王 猛，許 志，馬兆男，王竹葉

(石鋼京誠裝備技術有限公司，遼寧 營口 115000)

1 電阻爐的現(xiàn)狀和發(fā)展前景

電阻爐是機械、化工等領域應用較為廣泛的設備，常用于淬火、正火、退火、燒結等[1]。工件熱處理淬火后一般采用低溫電阻爐進行回火。如果電阻爐的精密程度不高，經(jīng)常會出現(xiàn)工件在熱處理后硬度不均勻或達不到硬度要求的范圍。隨著工業(yè)技術的日趨成熟，對熱處理的溫度控制提出了更加嚴格的要求[2-4]。

近年來，經(jīng)過不斷的改進，熱處理電阻爐的結構日趨完善，熱處理后工件的性能得到了很大的提高。在電氣控制方面，對于普通電阻爐，傳統(tǒng)上采用接觸器控制來設定溫度。當達到設定溫度時，接觸器立即斷電并轉入絕緣保護狀態(tài)，電阻爐穩(wěn)定工作。當溫度降低并低于設定值時，斷電接觸器會重新通電，導致接觸器頻繁通斷，使觸點燒損，嚴重時會導致短路事故的發(fā)生[5]。然而，隨著組件集成技術的不斷完善，通過小投資、高性價比的溫控系統(tǒng)實現(xiàn)低溫電阻爐電氣控制是一個長期的發(fā)展趨勢。

2 低溫電阻爐的自動控制原理

低溫電阻爐的溫度控制是以現(xiàn)場的工控機組態(tài)王軟件和富士PXF5/9控溫儀表為核心，經(jīng)調功裝置由帶狀電加熱元件向爐內(nèi)供熱，由熱電偶與進口智能數(shù)顯溫控表、周波控制器形成閉環(huán)控制，自動控制爐膛溫度。智能溫控儀具有極高的精度、自整定、自適應功能，可以在組態(tài)王軟件上設定溫度曲線，實現(xiàn)自動運行，還可實現(xiàn)手動控制方式。

低溫電阻爐的自動控制原理如下：根據(jù)傳統(tǒng)的電阻爐要求，電氣系統(tǒng)由變壓器、晶閘管、電阻絲、控制柜、電壓表、電流表等組成，在實際操作中，可執(zhí)行相關命令，如對系統(tǒng)控制信號進行放大、執(zhí)行等?？衫米儔浩鲗㈦娋W(wǎng)的高壓進行轉換，從而獲得系統(tǒng)所需的穩(wěn)定的380V電源。智能儀表控制電阻爐的溫度一般情況下是通過改變晶閘管的導通角，從而控制電阻絲的加熱，采用的方式一般為改變不同的輸出電壓。溫度檢測信號通過熱電偶采集模塊轉換成相應的溫度數(shù)字信號，送入智能儀表進行控制操作，最后計算結果通過送入晶閘管完全可以滿足控制電阻爐溫度的要求。

①石鋼京誠裝備技術有限公司采用的溫度調節(jié)器是日本富士公司生產(chǎn)的新產(chǎn)品，型號為PXF5/9，它具有6種控制溫度的功能，智能化和性能都極為先進，具有藍色背景液晶屏，根據(jù)溫度調節(jié)需要選擇可同時顯示設定值、測量值、可以選擇手動、自動功能。②為了得到熱處理監(jiān)控系統(tǒng)的標準化軟件，我們采用北京亞康科技有限公司開發(fā)的現(xiàn)有組態(tài)開發(fā)軟件組態(tài)王，它具有優(yōu)異的開發(fā)界面、強大的功能庫、豐富的庫和控件，簡單的命令編程語言和標準化的通信接口，大大簡化了系統(tǒng)軟件開發(fā)的全過程。采用此標準化軟件應用于實際生產(chǎn)中可以大大節(jié)省時間，而且可以保證軟件運行過程中的可靠性和穩(wěn)定性，最終方便了設備的系統(tǒng)維護。

組態(tài)王(King view)工控軟件是近年來應用最為廣泛的諸多組態(tài)軟件之一。它的優(yōu)點相對較多，如價格優(yōu)惠、操作方便、界面友好、服務周到等優(yōu)點，已成功應用于多個項目。它是一種在流行的PC機上建立工業(yè)控制對象人機界面的智能軟件包。操作平臺上選擇廣泛適用的XP中文操作系統(tǒng)，可以大大發(fā)揮Windows完整的圖形功能、界面一致性好、適于學習和使用的優(yōu)點。由于它采用了以PC機開發(fā)的系統(tǒng)工程，在實際應用中比專用計算機開發(fā)的工控系統(tǒng)的適用性更廣泛。通過此種應用方法可以大大提高工控軟件開發(fā)人員的工作效率，進而可以達到二次開發(fā)的目的。

