CN104133501A - 加热装置温度控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了加热装置温度控制系统，主要由依次相连接的温度传感器、测量电路、A/D转换器、控制器、D/A转换器、驱动电路和加热装置构成，所述温度传感器和加热装置均设置在待加热器件内部，所述控制器与显示面板相连接。本发明通过对待加热器件进行实时温度检测实现对加热方式的自动控制，有利于实现控制方式的自动化；同时，通过采用远程传输信号方式，能够实现较高温环境下对系统的控制，减少了工作人员的工作量和工作危险性，也提高了对加热装置的控制质量。

Description

加热装置温度控制系统

技术领域

本发明涉及信息控制领域，具体是指加热装置温度控制系统。

背景技术

随着科学技术的发展和工业生产水平的提高，电加热炉已经在冶金、化工、机械等各类工业控制中得到了广泛应用，并且在国民经济中占有举足轻重的地位。对于这样一个具有非线性、大滞后、大惯性、时变性、升温单向性等特点的控制对象，很难用数学方法建立精确的数学模型，因此用传统的控制理论和方法很难达到好的控制效果。其控制系统属于一阶纯滞后环节，导致传统控制方式超调大、调节时间长、控制精度低。

发明内容

本发明的目的在于提供加热装置温度控制系统，该系统设计简单、精度高、控制效果好，能够提高加热装置控制质量和自动化水平。

本发明通过以下技术方案实现：

加热装置温度控制系统，主要由依次相连接的温度传感器、测量电路、A/D转换器、控制器、D/A转换器、驱动电路和加热装置构成，所述温度传感器和加热装置均设置在待加热器件内部，所述控制器与显示面板相连接。加热装置对待加热器件进行加热，温度传感器检测带加热器件内部温度之后通过测量电路将信息发送到A/D转换器进行模数转换，控制器接收数字信号后进行分析处理将进一步控制信号发送到D/A转换器进行数模转换后发送到驱动电路，驱动电路将驱动信号发送到加热装置对待加热器件进行加热，所述加热装置选用加热电阻，控制器将实时温度信息和控制信息发送到显示面板进行显示，所述显示面板为带键盘的LCD。

进一步地，所述控制器还连接有蜂鸣器。在保温阶段，当带加热器件处于故障状态，需要报警提醒。所以在电路设计上应用了蜂鸣器，当出现故障时蜂鸣器鸣叫，提醒操作人员注意。

进一步地，所述控制器还连接有定时计数器。系统运行时，定时计数器需要系统每隔一段时间给它一个信号，用以清空它的计数器，如果没有这个信号，计数器溢出，则会给控制器一个复位信号，使处控制器强制复位，这样可以避免死机。

进一步地，所述控制器还通过RS2332接口与GSM通讯装置相连接，所述GSM通讯装置与上位机相连接。控制器通过GSM通讯装置与上位机进行通讯，将检测和控制信息发送到上位机，也接收上位机的控制信号，对驱动电路进行运行控制。

进一步地，所述显示面板为带键盘的LCD。

进一步地，所述控制器选用89C51单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器。

进一步地，所述温度传感器选用铂电阻温度传感器。铂电阻温度传感器是利用其电阻和温度成一定函数关系而制成的温度传感器,由于其测量准确度高、测量范围大、复现性和稳定性好等,被广泛用于中温(-200℃～650℃)范围的温度测量中。

进一步地，所述加热装置选用加热电阻。

进一步地，所述驱动电路选用可控硅输出光电耦合器。可控硅输出光电耦合器以光为媒介传输电信号，它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，控硅输出光电耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。这就完成了电—光—电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件，因而具有很强的共模抑制能力。所以，它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件，可以大大增加计算机工作的可靠性。利用单片机控制双向可控硅的导通角。在不同时刻利用单片机给双向可控硅的控制端发出触发信号，使其导通或关断，实现负载电压有效值的不同，以达到调压控制的目的。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

（1）本发明通过对待加热器件进行实时温度检测实现对加热方式的自动控制，有利于实现控制方式的自动化。

（2）本发明通过采用远程传输信号方式，能够实现较高温环境下对系统的控制，减少了工作人员的工作量和工作危险性，也提高了度对加热装置的控制质量。

附图说明

    图1为系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细介绍，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

