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回复: 23

咨询如何提高PLC+温控器控制加热温度稳定度问题

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出0入102汤圆

发表于 2023-2-8 20:41:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 mrf245 于 2023-2-9 15:07 编辑

PLC型号:CP1E-N40DT-D
温控器型号:CP1W-TS001
加热器:一个金属条,类似快速烙铁的原理,与一个1KW工频变压器连接,输入220VAC,输出低压大电流进行加热
温度传感器:K型热电偶

用户一个流水线设备,上面的加热头,需要执行如下动作:
从室温快速升温到250度,且温度精度为5度,保持这个温度5秒,对加热头压下对工件进行加热,然后快速降温到150度,加热头抬起;然后循环执行之前的动作。
现在问题是从室温或者150度升温到250度时,温度波动太大,最高甚至能接近300度,控温精度太低,导致工件受损。
操作原理是温控器采样热电偶信号(热电偶用点焊法焊在加热头顶端),PLC外围扩展温控器模块采样后,PLC做PID运算后控制SSR,控制变压器通电或不通电,从而控温。在这种加热功率和时间里,现在的方案确实很难将温度控制得很好。
不知有没有办法提升温控精度?

(编辑原因:说明温控器和PLC的关系)

阿莫论坛20周年了!感谢大家的支持与爱护!!

有一句段子是这样说的,身家过亿的只关心自己的身体,身家千万的,在担心传承,勉强糊口度日才天天看国际新闻,关心国家大事。

出0入98汤圆

发表于 2023-2-8 20:49:19 | 显示全部楼层
那为什么不用模拟量采集温度?
PID参数调整整定,用2个PID

出5入14汤圆

发表于 2023-2-8 21:28:21 来自手机 | 显示全部楼层
PID参数设置得不合理?

出0入102汤圆

 楼主| 发表于 2023-2-9 08:42:28 | 显示全部楼层
cdust 发表于 2023-2-8 20:49
那为什么不用模拟量采集温度?
PID参数调整整定,用2个PID
(引用自2楼)

不太懂模拟量采集是怎么操作?我不是专门搞PLC的,这是帮朋友处理的问题。
他们用PID应该只用了基本操作。

出0入0汤圆

发表于 2023-2-9 10:08:28 | 显示全部楼层
模拟量数字量是一样的,pid里面的参数没调节好吧

出235入235汤圆

发表于 2023-2-9 10:17:03 | 显示全部楼层
整个周期的时间是多久呢?

出10入0汤圆

发表于 2023-2-9 10:27:15 来自手机 | 显示全部楼层
问个问题,压下去是控制位置还是力矩?

出0入21汤圆

发表于 2023-2-9 10:28:53 | 显示全部楼层
感觉做个专用的控制板还方便些

出0入102汤圆

 楼主| 发表于 2023-2-9 10:57:20 | 显示全部楼层
lyping1987 发表于 2023-2-9 10:17
整个周期的时间是多久呢?
(引用自6楼)

室温到第一级温度:5秒
保持3秒左右
第一级到第二级温度:5秒
再保持5秒左右(加热头压下进行热压操作)
停止加热,立即强制降温3秒,加热头抬起,热压完成

出0入102汤圆

 楼主| 发表于 2023-2-9 10:57:42 | 显示全部楼层
mainbp 发表于 2023-2-9 10:27
问个问题,压下去是控制位置还是力矩?
(引用自7楼)

气缸操作控制位置

出0入102汤圆

 楼主| 发表于 2023-2-9 10:58:07 | 显示全部楼层
qd118118 发表于 2023-2-9 10:28
感觉做个专用的控制板还方便些
(引用自8楼)

这是一条路,如果PLC搞不定就只能这样

出0入102汤圆

 楼主| 发表于 2023-2-9 11:01:08 | 显示全部楼层
有没有一种办法,就是利用上PLC内部PWM输出,通过调节PWM占空比可以设置加热斜率
前半程(约70%时间)用最大加热功率,后30%时间加热功率可调,越接近设置温度功率越小,这样温度就精准了(可能会稍微加长整个加热时间)
不知能不能这样编程

出235入235汤圆

发表于 2023-2-9 11:34:22 | 显示全部楼层
mrf245 发表于 2023-2-9 10:57
室温到第一级温度:5秒
保持3秒左右
第一级到第二级温度:5秒
(引用自9楼)

这么快的速度,加热器件大吗?  PLC的运行周期太慢了吧。在这个应用里。


方法1:
用更快响应的测量和运算方式(如果器件响应也快)

方法2:
不用PID了,直接用功率控制器,先测试下每个环节多少功率可以满足。。记录下来,每个动作直接固定输出。。室温波动也不大,这样反而速度是最快,最稳定。
精度嘛,5度,应该问题也不大。

出235入235汤圆

发表于 2023-2-9 11:37:27 | 显示全部楼层
mrf245 发表于 2023-2-9 11:01
有没有一种办法,就是利用上PLC内部PWM输出,通过调节PWM占空比可以设置加热斜率
前半程(约70%时间)用最 ...
(引用自12楼)

思路没问题,但在这个应用里面不合适的。。
5秒时间,市电是50HZ,也就是一共250个交流电周期,,还分几个阶段,PWM触发在正玄波的不同位置,功率偏差都比较大。

或者把交流电整流为直流电,滤波。用直流的方式。但响应能力如何也不清楚!

