Электронное обеспечение термических процессов

Для регулирования температуры в печах (электротермических агрегатах) с проволочными (нихром, фехраль) нагревателями, ТЭНами, хромит-лантановыми, дисилицид молибденовыми  и карбид кремниевыми нагревателями применяются системы, в общем случае состоящие из следующих компонентов:

  • микропроцессорного программируемого ПИД ( пропорционального интегрально-дифференциального ) регулятора температуры
  • силовой сборки на тиристорах или семисторах

Данные компоненты объединяются в интегрированный СИЛОВОЙ БЛОК (СБ) управления мощностью печи.

Для печей с дисилицид-молибденовыми, молибденовыми, вольфрамовыми, углеродными, композиционными нагревателями также в состав системы управления могут входить:

  • трансформаторы
  • ограничители тока

Для удобства управления, визуализации информации, а также для создания сетей управления несколькими печами могут применяться сенсорные панели, персональные компьютеры, программируемые логические контроллеры. Также в состав системы управления могут входить отдельные приборы как визуализации (информационные), так и управления:

  • вольтметры и амперметры;
  • вакуумметры;
  • измерители температуры;
  • регистраторы температуры, в том числе на бумажном носителе;
  • измерители-регистраторы потока и давления газов;
  • приборы контроля потока и температуры воды в охлаждающем контуре;
  • частотные преобразователи;
  • приборы управления различными исполнительными элементами печи.
На основе данной аппаратуры мы предлагаем различные комплексные решения задач управления, автоматизации и визуализации технологических процессов в широком спектре лабораторных и промышленных печей.


Печать

Силовые блоки (СБ)

ПИД-контроллеры

температуры «Термолюкс»

Система управления печи

Контроллеры «ТЕРМОДАТ» Пирометры

Измерительные приборы

фирмы «OMIX»

Усилитель «У13М»

Тиристорные

регуляторы напряжения

ZVEL

Термокомпенсационные

провода

для термопар типа ХА (К)



Термопары
























Силовые блоки

Для управления печами мы предлагаем типоряд силовых блоков, интегрированных с микропроцессорным температурным ПИД-контроллером

Фото: Шкаф управления двухзонной

вакуумно-водородной печи

с увлажнителем и осушителем водорода

Фото: Стандартный силовой блок

ТЕРМОЛЮКС-011.      Силовые блоки поставляются в полностью готовом для работы виде, требуют только подключения к сети и к печи (нагревателям).  Силовые блоки построены на основе оптотиристорных модулей типа МТОТО или тиристорных модулей типа МТТ класса не менее 10. Управление реализуется без каких либо дополнительных устройств типа блоков ФИМ, ФИУ, БУС, БУТ – контролер сразу передает сигнал на исполнительный элемент (тиристор, симистор, оптотиристор, оптосимистор).

Блоки отличаются малыми габаритами и весом, могут быть установлены в любом месте рядом с печью. Блоки окрашиваются порошковой  краской, в блоке устанавливается охлаждающий вентилятор.

Типы силовых блоков

Тип блока Фазность 1Ф/3Ф Тип соединения нагрузки Максимальный ток в фазе
1Ф-25А Y/∆ 25А
1Ф-40А Y/∆ 40А
1Ф-63А Y/∆ 63А
1Ф-80А Y/∆ 80А
1Ф - 125А Y/∆ 125А
1Ф - 160А Y/∆ 160А
1Ф - 250А Y/∆ 250А
1Ф - 400А Y/∆ 400А
1Ф - 630А Y/∆ 630А
3Ф-25А Y/∆ 25А
3Ф-40А Y/∆ 40А
3Ф-63А Y/∆ 63А
3Ф-80А Y/∆ 80А
3Ф - 125А Y/∆ 125А
3Ф - 160А Y/∆ 160А
3Ф - 250А Y/∆ 250А
3Ф - 400А Y/∆ 400А
3Ф - 630А Y/∆ 630А




















В силовых схемах допускается применение только соединения «разомкнутый треугольник». Также, силовые блоки могут быть изготовлены     для двухфазной нагрузки в корпусах как стандартного размера, так и с габаритами по требованию заказчика.



