老化室熱平衡計算

 老化室內溫度升高所需的熱量*加熱器提供，加熱器采用不銹鋼鎧裝結構，加熱器之間采用銅排連接，固定牢*，外面用鍍鋅鐵網進行防護。

 不考慮熱量散失的理想條件下，老化室達到設定老化溫度所需的熱量：q=(c1m1+c2m2)×(t1-t0)

 c1為老化室內空氣的比熱容（約1.005kj·kg-1·k-1，不同溫度下略有不同）；

 c2為被老化的產品的平均比熱容（kj·kg-1·k-1）；

 m1為老化室內空氣的質量（kg）；

 m2為被老化的產品的質量（kg）；

 t1為設定的老化溫度（℃）；

 t0為老化室的初始環境溫度（℃）；

 實際情況下，密封和絕熱不可能是理想狀態，所以，熱量損失是不可避免的。根據空氣和巖棉在初始溫度及最高設定溫度下的不同熱導率μ（w·m-1·k-1），根據老化室的結構及房間六個面的面積計算整個系統的絕熱系數ξ（㎡·k·w-1）,然后計算出一定時間內達到最高設定溫度整個系統實際所需的熱量，這樣就可計算出加熱器總的理論功率p。最后，根據系統冗余系數η算出加熱器總的實際功率pt。在定制加熱器時，要考慮各個加熱器的電壓等級和接法，是三角形接法，或是星形接法，或者是星形三角形混合接法。加熱器外穿不銹鋼散熱片，便于散熱，防止加熱器燒紅。

 3 溫度控制系統

 此控制系統采用pid控制儀進行溫度控制，當通過溫度傳感器采集的被老化的電子產品的溫度偏離所希望的給定值時，pid控制儀根據反饋的偏差進行比例（p）、積分（i）、微分（d）運算，輸出一個適當的控制信號給執行機構（加熱器），促使測量值恢復到給定值，達到自動控制溫度的目的。

 3.1 控制數學模型

 控制對象是一個具有滯后環節的一階系統，控制系統采用閉環延時輸出的pid調節方式。pid控制技術比較成熟，靈活可*。

 連續調節的pid微分方程為

 u=kp(e+ )+u0

 對于微機控制而言，要使離散的控制形式逼近于連續的控制形式，采樣周期必須取得足夠短，這樣，可將描述系統調節規律的微分方程改變為差分方程，便于編程，實現模擬控制的數字化。

 pid差分方程為

 un= [en+ ·t+ ( )]+u0

 un為第n次的輸出量

 u0為初始的輸出量

 en為傳感器第n次的采集所得的偏差量

 en-1為傳感器第n-1次的采集所得的偏差量

 為比例系數

 為積分時間

 為微分時間 

 3.2控制器參數的調節

 比例運算是指輸出控制量與輸入量的一階差商關系。儀表比例系數 設定值越大（比例帶δ越?。?，控制的靈敏度越低，設定值越小，控制的靈敏度越高。增大比例系數有利于減小靜差，加速系統的響應，但比例系數過大會使系統產生大的超調，甚至產生震蕩，使穩定性變差。 積分運算的目的是消除靜差。只要偏差存在，積分作用將控制量向使偏差消除的方向移動。積分時間是表示積分作用強度的單位。增大積分時間對減小超調，減小震蕩有利，使系統趨向穩定，但系統的靜差的消除隨之減慢。儀表設定的積分時間越短，積分作用越強。比例作用和積分作用是對控制結果的修正動作，響應較慢。微分作用是為了消除其缺點而補充的。微分作用根據偏差產生的速度對輸出量進行修正，使控制過程盡快恢復到原來的控制狀態，微分時間是表示微分作用強度的單位，儀表設定的微分時間越長，則以微分作用進行的修正越強，有利于加快系統的響應，減小超調，增加穩定性，但降低了系統對擾動的抑制能力，使系統對干擾過于敏感。在實際的調試過程中幾個方面都要兼顧，經過反復調試，使控制器處于最佳狀態。

 3.2 溫度控制系統的結構

 　　溫度控制系統主要由pid控制儀（我公司生產的wp-s805型）、可控硅、可控硅觸發器、溫度傳感器、加熱器、控制回路等組成，如圖3所示。

 

 

 

 由溫度傳感器采集老化室內的溫度，然后把它傳給控制儀，控制儀把它與內部設定值進行比較運算，根據偏差值輸出控制量來調節可控硅導通角的變化的，也就是控制負載電流的變化，從而以閉環的控制形式達到自動控溫的目的。 另外，本控制儀還設置了溫度上限跳閘保護，這樣，當pid控制儀失靈時，可以起到雙重保護作用?？刂苾x通過標準的串行通訊接口與遠方計算機相連，后臺計算機可調用控制儀的現場數據，可進行控制儀內部數據的設定，并可打印實時溫度曲線。

 4 結束語

經過兩年的實際運行，系統的穩定性和動態響應性均滿足使用的要求，溫度控制精度在正負1度之內