CN103163910A

CN103163910A - 一种恒温槽温场控制方法

Info

Publication number: CN103163910A
Application number: CN2013100388525A
Authority: CN
Inventors: 郭一鸣; 杨莉; 刘莉芬
Original assignee: Wuhan Wuchuan Measurement & Test Co Ltd
Current assignee: Wuhan Wuchuan Measurement & Test Co Ltd
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2033-01-31
Also published as: CN103163910B

Abstract

本发明涉及控制方法技术领域，公开了一种恒温槽温场控制方法，包括：恒温槽的内置温度计和外置温度计按采集周期自动采集恒温槽的温度数据；将外置温度计采集的温度数据与恒温槽内置温度计采集的温度数据进行比较，得到第一温差；通过第一温差对内置温度计采集的温度数据进行补偿；将经补偿得到的温度数据与目标温度数据进行比较，得到第二温差，并根据第二温差对恒温槽的温场温度进行调节。本发明实现了恒温槽温场的实时校准和远程自动控制，不仅提高了工作效率、恒温槽温场的稳定性及控温的自动化水平，而且使操作人员摆脱了长时间驻留带来的无谓劳动消耗，降低了工作人员的劳动强度。

Description

一种恒温槽温场控制方法

技术领域

本发明涉及控制方法技术领域，主要适用于恒温槽温场控制方法。

背景技术

目前，现有的针对恒温槽的控制系统存在以下问题：

1.实时校准问题

考虑到恒温槽温场控制的精度要求，恒温槽温度变化缓慢，需要较长时间才能稳定；过去对恒温槽进行温度修正采用的是手动方式，即人工读取外置标准精密温度计和恒温槽内置温度计读数，人工计算温差后，在恒温槽的控制板上手动输入修正值，这样便存在两次读数之间及修正值输入的滞后，故无法做到对恒温槽温度的实时校准。

2.自动控制问题

恒温槽从目标温度设定到实现温场恒定需要较长时间，而目前采用的半自动控制方式需要人员现场观察记录，给控制系统的实际应用带来了很多不便。

3.实时记录和温场报警问题

现有温场控制系统无温度记录功能，仅依靠工作人员的跟踪观察，从而可能存在人为疏忽及温度记录的溯源问题。此外，当温场温度无法满足实际工作要求时，无法实现温场报警。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种恒温槽温场控制方法，它能够对恒温槽的温场进行实时校验及自动控制。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种恒温槽温场控制方法，包括：

恒温槽的内置温度计和外置温度计按采集周期自动采集恒温槽的温度数据；

将所述外置温度计采集的温度数据与恒温槽内置温度计采集的温度数据进行比较，得到第一温差；

通过所述第一温差对内置温度计采集的温度数据进行补偿；

将经补偿得到的温度数据与目标温度数据进行比较，得到第二温差，并根据所述第二温差对恒温槽的温场温度进行调节。

进一步地，所述将外置温度计采集的温度数据与恒温槽内置温度计采集的温度数据进行比较，得到第一温差，包括：所述外置温度计和恒温槽内置温度计均通过RS232接口将采集的温度数据传输到操作平台；所述操作平台接收到所述温度数据之后，对温度数据进行减法运算，得到所述第一温差。

进一步地，所述外置温度计通过RS232接口将采集的温度数据传输到操作平台，包括：在所述外置温度计中设计所述RS232接口的驱动电路；在外置温度计中编入所述驱动电路的驱动程序；将所述采集的温度数据通过RS232接口传输到所述操作平台。

进一步地，所述将采集的温度数据通过RS232接口传输到操作平台，包括：先在所述采集的温度数据表达值的前部加上起始编码，形成数据帧；然后将所述数据帧的所有数据累加，并丢掉高位进位；接着在数据帧的尾部追加效验码字节，再加上结束编码，形成完整的温度数据；最后将所述完整的温度数据通过所述RS232接口传输所述操作平台。

