PARA数字化电力控制器在玻璃电熔炉中的应用
PARA数字化电力控制器在玻璃电熔炉中的应用
------2009国际先进玻璃熔制技术研讨会论文集
韩国派立德公司摘要：本文介绍了数字化控制器在玻璃窑炉中应用。先介绍不同的控制方式，并分析其主要特点，指出微控制器在应用优势。
关键词：数字化：微控制器；全电熔炉；
Application of digital controller on electric melting glass furnace
KOREAPARALtd．Co．
Abstract：The application of digital controller on electric melting glass furnace was
introduced．The different controlling methods of the controller were discussed，and the main characters were listed and analyzed．Finally,the advantages of digital controller were
summarized．
Key words：Digital；Microcontroller；All Electric Melting Furnace
一、序论
当今玻璃炉根据玻璃的种类、品质及生产规模分为很多种。从可以生产小批量光
学玻璃、化学用玻璃、工艺玻璃的坩埚炉，以及小型全电熔炉到每天能熔融数百吨玻璃
的平板玻璃厂、玻璃瓶厂的大型池炉。玻璃炉运用范围之广，它的主要形式分为1．坩
埚炉、2．池炉、3．全电(电助)熔炉等。
坩埚炉很早就用于熔制玻璃，现在仍然还被生产小规模玻璃及陶瓷釉制作的企业
里广泛使用。由于它的热效率低等缺点，在19世纪术西门子公司对坩埚炉的非连续生
产的弱点，进行了内部构造，在炉子框体上选用耐火温度高的材料，炉中设有加料、熔
制、澄清、冷却、成型一条龙的连续生产系统，形成熔化槽、冲洗槽、热交换槽3槽式
构造。一般生产低熔点玻璃，使用的加热燃料为重油及燃气而用电做为辅助加热。
全电熔炉分为问接加热方式和直接加热方式。间接加热方式是指发热体在炉内顶
部以辐射加热的方式来熔化玻璃，这种方式的弱点是在热传递过程中由于热消耗太快使
温度不能够均匀的分布到玻璃表面。而直接加热方式是在炉内底部通过钼电极或氧化锡
电极和产生高温的高温电阻体(Super-kanthal)及白金坩埚等负载进行加热使热量从底
层均匀的分布到上层，这样的工艺流程大大节省了能源，又提高了热处理的效果。
全电熔(电助熔)炉内部构造大致可分为3部分，由电炉、负载和电力控制器组
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成。作为电熔炉的心脏，核心部件之一的电力控制器，f株1派立德(PARA—ENT)Z司对
其拥有雄厚的技术和丰富的经验。在数字时代的来临，(株1派立德(PARA—ENT)公司是
世界*早从模拟电力控制器演变成数字电力控制器的外发和生产相结合的专业性企业
之一。产品的功能齐全满足各种玻璃炉的电力控制(见图】)。
电力控制器结构图(见图2)。整个系统使用了RISEArchitectureMicrocontroller体
现了高机能、高性能。微控制器(Microcontroller)通过电压和电流感应输入值来确定
电力量，同时这个值会和控制信号值做出比较。运算控制以输入信号为基础通过适当的
门限信号供给所需电力量的镍墙、SIC、铺研站台金、白金、钿等材质的电炉负载。
控制中发生异常时，微控制器把出现问题的警报信号传送到显示系统显示，一般控制输入信号在传送中容易被外部的噪音干扰，所以需在输入端设置适当的噪音过滤器，利用串口功能与PLC保持通讯，内部设有ON／OFF控制开关和调节装置。
2．1数字电力控制器的控制方式数字电力控制器大致分为两种：①过零控制②移相控制。
过零控制方式是指通过交流输入信号在一个周期里控制输出波形的个数(见图3)。这种方式分为可变周期和固定周期，可变周期比固定周期输出精准度高，但稳定
性差，而固定周期比可变周期稳定性好，但输出的精准度差，为了互补两种方式的缺点，
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数字电力控制器发挥了自己强大的优势通过软件的演算方式使过零控制达|I精准稳定
移相控制是指通过交流输入信号裁断波形的输出方式．(见图4)虽然裁断波形会
产生高次谐波现象和无功功率输出等缺点，但对电压及电流控制且非常有效，同时可以
在阻抗性负载和诱导性负载中使用。特别适合用于低压高电流的钼电极负载和较容易产
生高温的铬锅钴台金，白盒坩埚炉，由于这些都属于诱导性负载使用移相控制模式*合
适。
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2．2数字电力控制器的特点
A SoR UP／DOWN连续性
玻璃炉中的低压高电流负载对瞬问介入的不连续电压非常敏感，不连续的的电压
介入会导致过电流发生造成系统瘫痪。模拟和数字电力控制器的特点比较(见图5)．
数字电力控制器能够弥补模拟控制中发生的不连续的缺点，使输出保持连续。
B．瞬间断电识别
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数字电力控制器拥有快速识别断电(50msec)的Algorithm程序。通常在主电源断
电、通电瞬间时，会造成低压高电流负载的过电流发生，破坏控制器内部的SCR及电
子元件，但采用Algorithm程序即便主电源断电、通电的瞬间也不会造成过电流的发生，
Algofithm程序系统通过使用者先前的设定进行**的输出处理。
C恒电压『恒电甜恒电力控制
为确保诱导性负载的**稳定的输出，我们通过反馈的恒电压／恒电流，恒电力功能对负载进行有效的控制。反馈功能的控制就是在很多工业中使用的PID模式。PID控制包含比例控制、积分控制、微分控制．它们可以单独使用也可以两者相结合使用。针对模拟控制而吉，数字控制具备应答性稳定、速度快等优点。对于低电压高电流负载的玻璃炉，它所需要的是能够提供稳定电流的高性能控制器。
D通讯加载功能
21世纪设备具备数据信息传送的联网功能是*基本的条件，在很多使用大规模生产系统和全自动化系统的企业晕都在运用数据信息通讯来控制管理自己的设备。远程通讯
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挎制和监视器功能只有数字模式爿能做到。伟E1派立德(PAPA．ENT)公司丌发生产的数
字电力控制器，通过加载的微控制器(Microcontroller)控制程序可以同时与128台控
制器进行通讯管理。
E部分负载断线检测功能
一般在高温炉的多数加热器为并连方式，若干个相互连接的加热器出现部分断线时，
使用的设备如果能够及时检测出故障的话，就会保吐产品的质量，避免不必要的损失。
这种设备的功能就是部分负载断线检测功能，在『图61中可咀看到并列负载中部分负载
断线的情况。单相控制器*多可以并列6个负载，在一个以上负载出现部分断线时，控
制器通过数字演算方式提醒系统负载断线。
三、结沦
针对模拟控制而占，数字控制时代的到来大大提高了产品的信任度、稳定性及便
利性。特别是利用钳电极、铬骨沽什金、白会坩埚等低压高屯流的负载的高温玻璃炉里，
表现出控制输入电源0I给系统的稳定性。相反利用模拟控制的低压高电流负载由于模拟
控制的有限不能得到稳定响敬的控制。大部分的设备由于使用了数字控制管理，得到了
稳定有效的作业，省去了小少以前因为维修和更换产品而产生的不必要费用，同时通过
升级数字控制系统提高了殴备的性能发价值。f株1派立德(PAP,A-ENT)公司至2003年开
始就研发并生产了数字电力控制器，山十精湛的技术和产品强大的功能品质受到世界各
地的青崃，现有数千台产品遍如 ．界各地，在2009年派立德公司为在电力控制领域里
力争**而不断努力。
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