關(guān)鍵詞：熱處理爐；爐溫控制；固態(tài)繼電器
在工廠生產(chǎn)中用于工件烘干及熱處理的設(shè)備很多。如箱式電爐、紅外線加熱爐、熔化爐、干燥箱、井式回火爐、淬火爐、高溫鹽爐、中溫鹽爐和油爐等，其工作溫度在0～1200℃之間。此類設(shè)備有的外購，有的系公司自行設(shè)計生產(chǎn)，大多設(shè)備控制柜老化嚴(yán)重，使用時間近20年。此類設(shè)備均采用記錄儀直接控制接觸器通斷進行加熱，控制精度較低，一般在士5％之間，而且噪音大、耗能高。隨著公司制造能力及技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在對工件表面處理要求越來越高，控溫要求也越來越高。在“十一五”期間公司投入部分資金進行系統(tǒng)改造。在改造過程中借鑒國外技術(shù)，新系統(tǒng)采用三表分離，測溫點采樣多，分布均勻，控溫精度高，一般在-4-2％以內(nèi)。特別是采用固態(tài)繼電器以后，既降低了噪音又降低了空載損耗。
1 原爐溫控制系統(tǒng)基本情況及工作過程
原爐溫控制系統(tǒng)原理如圖1所示，系統(tǒng)采用記錄儀直接控制交流接觸器進行通斷加熱，交流接觸器動作頻繁、噪音大、觸點燒蝕嚴(yán)重，每隔一段時間就要更換。溫度采樣點少，爐內(nèi)真實溫度反映不準(zhǔn)確；控溫精度不高，溫度上下波動范圍大，記錄效果不好。
2 固態(tài)繼電器控制的爐溫系統(tǒng)
2．1固態(tài)繼電器的分類
固態(tài)繼電器（亦稱固體繼電器，SolidStateRelay，簡稱SSR）是用分離的電子元器件、集成電路（或芯片）及混合微電路技術(shù)結(jié)合發(fā)展起來的一種具有繼電特性的無觸點式電子開關(guān)。具有壽命長、可靠性高、開關(guān)速度快、電磁干擾小、無噪聲、無火花等特點。
按輸出負(fù)載電源，分為交流固態(tài)繼電器、直流固態(tài)繼電器和交直流固態(tài)繼電器。交流固態(tài)繼電器按開關(guān)方式分有電壓過零導(dǎo)通型（簡稱過零型）和隨機導(dǎo)通型（簡稱隨機型）；按輸出開關(guān)元件分有雙向晶閘管輸出型（普通型）和單向晶閘管反并聯(lián)型（增強型）；按安裝方式分有印刷線路板上用的針插式（自然冷卻，不必帶散熱器）和固定在金屬底板上的裝置式（靠散熱器冷卻）；另外輸入端又有寬范圍輸入（DC3～32V）的恒流源型和串電阻限流型等。
直流固態(tài)繼電器按輸入端分為光隔離型、高頻磁隔離型和變壓器耦合型；按輸出端分為大功率三極管型和功率場效應(yīng)管型。
交直流固態(tài)繼電器分為光伏耦合器型和磁隔離型。
2．2固態(tài)繼電器的原理分析
如圖2所示，固態(tài)繼電器是用半導(dǎo)體器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)電接點作為切換裝置的具有繼電器特性的無觸點開關(guān)器件，為四端有源器件，其中兩個輸入控制端，兩個輸出端，輸入輸出間為光隔離，輸人端加上直流或脈沖信號到一定電流值后，輸出端1，2就能從斷態(tài)轉(zhuǎn)變成通態(tài)，從而接通交流或直流電路。
2．3固態(tài)繼電器的優(yōu)缺點
與常規(guī)使用的交流接觸器比較，固態(tài)繼電器有優(yōu)勢，但也存在導(dǎo)通壓降較大，有斷態(tài)漏電流等缺點，具體情況見表1。
根據(jù)過零型交流固態(tài)繼電器的特性，選用Et本橫河UT350系列或大華一千野KP1000系列溫控表，選擇SSR驅(qū)動輸出型。此類溫控表可存貯19種程序段，每種程序段有19種步進通過LCD顯示，正在執(zhí)行的步進及其前后各一步用自整定功能片可自由設(shè)定PID常數(shù)對應(yīng)多種對象，程序運行可有主從方式。
報警表采用XMT系列，記錄儀采用川儀ER186系列儀表。主回路加電壓及電流監(jiān)控，控制回路加報警輸出。由于固態(tài)繼電器是發(fā)熱元件，長時間工作，若沒有好的散熱容易燒毀，本系統(tǒng)在安裝固態(tài)繼電器時，將其裝在帶有散熱風(fēng)扇的鋁散熱器上，在散熱器表面裝上溫度繼電器，將其觸點串入主回路控制線圈，一旦溫度過高，可自動停止固態(tài)繼電器工作，有效保護元件。設(shè)計原理如圖4所示。
3 結(jié)語
改造后的系統(tǒng)由于統(tǒng)一了儀表及控制元件，相互之間可互換，通用性強，維護方便。而且控溫精度高，噪音低，節(jié)省能源。目前已在公司數(shù)臺設(shè)備改造中得到應(yīng)用，取得了良好的效果。
參考文獻：
【1】王兆安，黃?。娏﹄娮蛹夹g(shù)【M】．北京：機械工業(yè)出版社，2000．
（轉(zhuǎn)載）