进一步地，所述操作平台接收到温度数据之后，对温度数据进行减法运算，得到第一温差，包括：所述操作平台接收到所述温度数据后，根据所述起始编码和所述结束编码解析出温度数据内部包含的数据；再在得到的温度数据表达值的前部再次加上起始编码，形成数据帧；然后将所述数据帧的所有数据累加，并丢掉高位进位；接着在数据帧的尾部追加效验码字节，再加上结束编码，重新得到完整的温度数据；判断所述重新得到的完整的温度数据和在所述外置温度计中得到的完整的温度数据是否相等，并根据判断结果进行相应的操作；

若两个温度数据相等，则说明操作平台得到的温度数据正确，接收有效；再将接收到的从所述内置温度计和外置温度计传输的温度数据进行减法运算，得到所述第一温差；

若两个温度数据不相等，则说明操作平台得到的温度数据错误，接收无效，数据丢弃。

进一步地，所述通过第一温差对内置温度计采集的温度数据进行补偿，包括：根据所述第一温差判断所述内置温度计采集的温度数据和所述外置温度计采集的温度数据的大小，再对内置温度计采集的温度数据进行相应的温度补偿；

若根据第一温差表明内置温度计采集的温度数据大于外置温度计采集的温度数据，则对内置温度计采集的温度数据减去第一温差的数据值；

若根据第一温差表明内置温度计采集的温度数据小于外置温度计采集的温度数据，则对内置温度计采集的温度数据加上第一温差的数据值。

进一步地，在所述将外置温度计采集的温度数据与恒温槽内置温度计采集的温度数据进行比较，得到第一温差之后，将所述第一温差与和第一温差相隔一个采集周期的后续温差进行减法运算，得到第三温差；将所述第三温差和温度阈值进行比较，并根据比较结果进行相应的操作；若第三温差大于所述温度阈值，则缩短所述采集周期直至第三温差小于或者等于温度阈值；其中，温度阈值由恒温槽的控温要求决定。

进一步地，在所述若第三温差大于温度阈值，缩短采集周期直至第三温差与温度阈值相等的同时，进行温度报警。

进一步地，还包括：将得到的温度数据和温差数据进行存储。

进一步地，所述操作平台是通过将数据库扩展至局域网形成的；其中，所述数据库包括：SQL Server、Oracle、Sybase、Access及MYSQL。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的恒温槽温场控制方法先通过恒温槽的内置温度计和外置温度计自动采集恒温槽的温度数据，再对采集的温度数据自动求差，接着通过求差得到的温差自动对内置温度计采集的温度数据进行补偿，最后根据经补偿的温度数据对恒温槽温场进行控制，这样实现了恒温槽温场的实时校准和远程自动控制，不仅提高了工作效率、恒温槽温场的稳定性及控温的自动化水平，而且使操作人员摆脱了长时间驻留带来的无谓劳动消耗，降低了工作人员的劳动强度。而当恒温槽的温场温度无法满足实际工作需要时，可以实现自动报警的功能，提高了本发明的实用性。此外，本发明还可以将恒温槽温场控制过程中的数据自动记录下来，实现了对恒温槽温场数据的自动记录。

附图说明

图1为本发明实施例提供的恒温槽温场控制方法的流程图。

具体实施方式

为进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的恒温槽温场控制方法的具体实施方式及工作原理进行详细说明。

