1 方案的确定本次设计是通过冷热风机的双循环工作对温度的控制，运用晶闸管对加热压控制，运用PLC程序控制整个自动过程。
实验电阻炉自动系统控制是在线控制，通过各环节的配合进行全方面的控制。
运用：数据收集、逻辑分析、精确计算，等几步便洁的进为了提高系统的可靠性，本次设计采用手动，自动的两种控制式。
通过显示的参数值进行自动控制，根据仪表可凭经验进行能手动控制。
加热和制冷风机的分别工作可以提高控制控制的精确程度，只用单风道冷热的能量损失很大而且还不易进行精确的控制，运用双风道很少有能量的损失，也能使温度的升降一致，同时也提高了控制精度降低了成本从而经济效益增加。
采用晶闸管控制电压是因为：晶闸管可以控制连续的变化热量的产生也是续的。
这样炉火就可以按给定的温度变化了。
温变化曲线如下图：1.1图1.1温变化曲线如果采用变阻器来控制电压，不是连续的这样炉火不能按给定温度变化了以我们采用晶闸管来控制电阻丝两端的电压。
采用PLC控制技术来控制工作过程，因为有一定的可靠性又提高了控制。
2 选择设备类型及参数计算2．1风机电动机的确定：根据炉膛的容积：15立方米；最低温度：0℃；最高温度：90℃；由实际情况与以前的经验确定风机的功率为2.2KW。
查电工手册得到：型号：YEJ100L1---------4；额定功率：2.2KW；锭子电流：5.0A转速：1420r/min满载时：功率：85功率因数：0.85堵转电流/额定电流：7.0堵转转距/额定转距：2.3最大转距/额定转距：2.3●风机电动机保护元件及动作开关的选择电动机的额定功率为：2.3KW电动机的额定电压为；380V由公式P=√3UIcos￠∴I=3A考虑到电动机不是纯电阻元件，有一定的功率因数，一般要增加30%，所以I=3×(1+0.3)=4A查电工手册和低电压电器有：型号：DZ30--------5123极数：3额定工作电压：380V空气开关：分断能力：5200A机械寿命：3000次电寿命：8000次●熔断器：一般要求把电动机的额定电流扩大2倍来确定容断器的额定电流，所以I=8A型号：RL1----15/10额定工作的电压：380V熔断器额定工作电流：15A熔断器额定工作电压：10V熔断体额定工作电流：10A额定分断电流： 25KACOS￠: 0.35●交流接触器：一般要求电动机的额定电流扩大2倍来确定交流接触器的额定电流，所以I=8A型号：CJ0--------10A额定工作电压：380V额定工作电流：10A可控制三相笼型电动机最大额定功率：4KW额定操作频率：1200次/小时通电持续率：40%吸引线圈消耗功率：12VA一般把电动机的额定电流扩大0.95～1.05倍来确定热过载继电器的额定电流。
I=4×（0.95～1.05）=3.8～1.2A型号：JR20---------10/10R整定电流范围：3.2～4～4.8A2．2制冷电动机的确定根据炉膛容积10立方米；最低温度0℃；最高温度85℃，可以由公式得： Q=mc△t=ｐvc△tQ-------冷负荷C--------比热(按空气计算)V-------容积P----密度(按空气计算)△ｔ---温度差Q=ｐvc△t =1.293×1.005×25×85=2760KJ 公式(2.1)∵1J=2.778×10-7KW/h∴2760KJ=2.760×103×2.778×10-7因为从85℃降到0℃所需的时间是1小时,所以需要制冷的能力为766W,所以需型号:GC-----0.8A电动机功率:2.2KW.●制冷电动机保护元件及动作开关选择如下;电动机的额定功率:2.2KW额定电压;380V由公式: P=√3UIcos￠ I=3A考虑到电动机不是纯电阻元件,有一定的功率因数一般要增加30%所以,I=3×(1+0.3)=4A查电工手册和低压电容器有:●空气开关: 型号DZ30----5/23极数:3额定工作电压:380V额定工作电流:5A分断能力:6000A机械寿命:20000次电寿命:6000次熔断器:一般要求把电动机的额定电流扩大2倍来确定熔断器的电流,所以I=8A 型号：RL1---15/10额定工作电压:380V熔断器额定工作电流额定分断电流:25KAcos￠=0.35●交流接触器:一般要求电动机的额定电流扩大2倍来确定交流接触器的额定电流,所以I=8A型号:CJ0—10A额定电压:380V额定电流;10A辅助触头额定电流:5A可控制三相笼型电动机最大额定功率:4KW额定操作频率:1200次/时通电持续率:40%吸引线圈消耗率；12KV●热过载继电器:一般把电动机额定电流.扩大0.95～1.05倍来确定过载继电器的额定电流。
I=4×（0.95～1.05）=3.8～4.2A型号：JR20----10/10R整定电流范围：3.2～4～4.8A●制冷电机的确定根据炉膛容积10立方米：最低温度0℃最高温度；85℃可以由公式得；Q=ｐvc△t2．3电阻丝的确定根据炉膛容积等条件在根据公式P=√3UIcos￠所以I=9A所以每一根电阻丝功率为；电流的2次方×R=1000所以R=10欧由此可知选用型号RXI----1 名称；小型被漆绕电阻电阻丝保护元件及动作开关的选择：电阻丝的额定功率为：6KW 额定电压：380V 由公式P=√3UIcos￠所以I=9A由于电阻丝是纯电阻电路所以不必用增加30%。
