Система управления температурой муфельной электропечи с адаптивным регулятором температуры

Abstract

Представлена модель адаптивной системы управления температурой муфельной электропечи сопротивления (ЭПС) типа МП-2УМ, реализованная в программной среде MATLAB. Основу модели системы составляет блок электропечи, разработанный с использованием данных, полученных в результате эксперимента, проведенного на действующей полупромышленной ЭПС типа МП2-УМ, а также с использованием линейных моделей объектов и дискретной активной идентификации. В модели реализованы ввод исходных данных процесса термообработки и обрабатываемого металла с использованием блока задания температурного режима печи, расчет температуры нагреваемого металла с использованием показаний эффективной температуры печи, определяемой термопарой и температурой пирометра, имитация графиков изменения температуры внутри камеры печи и график изменения коэффициента передачи настройки ПИД-регулятора, тем самым решаются задача оптимального управления тепловыми режимами электропечи по выбранным критериям и задача информационного обеспечения, позволяющая технологу более точно проводить процесс термообработки, предоставляя ему дополнительную информацию, недоступную для прямого измерения. Рассмотрена работа созданной модели системы на примере отжига прутка из сплава технического титана марки ВТ1-0, широко используемого при изготовлении различных изделий, соответствующего жестким требованиям эксплуатационных характеристик. Данная модель также может быть использована для обучения персонала предприятий промышленного металлургического комплекса с целью повышения их квалификации и уровня профессиональной подготовки, а также в учебном процессе для высших учебных заведений. The article presents a model of the adaptive temperature control system of the muffle electric resistance furnace (ERF) of the MP-2UM type, implemented in the MATLAB software environment. The basis of the system model is the electric furnace unit, developed using data obtained from the experiment conducted on the operating semi-industrial ERF type MP2-UM, as well as using linear models of objects and discrete active identification. The model includes input of the initial data of the heat treatment process and the processed metal using the temperature control unit of the furnace, calculation of the temperature of the heated metal using the readings of the effective temperature of the furnace determined by the thermocouple and the temperature of the pyrometer, simulation of graphs of the temperature change inside the furnace chamber and the graph of the change of the transmission coefficient of the PID controller settings, thereby solving the problem of optimal control of the thermal modes of the electric furnace according to the selected criteria and the problem of information support., allowing the technologist to more accurately carry out the heat treatment process, providing him with additional information that is not available for direct measurement. The work of the created model of the system is considered on the example of annealing a rod of technical titanium alloy grade VT0-1, widely used in the manufacture of various products that meet the stringent performance requirements. This model can also be used to train personnel of enterprises of the industrial metallurgical complex in order to improve their skills and level of professional training, as well as in the educational process for higher education institutions.