加热装置温度控制系统，主要由依次相连接的温度传感器、测量电路、A/D转换器、控制器、D/A转换器、驱动电路和加热装置构成，所述温度传感器和加热装置均设置在待加热器件内部，所述控制器与显示面板相连接。加热装置对待加热器件进行加热，温度传感器检测带加热器件内部温度之后通过测量电路将信息发送到A/D转换器进行模数转换，控制器接收数字信号后进行分析处理将进一步控制信号发送到D/A转换器进行数模转换后发送到驱动电路，驱动电路将驱动信号发送到加热装置对待加热器件进行加热，所述加热装置选用加热电阻，控制器将实时温度信息和控制信息发送到显示面板进行显示，所述显示面板为带键盘的LCD。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上进一步限定所述控制器还连接有蜂鸣器。在保温阶段，当带加热器件处于故障状态，需要报警提醒。所以在电路设计上应用了蜂鸣器，当出现故障时蜂鸣器鸣叫，提醒操作人员注意。本实施例其他部分与实施例1相同，不再赘述。

实施例3：

本实施例在实施例1的基础上进一步限定所述控制器还连接有定时计数器。系统运行时，定时计数器需要系统每隔一段时间给它一个信号，用以清空它的计数器，如果没有这个信号，计数器溢出，则会给处理器一个复位信号，使处理器强制复位，这样可以避免死机。本实施例其他部分与实施例1相同，不再赘述。

实施例4：

本实施例在实施例1的基础上进一步限定所述控制器还通过RS2332接口与GSM通讯装置相连接，所述GSM通讯装置与上位机相连接。系统通过GSM通讯装置与上位机进行通讯，将检测和控制信息发送到上位机，也接收上位机的控制信号，对驱动电路进行运行控制。本实施例其他部分与实施例1相同，不再赘述。

实施例5：

本实施例在实施例1的基础上进一步限定所述控制器选用89C51单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器。本实施例其他部分与实施例1相同，不再赘述。

实施例6：

本实施例在实施例1的基础上进一步限定所述温度传感器选用铂电阻温度传感器。铂电阻温度传感器是利用其电阻和温度成一定函数关系而制成的温度传感器,由于其测量准确度高、测量范围大、复现性和稳定性好等,被广泛用于中温(-200℃～650℃)范围的温度测量中。本实施例其他部分与实施例1相同，不再赘述。

实施例7：

本实施例在实施例1的基础上进一步限定所述驱动电路选用可控硅输出光电耦合器。可控硅输出光电耦合器以光为媒介传输电信号，它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，控硅输出光电耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。这就完成了电—光—电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件，因而具有很强的共模抑制能力。所以，它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件，可以大大增加计算机工作的可靠性。利用单片机控制双向可控硅的导通角。在不同时刻利用单片机给双向可控硅的控制端发出触发信号，使其导通或关断，实现负载电压有效值的不同，以达到调压控制的目的。本实施例其他部分与实施例1相同，不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.加热装置温度控制系统，其特征在于：主要由依次相连接的温度传感器、测量电路、A/D转换器、控制器、D/A转换器、驱动电路和加热装置构成，所述温度传感器和加热装置均设置在待加热器件内部，所述控制器与显示面板相连接。

2.根据权利要求1所述的加热装置温度控制系统，其特征在于：所述控制器还连接有蜂鸣器。

3.根据权利要求1所述的加热装置温度控制系统，其特征在于：所述控制器还连接有定时计数器。

4.根据权利要求1所述的加热装置温度控制系统，其特征在于：所述控制器还通过RS2332接口与GSM通讯装置相连接，所述GSM通讯装置与上位机相连接。

5.根据权利要求1所述的加热装置温度控制系统，其特征在于：所述显示面板为带键盘的LCD。

6.根据权利要求1所述的加热装置温度控制系统，其特征在于：所述控制器选用89C51单片机。

7.根据权利要求1所述的加热装置温度控制系统，其特征在于：所述温度传感器选用铂电阻温度传感器。

8.根据权利要求1所述的加热装置温度控制系统，其特征在于：所述加热装置选用加热电阻。

9.根据权利要求1所述的加热装置温度控制系统，其特征在于：所述驱动电路选用可控硅输出光电耦合器。