【中玻網(wǎng)】摘要：玻璃纖維廣泛的應用在居民生活、工業(yè)和軍事中，制造玻璃纖維需要將玻璃高溫熔化，融化的溫度需要控制在某一數值。文章主要介紹玻纖制造中溫控系統的三種控制方案，針對每一種方案的原理和組成進(jìn)行介紹，并分析各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　關(guān)鍵詞：玻璃纖維；溫度控制；光敏電阻；固態(tài)繼電器
　　0 引言
　　部分廢舊玻璃制品及碎片經(jīng)過(guò)回收制成玻璃纖維(以下簡(jiǎn)稱(chēng)玻纖)，玻纖是一種性能優(yōu)異的無(wú)機非金屬材料，種類(lèi)繁多，優(yōu)點(diǎn)是絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好、機械強度高。它是以玻璃球或廢舊玻璃為原料經(jīng)高溫熔制、拉絲、絡(luò )紗、織布等工藝制造成的。熔制玻纖大約需要1200℃左右，溫度過(guò)低，玻璃熔化不夠，不能順利進(jìn)行拉絲，溫度過(guò)高，造成能源的浪費。因此，在高溫熔制玻璃的工藝中，需要設置溫度控制系統。
　　1、溫控系統概述
　　玻纖制造中溫度控制系統是一個(gè)簡(jiǎn)單的測控系統，系統主要包含三個(gè)部分：傳感器、控制器和執行器。
　　控制原理非常簡(jiǎn)單，通過(guò)傳感器將溫度信息傳遞給控制器，控制器根據系統設定通過(guò)連接電爐的繼電器決定是否進(jìn)行電爐加熱。本文主要討論控制系統中器件的選用及系統三種方案的優(yōu)劣。
　　2、器件的選擇
　　2．1傳感器的選用
　　玻璃熔化溫度較高，直接對熔化的玻璃接觸式測量，如熱電阻或熱電偶，并不是一個(gè)很好的選擇，其問(wèn)題是成本較高，壽命較短。在高溫測量中，非接觸式測溫，如紅外測溫，是當前廣泛使用的技術(shù)，但是紅外測溫成本太高，而且本系統也不需要準確顯示溫度。
　　因為熔化玻璃的溫度與其亮度成一定比例，溫度越高，亮度也越強，所以采用光敏電阻來(lái)代替傳統的溫度傳感器進(jìn)行測溫就成為可能。光敏電阻的價(jià)格低廉，而且可以進(jìn)行非接觸測量，減少在使用環(huán)境中的干擾。因此本系統采用廉價(jià)的光敏電阻作為測溫傳感器。
　　2．2控制系統
　　熔化玻璃的溫度并不需要控制得非常準確，只需要在某一個(gè)溫度浮動(dòng)即可，因此控制系統可采用雙位控制實(shí)現，從而可以降低硬件成本，提高產(chǎn)品的競爭力。
　　2．3執行器的選用
　　傳統玻纖工業(yè)中，控制電爐加熱的設備主要使用接觸器?？刂葡到y需要不斷地改變接觸器的狀態(tài)，從而實(shí)現對溫度的控制。接觸器的工作原理是通過(guò)磁力吸合開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)片在多次的通斷過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生機械摩擦，從而容易損壞，因此，玻纖工業(yè)中控制電爐的接觸器壽命較短。固態(tài)繼電器使用可控硅實(shí)現開(kāi)關(guān)的無(wú)觸點(diǎn)通斷，使用壽命大大提高，而且還可以通過(guò)磁和光特性來(lái)完成輸入和輸出的隔離，提高可靠性，因此固態(tài)繼電器是一個(gè)更好的選擇。
　　3、溫度控制系統的幾個(gè)方案
　　3．1施密特觸發(fā)器
　　傳感器選用普通的光敏電阻，為了增強靈敏度，同時(shí)減少干擾，光敏電阻可以放置在一個(gè)拋物面的罩中，罩的形狀如同手電筒燈頭內部形狀。
　　控制系統采用555定時(shí)器構造施密特觸發(fā)器，將光敏電阻和可調電阻串聯(lián)，中間引出線(xiàn)路作為施密特觸發(fā)器的輸入，輸出連接固態(tài)繼電器，從而實(shí)現溫度控制。
　　3．2光電集成傳感器On9668
　　On9668是一個(gè)光控閾值可調的光電集成傳感器。內置雙敏感元接收器，可見(jiàn)光范圍內高度敏感，光開(kāi)關(guān)閾值通過(guò)外置電阻線(xiàn)性可調，直接輸出高、低電平，外圍電路較為簡(jiǎn)單，典型電路，可通過(guò)調節電阻R來(lái)實(shí)現調節光強閾值，將On9668放在罩中，對準被測對象，即可實(shí)現溫度控制。
　　3。3STC單片機實(shí)現多路控制
　　玻纖工業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境滿(mǎn)足單片機的工作環(huán)境，因此可以使用單片機作為控制器。宏晶公司生產(chǎn)的STC系列單片機具備串口下載、AD轉換等優(yōu)點(diǎn)，其價(jià)格低廉，功能豐富，可選用本系列單片機，如STC12C高等32S2作為微控制器。
　　傳感器選用光敏電阻，執行器選用固態(tài)繼電器，控制器使用STC12C高等32S2。光敏電阻接收光信息并傳遞到STC單片機，STC12C高等32S2有8路AD轉換接口，因此，可以連接較多8個(gè)光敏電阻并控制8臺電爐同時(shí)工作。程序可以通過(guò)掃描或中斷的方式實(shí)現監控8路輸入。
　　4、三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)分析
　　施密特觸發(fā)器方案是傳統方案的一種改進(jìn)，工作原理簡(jiǎn)單可靠，成本介于另外兩個(gè)之間。On9668方案結構簡(jiǎn)單，成本較低，但其控制部分集成在傳感器上，在工作時(shí)易受溫度的影響，如加裝溫度補償電路，勢必造成成本提高。STC單片機方案結構比前面兩個(gè)方案都要復雜，單件成本也要高出一些，但是可以實(shí)現多路控制，當多路控制時(shí)成本要低于前面兩個(gè)方案。同時(shí)可以通過(guò)程序的編寫(xiě)實(shí)現更為復雜的功能，如PID控制、遠程監控等。綜上所述，如果是家庭作坊式的玻纖廠(chǎng)，設備較少，要求較低，施密特觸發(fā)器方案是一個(gè)很好的選擇。如果是設備較多，希望實(shí)現更多的功能，STC單片機方案是較合適的選擇。
　　5、總結
　　玻纖工業(yè)中的溫控系統方案還有許多，本文不再一一論述，市場(chǎng)上也有一些成熟的產(chǎn)品在廣泛地使用，據筆者調查，很多產(chǎn)品的使用壽命并不是很長(cháng)，而大部分企業(yè)也接受這個(gè)現實(shí)。一旦出現問(wèn)題，企業(yè)通常重新購買(mǎi)新的產(chǎn)品，造成資源浪費。在此，筆者也希望溫控器的生產(chǎn)廠(chǎng)家能夠生產(chǎn)更為可靠的產(chǎn)品，減少不必要的損耗。