周波控制器。 溫度調節(jié)器輸出直流信號(例如3-20 mA)，周期控制器根據(jù)這個信號決定每個操作周期中可控硅輸出的周期數(shù)。如果實際生產(chǎn)過程中爐溫距離設定溫度很遠，溫度顯示控制器的輸出控制信號將會達到最大。在收到這個信號后，循環(huán)控制器將打開所有的晶閘管，爐子將上升到最大功率。當爐溫接近設定溫度時，反映出智能儀表的輸出電流就會降低。例如，當它降低到12mA時，循環(huán)控制器將使晶閘管在其實際的運行周期內(nèi)傳導50%。周期可以設置為1s，1s內(nèi)包含50個周期。然后在1s內(nèi)打開25個循環(huán)，關閉25個循環(huán)。如果改變周期，將打開一個周期，關閉一個周期(即兩個周期)。當溫度不斷改變并且接近設定溫度時，溫度顯示控制器的輸出電流就會變得越小。循環(huán)控制器將使可控硅在運行周期中開啟和關閉更多。在恒定溫度下，加熱功率可以持續(xù)補充電爐燒損的熱量，使爐溫保持在設定溫度。循環(huán)控制器可以控制傳導周期的個數(shù)，從而可以達到加熱功率的目的。由于周期控制器具有高頻干擾性小、電磁兼容性好、不能使功率器件集中輸出功率等特點，應用范圍很廣。

3 低溫電阻爐的性能

電阻爐可根據(jù)實際生產(chǎn)需要選擇手動和自動控制循環(huán)風機。例如：在低溫爐內(nèi)，采用對流換熱的方式進行加熱。在風道內(nèi)安裝電加熱元件，通過風機迫使爐膛內(nèi)空氣循環(huán)，可以達到加強對流傳熱的效果。設備的保護功能非常完備，過壓、過流、短路等設計精準，完全滿足生產(chǎn)需求。

4 低溫電阻爐的故障分析

4.1 案例一：電流表無電流

①首先檢查周波控制器輸出是否正常，用萬用表測量周波控制器的輸出電壓，如輸出電壓正常，則不是周波控制器的故障，如測量周波控制器無電壓輸出，則檢查和更換周波控制器。②檢查可控硅，可控硅是單向導通的，維護人員粗心大意將可控硅安反后，會導致可控硅不導通，無電流通過，正確的安裝可控硅后，電流表電流正常顯示。

4.2 案例二：周波控制器無法自動工作

①周波控制器與溫控表通信故障，或儀表通訊參數(shù)錯誤，周波控制器本身損壞或線路故障。②風機接觸器故障，由于風機啟動和儀表運行有聯(lián)鎖，故當風機故障時，周波控制器無法自動工作。

4.3 案例三：爐門和臺車限位的故障

①操作控制箱上按鈕全部失靈：此時檢查電源指示燈是否亮；檢查電動推桿上限位開關狀態(tài)，是否到位，否則限位開關位置移動或損壞。 ②臺車“到位”后爐門不能動作：此時需檢查臺車是否進到位，限位開關是否動作或相應繼電器指示燈狀態(tài)正確與否；檢查開關是否損壞或其他線路故障。 ③爐門密封開關失靈：此時需檢查爐門限位開關是否動作，是否損壞及繼電器指示燈狀態(tài)是否正確。 ④臺車出動作失靈：此情況需檢查爐門升限位開關是否動作，是否損壞及繼電器指示燈狀態(tài)是否正確。

4.4 案例四：通信故障

電阻爐計算機通信故障要分類檢查故障原因。故障一般分為以下幾種情況：①個別儀表通信故障，儀表通訊參數(shù)錯誤、儀表本身損壞或故障儀表線路問題。②全部儀表通信故障，通訊端口選擇錯誤、通訊板卡損壞、通訊插頭內(nèi)短路、掉線或通訊總線路問題。

5 結束語

通過以上的介紹，我們了解和熟悉了低溫電阻爐的電氣控制原理，同時也對檢修和維護電阻爐有了一定的認識，在處理電阻爐的故障中，不僅需要具備可控硅的檢修方法，并且要熟悉現(xiàn)場各溫控儀表的相關控制和操作原理，只有這樣，當電阻爐出現(xiàn)電氣故障時，我們才能快速、準確的找出故障點，完成設備的維修工作。