基于自动控制的蒸汽式热压机加热控制系统研究

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1、基于自动控制的蒸汽式热压机加热控制系统研究卢元周，魏鹏，姜新生，杨森元(中航工业北京航空精密机械研究所，北京100076)[摘要】介绍一种用于多层加热加压聚合生产绝缘材料的热压机加热系统，它具有自动化程度高、高效、节能的特点，将现有的蒸汽式加热系统的温度均匀性控制提高到一个新的台阶。【关键词】绝缘材料；热压机；温度控制与计算；单板温控；双通道对流加热；总平均温度【中图分类号】TM571．6+1[文献标识码】B【文章编码】1003—5451(2017)o卜0052—04ResearchonHeatingControlSystemofSteamHotPress

2、BasedonAutomaticControlLUYuan—zhou。WElPeng，JIANGXin．sheng。etal(AVICBeijingPrecisionEngineeringLnstituteforAircraftLndustry,Beijing100076)【Abstract】Amultilayerthermocompressorheatingsystemusedtoproduceinsulationmaterialswasintroduced．Thissystemhastheadvantagesofhighautomation，effic

3、iencyandenergysaved．What’Smore，thissystemincreasetheexistingtechnologyaboutthesteamheatingsystemintemperatureaccuracycontroltoanewlevel．【Keywords】insulationmaterials；thermocompressor；temperaturecontrolandcalculation；singleplatetemperaturecontrol；doublechannelconvectionheating；tota

4、laveragetemperature1引言目前国内变压器厂绝缘件热压机最常用的加热方式为蒸汽式加热。蒸汽式加热系统一般包括高温饱和蒸汽系统、蒸汽阀、热电偶、热压板、管路及控制系统。热压机是变压器绝缘材料生产过程中的关键设备，加热温度及其控制精度决定了层与层之间的胶固化和聚合效果，它直接影响到绝缘材料层板之间的粘结力和其各项性能，是决定绝缘材料质量好坏的一个重要因素。绝缘材料的加热压制过程是热量由高温物体向低温物体传递的热传递过程。在该过程中，物体升温速度决定了物体温度变化至目标温度的时间差的大小。在高温饱和蒸汽参数稳定的情况下，这个时间差决定了温度控制的

5、精度。因此，如何准确地选择温度控制点，缩短时间差，将温度更及时、精确地控制在目标范围之内，是热压机加热系统需要解决的难点。在参考传统热压机控制原理的基础上，通过对现有蒸汽式加热系统的改进，本文介绍一种多层加热、单板温控、双通道对流、智能自动选择温度传感器测温、自动化程度高、高效、节能的热压机加热系统，将现有的蒸汽式加热系统的温度及精度控制提高到一个新的台阶。作者简介：卢元周(1982一)，高级工程师，长期从事自动化控制研究工作。·52·2热系统2．1热压板热压板加热通道的布置及管道通气的方式直接影响到绝缘材料的加热温度均匀性。通过对传统加热板蒸汽流通方式的

6、利弊权衡，设计了一种采用双通道s型并行对流加热的方式的加热板，蒸汽相对流动，有效克服因热传导等而导致的加热通道首尾温差过大的问题。同时通过优化设计管道布局，使得板面温差达到最小。这样布置加热通道的热压板温升均匀、热利用率高、板面温度均匀性好、易于精确控制。2．2加热控制系统前面提到，此次设计的加热系统采用的是多层、单板温控方式的加热系统。相对于传统的开环温度控制回路，该系统主要针对蒸汽阀和温控系统分别进行改进，如图1所示：首先加热系统总管道上布局电磁控制的总控阀；根据加热板尺寸，在各层加热板最近处安装可以单独控制的电磁式通断阀，这样可以根据加热板的温度快速

7、、实时控制电磁阀的通断；依据上述加热板通道方式，在加热板进，出汽侧对称安装两个温度传感器。回蒸图1加热冷却系统原理图3温度控制与计算原则在本文提到的加热系统中，假设C。，C2为1号加热板所使用的温度传感器测量值，G，C4为2号加热板所使用的温度传感器测量值，C2¨，C2。为n号加热板所使用的温度传感器测量值，c。，c2，C3⋯⋯c2。∈(a，b)，a、b分别为控制程序设定的加热温度上下限值，c为平均值，那么C∈(a，b)，且lC—c2。l≤(b-a)，IC2tI--X--c2⋯l≤(b～a)。假设a、b以d为轴，左右分别偏置为e和一即《航空精密制造技术》2

8、017年第53卷第l$09G。∈(d-e，出厂)，那么C∈(d—e