部到齐,C16断路器给电力调整器供电,电力调整器的输出用35mm2电缆连接电热丝,温度检测用K偶,用转换器变成0-10V接入CPU自带的AI,用CPU自带的AO控制电力调整器的输出电压。

        由于要的很急,本胖晚上一个人加班,先手动给定PID,10%,温度反馈慢是有心里准备的,屏幕上的另外一个温度反馈(参考腔温度)原来很平直的曲线出现了毛刺,这个应该是干扰,如图。


        过了一会儿,我把PID的给定加到了20%,哪知道不到10秒钟,C16断路器跳闸了。经过反复的试验,发现给定到18%,可以坚持10分钟不跳闸。温度显示一共上升了6℃。这个试验就进行不下去了。跟领导汇报后,回家去鸟。

        上面的百分比都是另外×了0.0413的,100%相当于4.13%(100%是15.7V)。

        第二天上班,设计硬件的同事亲自动手做试验,说肯定是我的问题。于是,重复了昨晚的过程,结果也是一样的,用钳形电流表测电流,电力调整器输出电流是9A、输入电流是10A。于是就郁闷了,这明显不对啊!电力调整器输入380V/10A,输出1V/9A,能量还能不能守恒了!本胖说钳形表测这种电流有可能是不准的,输入问题不大,但输出不是正弦波,可能有较大的误差。另外,能量还是守恒的,输入电流很大是因为功率因数很低,电流表显示的电流很大,那是视在电流,有功电流很小的,电费也是按照有功的部分收的。于是考虑换个大的断路器。我说我算了一下,恐怕现在壳架等级的断路器不行,要换上那种160A的塑壳断路器才行。由于担心引起跳总闸,也没敢另外拉线试验。

        到这这个时候,领导问我有啥办法,本胖说改成用变压器吧,后面加200A的三相固态继电器,领导问有多大把握,我说至少90%的把握。领导突然怒了!问我为啥不是100%的把握。我说这次的硬件不归我管啊,我就是提个建议,你愿意听就听,不愿意就别听。

        第二天,就是十一假期的前一天,领导组织了一个会议,重点就是这个加热咋办。我说我的方案把握提高了,99.99%了。领导说还有另外一个绝对可靠的方案,用磁性调压器。我说我不懂这个,用啥都行,我只是负责编程。领导说7号硬件到位,问我能不能提前一天上班,我说没问题。

        设计硬件的同事告诉我肯定用我的方案,领导方案中的磁性调压器根本买不到几KW的,起码都是几十KW起步,我说最好别用我的方案,万一不行,连个借口都没有。

            。。。。。。

        磁性调压器果然买不来,只好买了380V/20V的变压器和200A的支持低压的固态继电器(支持最低6VAC),11号到位了。用这个试验,硬件部分一切正常了。

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