Микропроцессорные ПИД-контроллеры температуры «Термолюкс»


На все наше электротермическое оборудование устанавливается контроллер «Термолюкс»-011 или «Термолюкс»-021, если иное не обговорено с заказчиком оборудования.

Краткие характеристики и основные преимущества контроллера       «Термолюкс»- 011:

Основные достоинства контроллера «Термолюкс» определяются тем, что данный контроллер был разработан как специализированный прибор именно для управления печами сопротивления. Прибор предназначен для работы с любыми типами нагревателей – как со статической зависимостью сопротивления от температуры (проволочные и карбид-кремниевые нагреватели), так и убывающей (хромит-лантановые нагреватели) и возрастающей (дисилицид молибдена, молибден, вольфрам). В приборе реализован фазо-импульсный метод управления мощностью (ФИМ), подаваемой на нагреватели печи, что позволяет увеличить ресурс нагревателей на 30% по сравнению с методом широтно-импульсной модуляции ( ШИМ ) управления мощностью, который реализован во всех остальных ПИД-регуляторах, присутствующих на рынке.


Графики изменения напряжения по времени, а так же изменения температуры по времени на нагревательных элементах при Широтно-импульсной модуляции и Фазово-импульсной модуляции.


Метод управления ФИМ  позволяет добиться плавной подачи мощности, исключая резкие скачки температуры на самом нагревателе, а также  позволяет более точно регулировать температуру по сравнению с методом широтно-импульсной модуляции (ШИМом).

Прибор «Термолюкс» подает мощность на нагреватель 100 раз в секунду, благодаря чему  нагреватель разогревается плавно, и не успевает остыть до включения очередной подачи тока. При этом нагреватели не испытывают дополнительных напряжений, и работают в очень мягком режиме, что способствует увеличению срока службы.

Практически все остальные программируемые контролеры работают методом широтно-импульсной модуляции ( ШИМ ), при которой мощность подается по схеме «полностью открыть/полностью закрыть»; при этом на нагреватель поступает сразу 100% мощности. При таком режиме работы нагреватели испытывают редкие мощные удары, соответственно срок службы нагревателя сокращается.

Управление реализуется без каких либо дополнительных устройств типа блоков ФИМ, ФИУ, БУС, БУТ – контроллер сразу передает сигнал на исполнительный элемент (тиристор, семистор, оптотиристор, оптосемистор), вне зависимости от типа нагрузки – одно- или трехфазной, схемы соединения нагрузки “звезда” или “треугольник”. Выбор типа нагрузки производится  оператором программно, с экрана контроллера, без каких-либо физических действий и без установки дополнительных устройств.

Приборы имеют выход по шине RS-232 для подключения приборов к компьютеру, что позволяет получить на дисплее график процесса нагрева и остывания в реальном времени.

Прибор позволяет осуществлять управление процессом термообработки через ПК, сохранять данные, как в табличном, так и в графическом виде. Табличные данные при этом могут быть переведены в  формат  EXCEL с возможностью последующего редактирования.

График технологического процесса в реальном времени

Все приборы имеют возможность задания оператором 16 различных программ нагрева-выдержки-остывания печи, каждая из которых (программ) состоит из 10 произвольных точек в координатах время-температура.  Прибор имеет адаптивный алгоритм управления - прибор сам в автоматическом режиме постоянно исследует систему  печь+загрузка, и определяет необходимые коэффициенты системы, без участия оператора. Благодаря наличию адаптивного алгоритма, прибор можно без перенастройки использовать на любых печах.

