一种具有负载功率分配功能的多回路智能温度控制器的制作方法

1.本实用新型涉及温度控制技术领域，特别是一种具有负载功率分配功能的多回路智能温度控制器。


背景技术：

2.现有技术中，一般的加热设备都是一个温度传感器对应一个控制器，控制器根据温度传感器检测的温度信息控制加热设备加热，因此当多个设备同时进行加热时，电网负荷就会加大，这种全功率升温必然对供电系统的要求很高。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种具有负载功率分配功能的多回路智能温度控制器。
4.为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。
5.一种具有负载功率分配功能的多回路智能温度控制器，包括温度传感器输入测量转换模块、信号转换模块、主控模块、多回路输出模块以及输入测量通道切换控制模块，所述温度传感器输入测量转换模块一端连接多个温度传感器、另一端连接信号转换模块以用于接收外部传感器的温度信息并进行处理后输出给信号转换模块进行模数转换，所述主控模块与信号转换模块连接、并通过输入测量通道切换控制模块与温度传感器输入测量转换模块连接以用于对特定的回路进行选择后，由温度传感器输入测量转换模块、信号转换模块对特定回路的数据进行处理转换后由主控模块进行接收作进一步处理，所述主控模块与多回路输出模块连接以用于根据相应的数据信息控制多回路输出模块开启、关闭以及功率分配作业。
6.作为本实用新型的进一步改进，所述主控模块还连接有冷端补偿模块以用于对冷端温度进行测量、实现对测量信息进行冷端补偿。
7.本实用新型的有益效果
8.相比于现有技术，本实用新型的优点在于：
9.本实用新型具有总功率限制与功率均匀分配功能的多回路温度控制器就使得供电系统的要求大为降低，多个输入输出回路在同一个控制器中集成解决了各单回路温度控制器无法实现异步控制等协同调度的功能。
附图说明
10.图1为本实用新型的原理框图。
11.图2为本实用新型温度传感器输入测量转换模块的电路图。
12.图3为本实用新型信号转换模块的电路图。
13.图4为本实用新型主控模块的电路图。
14.图5为本实用新型多回路输出模块的电路图。
15.图6为本实用新型输入测量通道切换控制模块的电路图。
16.图7为本实用新型温度冷端补偿模块的电路图。
17.图8为本实用新型温度使用时的原理图。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.请参阅图1至图7，一种具有负载功率分配功能的多回路智能温度控制器，包括温度传感器输入测量转换模块1、信号转换模块2、主控模块3、多回路输出模块4以及输入测量通道切换控制模块5，所述温度传感器输入测量转换模块1一端连接多个温度传感器、另一端连接信号转换模块2以用于接收外部传感器的温度信息并进行处理后输出给信号转换模块2进行模数转换，所述主控模块3与信号转换模块2连接、并通过输入测量通道切换控制模块5与温度传感器输入测量转换模块1连接以用于对特定的回路进行选择后，由温度传感器输入测量转换模块1、信号转换模块2对特定回路的数据进行处理转换后由主控模块3进行接收作进一步处理，所述主控模块3与多回路输出模块4连接以用于根据相应的数据信息控制多回路输出模块4开启、关闭以及功率分配作业。
20.进一步，所述主控模块3还连接有冷端补偿模块6以用于对冷端温度进行测量、实现对测量信息进行冷端补偿。
21.温度传感器输入测量转换模块1：由16组以光偶继电器为主要器件，具有低阻抗模拟信号切换功能的电子开关电路组成。此16组模拟信号切换电路受控于主芯片发出的控制信号，最终通过异步分时对16个外部输入tc传感器信号实现切换输入并送到后级处理电路。
22.信号转换模块2：以mcp3911模拟前端为主要器件电路组成，本电路对按主芯片要求切换输入的tc传感器信号通过内部pga模块进行调理放大，并通过集成adc将信号转换为数字信号。最终主芯片通spi接口读取adc转换测量数据。
23.冷端补偿模块6：以主芯片内部集成adc对外部ntc电阻电压进行转换，最终实现对冷端温度进行测量；实现对测量信号进行冷端补偿。
24.多回路输出模块4：以具有高隔离耐压与高驱动能力的光偶电路组成；主芯片通过io脚对本电路进行驱动以实现对被测系统实现调节控制功能。
25.主控光模块：以stm32f103rct6为主芯片组成的单片机系统电路组成。本电路是控制器的核心，并实现以下功能.
26.1.对外部传感器信号进行有序切换输入实现16回路信号测量功能。
27.2.对模拟前端进行控制并读取adc转换数据进行测量分析。
28.3.对冷端补偿温度进行测量并最终对传感器冷端实现补偿功能。
29.4.通过pid算法对被测系统实现控制功能。
30.5.通过对实际控制加热功率负载与限制最高总功率负载设置并由内部同步输出自动切换到异步输出功率限制算法与pid算法相结合实现功率均匀分配功能。
31.加热负载总功率限制与功率均匀分配目的：在大型多段流水线温度控制中常用到多个温度控制器对各加工工段温度进行精确控制；温度控制点非常多，这时使用温度控制器的数量也会非常多。在这样的大型同时开启各温度控制点会全功率输出加热；从而经过升温到保温达到设定目标的过程；在全功率升温时需要的功率远超过保温时的功率。此时这种全功率升温必然对供电系统提出了很高的要求。具有总功率限制与功率均匀分配功能的16回路温度控制器就使得这一要求大为降低。多个输入输出回路在同一个控制器中集成解决了各单回路温度控制器无法实现异步控制等协同调度的功能。
32.实际使用：由图8可知电源供电总负荷只有82kw；而每个加热器的功率有10kw；16个就是160kw，因此电力负荷只可以同时供8个加热器同时用电加热，传统控制器在系统冷态下电力投入后系统总将由于超负荷而产生跳闸，使用此十六回路自带总功率限制与负载功率均匀分配功能就可以实现负载异步控制与总功率限制功能，具体做法是先供8个加热器工作至300℃后，再启动后续8个加热器，或其他方案，实现总负荷不超过82kw即可。
33.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。


