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温控单元电气控制系统研究 摘要：温控单元是化工系统的重要装置，需要保持一定温度来确保供料系统的安全、稳定、连续运行。文章阐述了温控单元的电气控制原理及故障处理，目的在于提高电气运行人员判断、处理温控单元电气控制系统故障的能力。下载 关键词：温控单元控制原理； 双电源供电方式；单稳态电路 中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）20-0113-02 1系统简介 温控单元是化工系统的重要装置，需要保持一定温度来确保供料系统的安全、稳定、连续运行。因此采用了双电源供电方式来保证其供电的稳定和连续，在工作电源失电后，备用电源可自动投入使用。 2温控单元电气控制原理 2.1温度传感器 温度控制器是通过温度传感器把温度信号转换为电流信号，电流信号送入温度控制器，温度控制器根据电流信号的变化，输出控制信号控制双向可控硅的通断比，达到自动控制温度的目的。 2.2调功器控制 温度控制器采用的是零位控制模式的电力调节器，叫做调功器，也叫周波控制器。它对交流电压的周波进行控制，通过控制负载电压的周波通断比来控制负载的功率。采用这种控制，既实现了温度控制，又消除了相位控制时带来的高次谐波污染电网，不过控制精度有所降低。 2.3零位控制 在设定的周期内，触发信号使主回路接通几个周波（几个完整的正弦波），再断开几个周波（几个完整的正弦波），改变晶闸管在设定周期内的通断时间比例，以调节负载上交流电的平均功率，即可达到调节负载功率的目的。 2.4控制方式 根据需要选择其手动控制或自动控制：在手动控制时，可通过手动调整控制单元的旋钮来调整无触点开关的通断比控制电加热器的平均功率，此时只能进行就地控制，远控检测温度；在自动控制时，通过仪表控制系统转送控制信号来控制无触点开关的通断比，来保证压热罐内部的温度，此时就地控制失效。 2.5双向晶闸管（无触点开关） 动力回路采用双向晶闸管来通断电加热器，它与负载电阻R串联后接到交流电源上。先分析工作原理，在电源电压正半波期间KP1晶闸管过零触发导通（即控制角=0）交流电压的正半周加到负载电阻上。当交流电压到零时，电路中电流也为零，KP1关断，负载上无电压和电流。在控制角=时触发晶闸管KP2导通，交流负半周电压通过KP2接到负载上。当电源电压过零时，KP2关断，完成一个控制周期，这样重复控制，从而起到开关的作用，又称为无触点开关。 2.6控制电路简介 控制电路由CC4046压控锁相环集成电路、NE556双555时基电路、JGX-2F型固态继电器等部分组成。 2.6.1固态继电器 固态继电器简称SSR，它是一种新型无触点继电器。它是随着微电子技术的不断发展产生的以弱电控制强电的新型电子器件。它为强、弱电之间提供良好的隔离，从而确保电子电路和人身的安全。 固态继电器的输入端仅需要输入较小的电压和电流，就能通过输出回路接通或切断几安培甚至上百安培的大电流。输入端由温控器输出端控制，固态继电器输出控制双向晶闸管的导通，从而实现对加热器的控制。 温度控制器采用的是交流过零触发型固态继电器，它的框图及工作波形见图1。导通条件：当在其输入端加上导通信号时，输出（负载）端并不一定立即导通，只有当电源电压过零时才导通。因此减少了晶闸管导通时的干扰，高次谐波干扰少。关断条件：当输入端无控制信号，同时负载电流必须小于双向可控硅导通时的维持电流。 图1 交流过零触发型固态继电器的框图及工作波形 2.6.2单稳态电路 单稳态电路主要由NE556集成块组成。通过外围电路参数的控制来实现触发信号的发出和闭锁，从而达到持续、断续和阻止无触点开关接通的目的。 NE556双555时基电路是一种多用途的数字-模拟混合集成电路，利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。由于使用方便、灵活，所以556定时器在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了应用。 556定时器的电路结构由比较器C1和C2、基本RS触发器和集电极开路的放电三极管TD三部分组成。 比较器C1的输入端也称为阈值端（用TH标注），比较器C2的输入端也称为触发端（用标注）。比较器C1和比较器C2的参考电压（比较器的基准）VR1和VR2由VCC经三个5k电阻分压给出。 单稳态电路有以下几个特点： （1）电路有一个稳态、一个暂稳态。 （2）在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态。 （3）暂稳态是一个不能长久保持的状态，由于电路中RC延时环节的作用，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间取决于RC电路的参考值。 2.6.3稳压电路 稳压电路主要由LM7812集成块组成，它有输入、输出、接地三个接线端子组成。输出电压为12V。 2.6.4压控振荡电路 压控振荡电路由集成锁相环CC4046集成电路来实现，压控振荡器（简称VCO）是一种频率可控的振荡器，它是一种电压/频率变换电路，它的振荡频率随输入控制电压（模拟电压信号）的变化而改变。实际上它是用输入电压信号去改变振荡过程中电容充、放电电流的大小实现对频率控制的，这种振荡器广泛地用于自动检测、自动控制以及通讯系统当中。 3常见故障及处理 3.1温度不可控 （1）由于固态继电器长期带电工作，可能造成其性能下降，不能正常控制双向晶闸管，致使压热罐温度不可控。检查确认后必须更换固态继电器。 （2）动力回路双向晶闸管被击穿，检查确认后应更换。 3.2不加热 （1）固态继电器损坏，不能使主回路双向晶闸管导通。检查确认后应更换。 （2）控制系统无脉冲信号输出，如稳压管、集成块556、4046等损坏。检查确认后应更换。 3.3温控器风扇不转 （1）若检查轴承缺油、风叶卡涩、电源线断等故障，则进行检修处理。 （2）若检查风扇线圈故障，则进行更换。 3.4时间继电器或接触器故障 电动机采用串电阻降压启动控制线