Контроллер тепловых процессов "Термолюкс" имеет следующие характеристики:

  • дискретность задания температуры – 1ºС;
  • дискретность задания времени – 1 минута;
  • возможность задания неограниченного времени поддержания конечной температуры;
  • разрешающая способность измерения температуры – 0,1 гр С;
  • контроль обрыва термопары;
  • наличие режима ручного управления мощностью;
  • возможность ограничение выходной мощности;
  • возможность ограничения максимальной температуры объекта;
  • возможность работы с любыми термопарами, в том числе ВР   ИР во всем диапазоне рабочих температур термопары. Программируемый переход от одного типа термопары к другому с экрана прибора;
  • возможность работы с пирометром вместо термопары;
  • расположение датчика термокомпенсации на колодке термопарного шнура прибора, что позволяет уйти от необходимости использования термокомпенсационных проводов;
  • возможность записи циклограмм на ПК;
  • возможность задания программы и изменения параметров с ПК

Контроллер «Термолюкс»-021

При управлении печами с нагревателями, имеющими возрастающий характер зависимости сопротивления от температуры (дисилицид-молибденовые нагреватели, молибден, вольфрам), то есть имеющих очень низкое сопротивление при комнатных температурах, нагреватели при низких температурах потребляют очень большой ток, существенно превышающий критическое значение тока нагревателя. Если ток не будет ограничен тем или иным способом, это неизбежно приведет к выходу нагревателей из строя. В общем случае ток ограничивают установкой в блок управления печью дополнительных мощных дорогостоящих устройств ограничения тока. Прибор «Термолюкс»-021 позволяет построить систему управления нагревом подобных печей без установки устройств ограничения тока.

Дополнительно ко всем функциям контроллера «Термолюкс»-011 в контроллере «Термолюкс»-021 реализована возможность постоянного измерения тока, подаваемого в нагрузку ( организована обратная связь по току ). Это позволяет программно ограничить максимальный ток через нагреватели. Контроллер “учитывает” данное ограничение при подаче мощности на нагреватели и не позволяет току превышать заданное оператором  значение, тем самым обеспечивая функционирование нагревателей в безопасном режиме. При этом часто прибор «Термолюкс»-021 позволяет отказаться от использования трансформаторов с переключаемыми вручную обмотками, а иногда и вовсе отказаться от использования трансформаторов, что приводит к существенному снижению стоимости оборудования.
Приборы  «Термолюкс»- 011 и «Термолюкс»-021 сертифицированы Федеральным Агентством по Техническому Контролю и Метрологии как “ИЗМЕРИТЕЛЬ-РЕГУЛЯТОР” температуры, сертификат RU.C.32.010.A N 22994, зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений под N 30932-06.


Система управления печи

Все управление технологическим процессом осуществляется оператором с сенсорного экрана промышленного компьютера.Все управление печью осуществляется автоматической системой управления, построенной на базе промышленного компьютера. Промышленный компьютер снабжен 17-ти дюймовым сенсорным экраном (Типа Тач-Пэд), на который выводится вся информация о техпроцессе. В основном режиме   на экране изображена мнемосхема управления печью.
  1. С сенсорного экрана запускается необходимый технологический процесс, алгоритм, которого заранее отработан и внесен технологом.
  2. Технологический процесс включает в себя все необходимые действия: нагрев, выдержка, остывание, включение/выключение вакуумной системы, открытие/закрытие клапанов, подачи газа и т.д.
  3. В алгоритм работы включен все возможные аварийные случаи, в случае аварии работа печи прекращается или приостанавливается, в зависимости от ситуации.
  4. Алгоритмы техпроцессов и аварийных ситуаций совместно отрабатываются фирмой поставщиком и заказчиком.
  5. Автоматическая система позволяет производить контроль и визуализацию всех параметров технических процессов.
  6. Архивация всего процесса и возникших ошибок с возможностью получения всей информации по работе печи в любой момент времени.
  7. Управление может осуществляться как в полностью автоматическом режиме, так и в ручном.


Управление нагревом осуществляется при помощи микропроцессорного ПИД-регулятора «Термолюкс-021»






Контроллеры «ТЕРМОДАТ»


К основным достоинствам данного прибора следует отнести:

  • наличие большого экрана;
  • наглядное представление информации и техпроцессе;
  • наличие встроенной памяти для архивации данных о техпроцессах;
  • многоканальность – возможность управления несколькими независимыми зонами печи   используя один прибор.