由图1可知，本发明实施例提供的恒温槽温场控制方法，包括：

温度采集；恒温槽的内置温度计和外置温度计按采集周期自动采集恒温槽的温度数据；

计算得到温差；将外置温度计采集的温度数据与恒温槽内置温度计采集的温度数据进行比较，得到第一温差；具体方法为：

外置温度计和恒温槽内置温度计均通过RS232接口将采集的温度数据传输到操作平台；操作平台接收到温度数据之后，对温度数据进行减法运算，得到第一温差。

优选地，外置温度计通过RS232接口将采集的温度数据传输到操作平台的具体方法包括：先在外置温度计中设计RS232接口的驱动电路；再在外置温度计中编入驱动电路的驱动程序；将采集的温度数据通过RS232接口传输到操作平台。其中，将采集的温度数据通过RS232接口传输到操作平台，包括：先在采集的温度数据表达值的前部加上起始编码0x02，形成数据帧；然后将数据帧的所有数据累加，并丢掉高位进位；接着在数据帧的尾部追加效验码字节，再加上结束编码0x03，形成完整的温度数据；最后将完整的温度数据通过RS232接口传输操作平台。

进一步，操作平台接收到温度数据之后，对温度数据进行减法运算，得到第一温差，包括：操作平台接收到温度数据后，根据起始编码0x02和结束编码0x03解析出温度数据内部包含的数据；再在得到的温度数据表达值的前部再次加上起始编码0x02，形成数据帧；然后再将数据帧的所有数据累加，并丢掉高位进位；接着在数据帧的尾部追加效验码字节，再加上结束编码0x03，重新得到完整的温度数据；判断重新得到的完整的温度数据和在外置温度计中得到的完整的温度数据是否相等，并根据判断结果进行相应的操作；

若两个温度数据相等，则说明操作平台得到的温度数据正确，接收有效;再将接收到的从内置温度计和外置温度计传输的温度数据进行减法运算，得到第一温差；

这里需要说明的是，操作平台是通过将数据库扩展至局域网形成的；其中，数据库包括：SQL Server、Oracle、Sybase、Access及MYSQL。在本实施例中，操作平台是通过将MYSQL数据库扩展至局域网形成的。

温度补偿；通过第一温差对内置温度计采集的温度数据进行补偿；具体的，根据第一温差判断内置温度计采集的温度数据和外置温度计采集的温度数据的大小，再对内置温度计采集的温度数据进行相应的温度补偿；

若根据第一温差表明内置温度计采集的温度数据小于外置温度计采集的温度数据，则对内置温度计采集的温度数据加上第一温差的数据值；

若根据第一温差表明内置温度计采集的温度数据等于外置温度计采集的温度数据，则说明内置温度计采集的温度数据为恒温槽温场的实际温度，无需进行温度补偿。

这里需要说明的是，在理想情况下，经温度补偿后，外置温度计采集的温度数据和内置温度计采集的温度数据间的差值应为0，否则应继续对内置温度计采集的温度数据进行温度补偿。但是考虑到温度升降温的延时性及测量的偶然性，在本实施例中，若外置温度计采集的温度数据和内置温度计采集的温度数据之间的温差连续三次不超出温度补偿间隔，则不再予以温度补偿。其中，温度补偿间隔由恒温槽的控温要求决定。在本实施例中，温度补偿间隔为0.002℃。

温场调节；将经补偿得到的温度数据与目标温度数据进行比较，得到第二温差，并根据第二温差对恒温槽的温场温度进行调节。具体的，将经温度补偿的温度数据与预设的目标温度数据进行比较，得到第二温差；再将第二温差与设定的公差范围进行比较；当第二温差大于设定的公差范围时，恒温槽系统就会进行报警，并且自动进行常规的PID调节，使得实际温度逐渐逼近目标温度。

值得注意的是，根据本发明在将外置温度计采集的温度数据与恒温槽内置温度计采集的温度数据进行比较，得到第一温差之后，将第一温差与和第一温差相隔一个采集周期的后续温差进行减法运算，得到第三温差；将第三温差和温度阈值进行比较，并根据比较结果进行相应的操作；若第三温差大于温度阈值，则缩短采集周期直至第三温差等于或者小于温度阈值，并进行温度报警；若第三温差小于或者等于温度阈值，则继续根据设定的采集周期进行温度数据的采集；其中，温度阈值由恒温槽的控温要求决定。在本实施例中，温度阈值为0.002℃。

