咨询如何提高PLC+温控器控制加热温度稳定度问题

mrf245 · 发表于 2023-2-8 20:41:21

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）

cdust · 发表于 2023-2-8 20:49:19

那为什么不用模拟量采集温度？
PID参数调整整定，用2个PID

EMC菜鸟 · 发表于 2023-2-8 21:28:21

PID参数设置得不合理？

mrf245 · 发表于 2023-2-9 08:42:28

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。

alding123 · 发表于 2023-2-9 10:08:28

模拟量数字量是一样的，pid里面的参数没调节好吧

lyping1987 · 发表于 2023-2-9 10:17:03

整个周期的时间是多久呢？

mainbp · 发表于 2023-2-9 10:27:15

问个问题，压下去是控制位置还是力矩？

qd118118 · 发表于 2023-2-9 10:28:53

感觉做个专用的控制板还方便些

mrf245 · 发表于 2023-2-9 10:57:20

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

mrf245 · 发表于 2023-2-9 10:57:42

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

mrf245 · 发表于 2023-2-9 10:58:07

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

mrf245 · 发表于 2023-2-9 11:01:08

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

lyping1987 · 发表于 2023-2-9 11:34:22

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。

lyping1987 · 发表于 2023-2-9 11:37:27

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！

mrf245 · 发表于 2023-2-9 11:51:03

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。

lyping1987 · 发表于 2023-2-9 11:53:38

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？

mrf245 · 发表于 2023-2-9 14:06:54

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

lyping1987 · 发表于 2023-2-9 19:43:59

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！

mrf245 · 发表于 2023-2-10 08:41:21

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

lyping1987 · 发表于 2023-2-10 09:42:30

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！

lyping1987 · 发表于 2023-2-10 09:45:57

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？

lyping1987 · 发表于 2023-2-10 09:47:33

“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！

mrf245 · 发表于 2023-2-10 11:47:31

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）

Stm32Motor · 发表于 2024-2-23 08:51:43

塑封机那种加热方式吧

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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