К недостаткам прибора можно отнести:

  • метод управления мощностью – релейный или ШИМ (широтно-импульсная модуляция);
  • необходимость установки в силовой блок дополнительных устройств:
  • для управления печью методом ФИМ, необходимо устанавливать дорогостоящие тиристорные регуляторы типа «Звел»;
  • для управления методом ШИМ необходимо устанавливать  промежуточный блок управления тиристорами типа «БУТ-3».
  • необходимость установки в силовой блок дополнительного устройства ограничения тока, при работе с печами с нагревателями из дисилицид- молибдена, молибдена, вольфрама.
«Термодат-16Е5» - одноканальный программный ПИД-регулятор температуры и электронный самописец с графическим 3,5" дисплеем. Прибор имеет универсальный вход, предназначенный для подключения термопар или термосопротивлений, а также датчиков с токовым выходом. Разрешение 1°С или 0,1°С задается пользователем. Может управлять как нагревателем, так и охладителем. Интуитивно понятное управление обеспечивается 4 кнопками внизу экрана.

Характеристики:

  • ПИД-регулятор
  • Электронный самописец
  • Графический дисплей
  • Регулирование по программе
  • ПИД-закон регулирования, автоматическая настройка коэффициентов
  • Универсальный вход
  • Логический (дискретный) вход
  • Выходы: релейный, симисторный, транзисторный, аналоговый
  • Интерфейс для связи с компьютером RS485
  • Аварийная сигнализация
  • Прочный металлический корпус, размер 1/4 DIN (96х96х82мм)

Предназначен для:

  • Замены устаревших самописцев
  • Регулирования температуры по заданной программе
  • Измерения и регистрации температуры
  • Аварийной сигнализации

Кроме вышеописанных приборов управления по заданию заказчика мы установим любой требуемый Вам прибор.

Пирометры

Это идеальный прибор для бесконтактного измерения температуры в промышленности, на транспорте и ЖКХ. Пирометры «Кельвин» обеспечивают высокоточный оперативный контроль температуры, а так же возможность управления печами по данному сигналу в диапазоне от -40 до    2200 оС в местах, где установка термопары по каким-либо причинам затруднена, а также в области температур, выходящих за пределы измерения термопар, труднодоступных местах.

Технические характеристики:


  • Диапазон измерения температуры: -40…+2200°С
  • Диапазон рабочих температур:  -40°…+70°С
  • Погрешность измерения: 1%+1°С
  • Время измерения:   0,15 сек
  • Разрешение:  1°С
  • Показатель визирования: 1 : 200
  • Диапазон установки излучательной способности: 0,01 … 1,00
  • Спектральный диапазон: 1,0 - 1,6 мкм
  • Выходной цифровой интерфейс : RS232 9600 бод
  • Стандартная длина линии связи датчик-пульт :  3 м (максимальная длина : 20 м)
  • Габаритные размеры пульта : 120x120x60мм
  • Степень защиты от пыли и влаги : IP65




Амперметры «OMIX»

Серия однофазных/трехфазных  амперметров Omix выполнена в корпусах из высококачественного пластика, с одним или тремя  светодиодным индикаторами для  отображения измеренных значений силы тока.

Характеристики прибора:

  • Диапазон измерения напряжения

Прямое включение – 0…10 А

Через стандартный ТТ – 0…1 МА

  • Точность измерения

0.5%+1 е.м.р.

  • Скорость измерения

3 изм/с.

  • Напряжение питания

Uпит. = 220 В

Условия эксплуатации -15…+50 оС



Вольтметры «OMIX»

Серия однофазных/трехфазных  вольтметров Omix выполнена в корпусах из высококачественного пластика, с одним или тремя  светодиодным индикаторами для  отображения измеренных значений напряжения. 

Характеристики прибора:

  • Диапазон измерения напряжения

Прямое включение – 0…500 В

Через стандартный ТН – 0…380 кВ

  • Точность измерения

0.5%+1 е.м.р.

  • Скорость измерения

3 изм/с

  • Напряжение питания

Uпит. = 220 В

  • Условия эксплуатации

-15…+50 оС



Тиристорные регуляторы напряжения «ZVEL» предназначены для установки внутрь электромонтажных шкафов. Линейка регуляторов рассчитана на трехфазную нагрузку с током до 1000 А.   Имеет однофазное/трехфазное исполнение.