还需要说明的是，根据本发明在恒温槽的内置温度计和外置温度计按采集周期自动采集恒温槽的温度数据；将外置温度计采集的温度数据与恒温槽内置温度计采集的温度数据进行比较，得到第一温差；通过第一温差对内置温度计采集的温度数据进行补偿的同时，将得到的温度数据和温差数据存储在操作平台中。

具体的，在本实施例中，外置温度计的型号为河北省高碑店市兴华电子仪器厂生产的JW-1精密数显热敏电阻温度计。

实施例：

通过本发明实施例提供的恒温槽温场控制方法对LT-2恒温槽的温场进行远程自动控制，并对标准粘度计进行检定。首先在恒温槽的外置温度计中建立RS232接口，使外置温度计具有RS232串口的数字通讯能力；再通过MYSQL数据库所具备的局域网的数据访问功能将MYSQL数据库作为操作平台，将此操作平台扩展至局域网络，实现局域网内部数据的互联互通，远程站点在得到授权的情况下，可访问操作平台的数据。操作平台还可以实时地记录温度数据，并同步自动生成报表。此外，数据库数据还可以转换成EXCEL文档格式，实现了数据的规划整理和打印。接着，开启LT-2恒温槽、外置温度计及操作平台，并设定恒温槽的目标温度和公差范围；此时LT-2恒温槽的内置温度计和外置温度计会以10秒为采集周期来采集LT-2恒温槽的温度数据，并将采集到的温度数据发送到操作平台；操作平台接收到温度数据，将温度数据以EXCEL表格的形式存于数据库中，并根据接收到的温度数据计算得到第一温差和第三温差；接着根据第一温差对内置温度计的采集数据进行温度补偿，再将经温度补偿的温度数据与预设的目标温度数据进行比较，得到第二温差；再将第二温差与设定的公差范围进行比较；当第二温差大于设定的公差范围时，恒温槽系统就会进行报警，并且自动进行常规的PID调节，使得实际温度逐渐逼近目标温度。与此同时，操作平台还将第三温差与温度阈值（0.002℃）进行比较；若第三温差大于0.002℃，则进行报警，并将采集周期减少1秒，继续进行温度数据的采集和比较；以此类推，直到第三温差等于或者小于0.002℃。此时，便完成了对LT-2恒温槽的温场的控制工作。再通过LT-2恒温槽对标准粘度计进行常规检定即可。需要说明的是，依据JJG155-1991工作毛细管粘度计检定规程，在检定温度下，恒温槽的温度波动不得超过±0.01℃。设定的公差范围为±0.008℃，故当经温度补偿的温度数据与预设的目标温度的差值大于±0.008℃时，恒温槽系统就会自动进行报警，以警示恒温槽的温度控制范围将不满足检定规程中规定的技术条件，并且自动进行常规的PID调节，使得实际温度逐渐逼近目标温度。

本发明实施例提供的恒温槽温场控制方法利用恒温槽RS232串口的通讯能力，实现恒温槽设备的数字通讯功能，将恒温槽内部的实测温度、修正补偿参数、偏差等参数变更成外部可访问参数。同时我们将外置温度计开发出相应的数字通讯能力，使其具备同样的RS232串口访问能力。这样不仅解决了单通道多参数的通讯问题，实现了在一个通道中多种参数的读写；而且实现了数字量数据的无损传送，提高了数据采集的精度。此外，在温度数据的发送和接收过程中，利用对传输数据进行的累加和效验，保证了数据传送的正确性，进一步提高了数据采集的精度，从而提高了本发明的控制精度。