查电工手册和低压电器手册有：空气开关型号：DZ30--10/23极数：3额定电压：380V熔断器额定电流：10A分断能力：6000A机械寿命：2000次一般要求电阻丝扩大原来的2倍来确定熔断器的额定电流所以I =18A型号：RL8--63/20额定工作电压：380V支持件的额定电流；63A其接收功率为:5.5W熔断器额定耗散功率：2.5WI =50KA额定分断能力cos￠=0.1～0.12交流接触器：一般要把电阻丝的额定电流扩大2倍选择交流接触器的额定电流I=18A型号：CJ0---20A额定电压；380V额定电流20A 辅助触头额定电JI 流5A 。
可控三相笼型电动机最大额定功率为：10KW额定操做频率：7200次/小时通电持续率：40%吸引线圈消耗功率：27VA2．4 晶闸管的选择根据每一相的额定电流I=√3×9=15.6A 电压的最大值UMAX=220√2=311V 查电工手册和低压电器手册可知：型号：RP20断态重复峰值电压UDRM，及重复峰值电压URRM：100～200。
断态不重复峰值电压UDRM及反向重复峰值电压相等。
断态不重复电压不随外界条件改变：断态不重复电流IDS；反向不重复平均电流≥2mA。
触发电流IGT=5～100ｍA；触发电压UGT≦3.5V；浪涌电流 ITSM=380V2．5 阻容保护阻容保护中电阻功率可按下式计算：P ＞ U R（W）公式（2.2）R + XU--------------------阻容保护电路两端的电压XC-----------------组容保护电容电抗XC=1／2∏f ｃ(欧) ｆ---阻容保护电路两端的电压的频率(HZ)R-----阻容保护电路的电阻(欧)所以整流元件的额定正向电流:20A;电容:0.1F电阻:100欧电容型号:CJ0.1-------450V电阻型号;RXY----202．6 保护二级管的选择根据额定电流I=9A一般保护二级管的额定电流是要把电阻的电流扩大2倍所以 I=18A型号:2CZ30额定正向平均电流IF=30A ;额定反向峰值电压URM 30～1000正向平均压降:ｕF=0.45～0.65V反向漏电电流:IR0.5～10ｍA整流结温升△T=100℃散热器最小散热面积:600ｃ㎡冷却方式:自冷2．7给定信号的确定给定信号的确定要用运算放大器与电阻,电容来实现给定信号的温度曲线,组成了积分调节器。
因为给定了温度曲线而这时温度与电压是成正比的(如图 1.1)所以可以计算出两段上升曲线的斜率为反向重复峰值电压ｔｇ￠2=50/3=16.7，由积分调节器对上升段斜率计算为ｔｇ￠=1/RC,因此第一个小时内选用电阻1.5千欧,可得电容20ｕF，3—6-小时内选用电阻为1.5千欧,可得电容为40ｕF如图(2.1)2．8 运算放大器的选择型号:CF747由四个独立双输入,内补偿放大器组成电源电压范围:±3.5V～±18V,大的输出电压摆副(V±1)VPP.底输入偏置电源电流:800MA输出短路电流开环增益:80A电源电压:32V/±16V空股双列直插封装:1000ｍｗ输出短路持续时间:一个放大器;连续最大额定值:±2------±36V电流范围:6MA或其以上.图2.1输入信号控制电路2．9可编程控制器的选择由主电路可以确定6个输位,2个模拟量输入位两个模拟量输出位.根据以上理由我们选择的控制器是:型号:CQM1---PA216电源:100----220AC 50/60HZ操作电压范围： 85--265VAC输出容量:5VDC输入单元:32点输入单元00000开始按顺序分配。
输出单元:32点输出单元分配两个输出字从10000开始按顺序分配。
传感器单元:每个传感器单元分配1个输入字位00～03从上至下四个模块。
模拟量输入单元:每个模拟输入单元可以设置成两点输入或四点输入。
当设置2点输入时,分配两个输入字。
当设置4点输入时,分配4个输入字。
模拟量输出单元:每个模拟量输出单元配有2个输出。
2．10 温度传感器的选择根据炉膛的温度范围,是0℃～85℃,精度为1℃所以选择LM38DZ集成度传感器.①流过器件的电流等于器件所处环境的热力学温度(开尔文)度数②LM38DZ的测温范围为:-58℃---+150℃。
③LM38DZ电源电压范围为4V-----80V电源电压可在4～10V范围变化。
④电流变化1ｕA相当于温度变化 1K它可以承受65V正向电压和20V⑤反向电压.所以它也会损坏。
⑥输出电阻为800毫欧它共有F、 g 、 I 、 J 、 K 、 L 、M七当其中。
⑦当精度最高在-70-----150℃范围内误差为±0.1℃。
⑧LM35DZ为较高的精度集成稳定器,输入电压最大为40V ,在教验时应在室温下进行。
⑨触发电路的选择⑩触发电路我们选择同步电压为锯齿波的触发电路,所以还要选择一个电压互差120°的变压器.所以选择三相同步变压器(此电路图在我们学过的<<电力电子>>教材中本次设计由于时间仓促就不在列出）。