Функциональность регуляторов ZVEL характеризуется наличием сервисных функций:

  • жидко-кристаллический дисплей с индикацией токов нагрузки, задающего сигнала и кодов ошибок;
  • функция ограничения тока;
  • кнопочная панель для программирования уставок;
  • электронные защиты от короткого замыкания, перегрузки и перегрева;
  • автодиагностика  пробоя тиристоров;
  • контроль подключения нагрузки;
  • защита от повреждения в нагрузке (несимметрия токов);
  • потеря фазы или “слипание” фаз;
  • способы управления мощностью – фазо-импульсный или пропуском периодов( программируется);




Усилитель «У13М»

Предназначены для управления мощностью электрической нагрузки в однофазных цепях  переменного тока (для трехфазной нагрузки необходимо три прибора) за счет фазо-импульсной модуляции (ФИМ) от аналоговых входных сигналов. Прибор имеет обратную связь по сетевому напряжению, что позволяет осуществлять особо точную регулировку мощности на нагрузке.

Характеристика:

  • Преобразование входного сигнала постоянного тока (напряжения постоянного тока) в выходную мощность (фазоимпульсное управление);
  • Формирование режима запрета включения тиристоров;
  • Обеспечение линейной зависимости величины выходной мощности, выделяемой на нагрузке, от величины входного сигнала. Для управления большой мощностью предусмотрена возможность подключения внешнего блока мощных тиристоров;
  • Гальваническая развязка входных и выходных сигналов


Термопары

Термоэлектрические преобразователи (термопары) – устройство для измерения температуры в камере печи. Представляет собой 2 спаянных между собой с одного конца проволоки различного химического состава. При этом не спаянные концы должны находиться вне камеры (в холодной зоне), а спай в камере (в горячей зоне).


Компания «Термокерамика» изготавливает термопары различных длин следующих типов:

  • ТХА – хромель алюмель
  • ТВР – вольфрам-рений
  • ТПП – платина-платинародий
  • ТПР – платинародий-платинародий
Марка Тип Материал 1 Материал 2 Температура применения, оС Примечание
ТХА 0292 К

Сплав Хромель

(Ni-90.5, Cr-9.5%)

Сплав Алюмель (Ni-94.5, Al-5.5,Si, Mn, Co) 0-1300
ТПП 0392 S

Сплав Платина-Родий

(Pt-87%, Rh-13%)

Платина ( Pt ) 0-1400
ТПР 0392 В

Сплав Платина-Родий

(Pt-70%, Rh-30%)

Сплав Платина-Родий (Pt-94%, Rh-6%) 600-1800
ТВР 0392 А1

Сплав Вольфрам-Рений

(W-95%, Re-5%)

Сплав Вольфрам-Рений  (W-80%, Re-20%) 0-2200 в неокислительных средах

Может быть изготовлена:

1. Без керамической соломки

2. В керамической соломке

(Al2O3 до 2000

3. В керамической соломке

(BeO) до 2000

Дополнительные аксессуары для термопар описаны в разделах  Чехлы и Соломка на нашем сайте.



Термокомпенсационные провода для термопары типа ХА


Компенсационные провода (термопарные провода, термоэлектродные провода) используются для подключения термоэлектрических преобразователей (термопар) к измерительным приборам и преобразователям в целях уменьшения погрешности измерения. Так как термоэлектродные провода используются для удлинения выводов термоэлектрических преобразователей (термопар), их называют термоэлектродными удлинительными проводами.
  1. Токопроводящие многопроволочные жилы из сплава "ХА" - хромель-алюмель
  2. Изоляция из ПВХ пластиката И40-13А
  3. Оболочка из ПВХ пластиката И40-13А
  4. Экран

 


Контакты

Российская Федерация
Химки
141420
Московская область, г.Химки, мкр.Сходня, ул.Некрасова д.2, на территории технопарка "Сходня-Инжиниринг"
+7 (495) 626-45-28
+7 (495) 626-83-90

info@termokeramika.com
office@termokeramika.com