技术特征：
1.一种具有负载功率分配功能的多回路智能温度控制器，其特征在于，包括温度传感器输入测量转换模块、信号转换模块、主控模块、多回路输出模块以及输入测量通道切换控制模块，所述温度传感器输入测量转换模块一端连接多个温度传感器、另一端连接信号转换模块以用于接收外部传感器的温度信息并进行处理后输出给信号转换模块进行模数转换，所述主控模块与信号转换模块连接、并通过输入测量通道切换控制模块与温度传感器输入测量转换模块连接以用于对特定的回路进行选择后，由温度传感器输入测量转换模块、信号转换模块对特定回路的数据进行处理转换后由主控模块进行接收作进一步处理，所述主控模块与多回路输出模块连接以用于根据相应的数据信息控制多回路输出模块开启、关闭以及功率分配作业。2.根据权利要求1所述的一种具有负载功率分配功能的多回路智能温度控制器，其特征在于：所述主控模块还连接有冷端补偿模块以用于对冷端温度进行测量、实现对测量信息进行冷端补偿。

技术总结
本实用新型公开了一种具有负载功率分配功能的多回路智能温度控制器，主控模块与信号转换模块连接、并通过输入测量通道切换控制模块与温度传感器输入测量转换模块连接以用于对特定的回路进行选择后，由温度传感器输入测量转换模块、信号转换模块对特定回路的数据进行处理转换后由主控模块进行接收作进一步处理，主控模块与多回路输出模块连接以用于根据相应的数据信息控制多回路输出模块开启、关闭以及功率分配作业。本实用新型具有总功率限制与功率均匀分配功能的多回路温度控制器就使得供电系统的要求大为降低，多个输入输出回路在同一个控制器中集成解决了各单回路温度控制器无法实现异步控制等协同调度的功能。制器无法实现异步控制等协同调度的功能。制器无法实现异步控制等协同调度的功能。


技术研发人员：周松明 徐顺荣 覃始成 张飞
受保护的技术使用者：广东东崎电气有限公司
技术研发日：2021.10.28
技术公布日：2022/3/8