出0入102汤圆

 楼主| 发表于 2023-2-9 11:51:03 | 显示全部楼层
lyping1987 发表于 2023-2-9 11:34
这么快的速度,加热器件大吗?  PLC的运行周期太慢了吧。在这个应用里。


(引用自13楼)

加热器件是个2cm左右宽的合金板(片),板两端加低压大电流,板迅速发热升温。
下面你说的PWM触发在不同位置我考虑过,因为没办法同步触发,所以可能控制精度还是很差。
他们除了PLC以外还买了一个别人的定制控制板,上面有一个由2片ADI片子做的热电偶采样/VF转换器,输出控制SSR信号。SSR接入电源为直流高压,也是驱动一个变压器输出给加热头。这种方案明显精度高很多。

出235入235汤圆

发表于 2023-2-9 11:53:38 | 显示全部楼层
mrf245 发表于 2023-2-9 11:51
加热器件是个2cm左右宽的合金板(片),板两端加低压大电流,板迅速发热升温。
下面你说的PWM触发在不同 ...
(引用自15楼)

SSR驱动变压器?为了什么,不是驱动负载吗?

出0入102汤圆

 楼主| 发表于 2023-2-9 14:06:54 | 显示全部楼层
lyping1987 发表于 2023-2-9 11:53
SSR驱动变压器?为了什么,不是驱动负载吗?
(引用自16楼)

负载就是加热头,加热头是个电阻非常低(0.0X欧)的合金片,220V要先进一个大型变压器降压成低压大电流才能驱动加热头加热,220V直接进去跳闸

出235入235汤圆

发表于 2023-2-9 19:43:59 | 显示全部楼层
mrf245 发表于 2023-2-9 14:06
负载就是加热头,加热头是个电阻非常低(0.0X欧)的合金片,220V要先进一个大型变压器降压成低压大电流才 ...
(引用自17楼)

那不应该是交流变低压交流,再变直流,在PWM,直驱负载吗?


变压器,需要稳定的交变频率才行!

出0入102汤圆

 楼主| 发表于 2023-2-10 08:41:21 | 显示全部楼层
lyping1987 发表于 2023-2-9 19:43
那不应该是交流变低压交流,再变直流,在PWM,直驱负载吗?


(引用自18楼)

低压侧电流最大有500-1000A左右,不好控制

出235入235汤圆

发表于 2023-2-10 09:42:30 | 显示全部楼层
mrf245 发表于 2023-2-10 08:41
低压侧电流最大有500-1000A左右,不好控制
(引用自19楼)

PWM后接变压器,PWM的载波以及占空比范围要好好设计一下。个人看法!

出235入235汤圆

发表于 2023-2-10 09:45:57 | 显示全部楼层
mrf245 发表于 2023-2-10 08:41
低压侧电流最大有500-1000A左右,不好控制
(引用自19楼)

不是说变压器才1kw吗?  1000A时,电压只有1V,1V产生1000A,电阻只有0.001欧姆?


这是什么逻辑哟?我觉得你描述问题没有描述清楚。。0.001的负载电阻功率为1KW,那变压器、导线不是一样大量发热吗?

出235入235汤圆

发表于 2023-2-10 09:47:33 | 显示全部楼层
“加热器:一个金属条,类似快速烙铁的原理,与一个1KW工频变压器连接,输入220VAC,输出低压大电流进行加热”


这句是你才加的吧。。去参照TVS中频加热吧!

出0入102汤圆

 楼主| 发表于 2023-2-10 11:47:31 | 显示全部楼层
本帖最后由 mrf245 于 2023-2-10 11:48 编辑
lyping1987 发表于 2023-2-10 09:47
“加热器:一个金属条,类似快速烙铁的原理,与一个1KW工频变压器连接,输入220VAC,输出低压大电流进行加 ...
(引用自22楼)


那个加热器我看过实物,变压器也看过,他说是1KW额定功率,变压器出来大电流通过2粗壮铜排接到加热器上,我有加热器图片,不过不方便发上来,你可以搜下  速热烙铁   ,一个原理,就是工频低压大电流,那个工频变压器结构和一般变压器有点不一样

中频加热靠线圈谐振,他这玩意根本不是谐振,就一超大电流直接作用在低阻金属件上发热(但电阻比导电铜排高一点)

出50入135汤圆

发表于 2024-2-23 08:51:43 | 显示全部楼层
塑封机那种加热方式吧
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