本发明实施例提供的恒温槽温场控制方法先通过恒温槽的内置温度计和外置温度计自动采集恒温槽的温度数据，再由操作平台对采集的温度数据自动求差，接着通过求差得到的温差自动对内置温度计采集的温度数据进行补偿，最后根据经补偿的温度数据对恒温槽温场进行控制，这样实现了恒温槽温场的实时校准和远程自动控制，不仅提高了工作效率、恒温槽温场的稳定性及控温的自动化水平，而且使操作人员摆脱了长时间驻留带来的无谓劳动消耗，降低了工作人员的劳动强度。而当恒温槽的温场温度无法满足实际工作要求时，可以实现自动报警的功能，提高了本发明的实用性。此外，本发明还可以将恒温槽温场控制过程中的数据自动记录下来，实现了对恒温槽温场数据的自动记录。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种恒温槽温场控制方法，其特征在于，包括：

通过所述第一温差对内置温度计采集的温度数据进行补偿；

2.如权利要求1所述的恒温槽温场控制方法，其特征在于，所述将外置温度计采集的温度数据与恒温槽内置温度计采集的温度数据进行比较，得到第一温差，包括：所述外置温度计和恒温槽内置温度计均通过RS232接口将采集的温度数据传输到操作平台；所述操作平台接收到所述温度数据之后，对温度数据进行减法运算，得到所述第一温差。

3.如权利要求2所述的恒温槽温场控制方法，其特征在于，所述外置温度计通过RS232接口将采集的温度数据传输到操作平台，包括：在所述外置温度计中设计所述RS232接口的驱动电路；在外置温度计中编入所述驱动电路的驱动程序；将所述采集的温度数据通过RS232接口传输到所述操作平台。

4.如权利要求3所述的恒温槽温场控制方法，其特征在于，所述将采集的温度数据通过RS232接口传输到操作平台，包括：先在所述采集的温度数据表达值的前部加上起始编码，形成数据帧；然后将所述数据帧的所有数据累加，并丢掉高位进位；接着在数据帧的尾部追加效验码字节，再加上结束编码，形成完整的温度数据；最后将所述完整的温度数据通过所述RS232接口传输所述操作平台。

5.如权利要求4所述的恒温槽温场控制方法，其特征在于，所述操作平台接收到温度数据之后，对温度数据进行减法运算，得到第一温差，包括：所述操作平台接收到所述温度数据后，根据所述起始编码和所述结束编码解析出温度数据内部包含的数据；再在得到的温度数据表达值的前部再次加上起始编码，形成数据帧；然后将所述数据帧的所有数据累加，并丢掉高位进位；接着在数据帧的尾部追加效验码字节，再加上结束编码，重新得到完整的温度数据；判断所述重新得到的完整的温度数据和在所述外置温度计中得到的完整的温度数据是否相等，并根据判断结果进行相应的操作；

6.如权利要求1所述的恒温槽温场控制方法，其特征在于，所述通过第一温差对内置温度计采集的温度数据进行补偿，包括：根据所述第一温差判断所述内置温度计采集的温度数据和所述外置温度计采集的温度数据的大小，再对内置温度计采集的温度数据进行相应的温度补偿；

7.如权利要求1-6中任意一项所述的恒温槽温场控制方法，其特征在于，在所述将外置温度计采集的温度数据与恒温槽内置温度计采集的温度数据进行比较，得到第一温差之后，将所述第一温差与和第一温差相隔一个采集周期的后续温差进行减法运算，得到第三温差；将所述第三温差和温度阈值进行比较，并根据比较结果进行相应的操作；若第三温差大于所述温度阈值，则缩短所述采集周期直至第三温差小于或者等于温度阈值；其中，温度阈值由恒温槽的控温要求决定。

8.如权利要求7所述的恒温槽温场控制方法，其特征在于，在所述若第三温差大于温度阈值，缩短采集周期直至第三温差与温度阈值相等的同时，进行温度报警。

9.如权利要求1所述的恒温槽温场控制方法，其特征在于，还包括：将得到的温度数据和温差数据进行存储。

10.如权利要求2-5中任意一项所述的恒温槽温场控制方法，其特征在于，所述操作平台是通过将数据库扩展至局域网形成的；其中，所述数据库包括：SQL Server、Oracle、Sybase、Access及MYSQL。