?PARA數字化電力控制器在玻璃電熔爐中的應用
PARA數字化電力控制器在玻璃電熔爐中的應用
------2009國際先進玻璃熔制技術研討會論文集
韓國派立德公司摘要：本文介紹了數字化控制器在玻璃窯爐中應用。先介紹不同的控制方式，并分析其主要特點，指出微控制器在應用優勢。
關鍵詞：數字化：微控制器；全電熔爐；
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、序論
當今玻璃爐根據玻璃的種類、品質及生產規模分為很多種。從可以生產小批量光
學玻璃、化學用玻璃、工藝玻璃的坩堝爐，以及小型全電熔爐到每天能熔融數百噸玻璃
的平板玻璃廠、玻璃瓶廠的大型池爐。玻璃爐運用范圍之廣，它的主要形式分為1．坩
堝爐、2．池爐、3．全電(電助)熔爐等。
坩堝爐很早就用于熔制玻璃，現在仍然還被生產小規模玻璃及陶瓷釉制作的企業
里廣泛使用。由于它的熱效率低等缺點，在19世紀術西門子公司對坩堝爐的非連續生
產的弱點，進行了內部構造，在爐子框體上選用耐火溫度高的材料，爐中設有加料、熔
制、澄清、冷卻、成型一條龍的連續生產系統，形成熔化槽、沖洗槽、熱交換槽3槽式
構造。一般生產低熔點玻璃，使用的加熱燃料為重油及燃氣而用電做為輔助加熱。
全電熔爐分為問接加熱方式和直接加熱方式。間接加熱方式是指發熱體在爐內頂
部以輻射加熱的方式來熔化玻璃，這種方式的弱點是在熱傳遞過程中由于熱消耗太快使
溫度不能夠均勻的分布到玻璃表面。而直接加熱方式是在爐內底部通過鉬電極或氧化錫
電極和產生高溫的高溫電阻體(Super-kanthal)及白金坩堝等負載進行加熱使熱量從底
層均勻的分布到上層，這樣的工藝流程大大節省了能源，又提高了熱處理的效果。
全電熔(電助熔)爐內部構造大致可分為3部分，由電爐、負載和電力控制器組
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成。作為電熔爐的心臟，核心部件之一的電力控制器，f株1派立德(PARA—ENT)Z司對
其擁有雄厚的技術和豐富的經驗。在數字時代的來臨，(株1派立德(PARA—ENT)公司是
世界*早從模擬電力控制器演變成數字電力控制器的外發和生產相結合的專業性企業
之一。產品的功能齊全滿足各種玻璃爐的電力控制(見圖】)。
電力控制器結構圖(見圖2)。整個系統使用了RISEArchitectureMicrocontroller體
現了高機能、高性能。微控制器(Microcontroller)通過電壓和電流感應輸入值來確定
電力量，同時這個值會和控制信號值做出比較。運算控制以輸入信號為基礎通過適當的
門限信號供給所需電力量的鎳墻、SIC、鋪研站臺金、白金、鈿等材質的電爐負載。
控制中發生異常時，微控制器把出現問題的警報信號傳送到顯示系統顯示，一般控制輸入信號在傳送中容易被外部的噪音干擾，所以需在輸入端設置適當的噪音過濾器，利用串口功能與PLC保持通訊，內部設有ON／OFF控制開關和調節裝置。
2．1數字電力控制器的控制方式數字電力控制器大致分為兩種：①過零控制②移相控制。
過零控制方式是指通過交流輸入信號在一個周期里控制輸出波形的個數(見圖3)。這種方式分為可變周期和固定周期，可變周期比固定周期輸出精準度高，但穩定
性差，而固定周期比可變周期穩定性好，但輸出的精準度差，為了互補兩種方式的缺點，
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數字電力控制器發揮了自己強大的優勢通過軟件的演算方式使過零控制達|I精準穩定
移相控制是指通過交流輸入信號裁斷波形的輸出方式．(見圖4)雖然裁斷波形會
產生高次諧波現象和無功功率輸出等缺點，但對電壓及電流控制且非常有效，同時可以
在阻抗性負載和誘導性負載中使用。特別適合用于低壓高電流的鉬電極負載和較容易產
生高溫的鉻鍋鈷臺金，白盒坩堝爐，由于這些都屬于誘導性負載使用移相控制模式*合
適。
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2．2數字電力控制器的特點
A SoR UP／DOWN連續性
玻璃爐中的低壓高電流負載對瞬問介入的不連續電壓非常敏感，不連續的的電壓
介入會導致過電流發生造成系統癱瘓。模擬和數字電力控制器的特點比較(見圖5)．
數字電力控制器能夠彌補模擬控制中發生的不連續的缺點，使輸出保持連續。
B．瞬間斷電識別
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數字電力控制器擁有快速識別斷電(50msec)的Algorithm程序。通常在主電源斷
電、通電瞬間時，會造成低壓高電流負載的過電流發生，破壞控制器內部的SCR及電
子元件，但采用Algorithm程序即便主電源斷電、通電的瞬間也不會造成過電流的發生，
Algofithm程序系統通過使用者先前的設定進行**的輸出處理。
C恒電壓『恒電甜恒電力控制
為確保誘導性負載的**穩定的輸出，我們通過反饋的恒電壓／恒電流，恒電力功能對負載進行有效的控制。反饋功能的控制就是在很多工業中使用的PID模式。PID控制包含比例控制、積分控制、微分控制．它們可以單獨使用也可以兩者相結合使用。針對模擬控制而吉，數字控制具備應答性穩定、速度快等優點。對于低電壓高電流負載的玻璃爐，它所需要的是能夠提供穩定電流的高性能控制器。
D通訊加載功能
21世紀設備具備數據信息傳送的聯網功能是*基本的條件，在很多使用大規模生產系統和全自動化系統的企業暈都在運用數據信息通訊來控制管理自己的設備。遠程通訊
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挎制和監視器功能只有數字模式爿能做到。偉E1派立德(PAPA．ENT)公司丌發生產的數
字電力控制器，通過加載的微控制器(Microcontroller)控制程序可以同時與128臺控
制器進行通訊管理。
E部分負載斷線檢測功能
一般在高溫爐的多數加熱器為并連方式，若干個相互連接的加熱器出現部分斷線時，
使用的設備如果能夠及時檢測出故障的話，就會保吐產品的質量，避免不必要的損失。
這種設備的功能就是部分負載斷線檢測功能，在『圖61中可咀看到并列負載中部分負載
斷線的情況。單相控制器*多可以并列6個負載，在一個以上負載出現部分斷線時，控
制器通過數字演算方式提醒系統負載斷線。
三、結淪
針對模擬控制而占，數字控制時代的到來大大提高了產品的信任度、穩定性及便
利性。特別是利用鉗電極、鉻骨沽什金、白會坩堝等低壓高屯流的負載的高溫玻璃爐里，
表現出控制輸入電源0I給系統的穩定性。相反利用模擬控制的低壓高電流負載由于模擬
控制的有限不能得到穩定響敬的控制。大部分的設備由于使用了數字控制管理，得到了
穩定有效的作業，省去了小少以前因為維修和更換產品而產生的不必要費用，同時通過
升級數字控制系統提高了毆備的性能發價值。f株1派立德(PAP,A-ENT)公司至2003年開
始就研發并生產了數字電力控制器，山十精湛的技術和產品強大的功能品質受到世界各
地的青崍，現有數千臺產品遍如 ．界各地，在2009年派立德公司為在電力控制領域里
力爭**而不斷努力。
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