CN104571201A - 三相电多通道温控器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及温控器技术领域，特指一种三相电多通道温控器；本发明包括三相电输入、三相电功率控制电路、三相电过零检测电路、主控制MCU电路、热电偶电压采集电路、温度采集MCU电路，将三相电同时接入一个温控器，通过电路设计，实现单个温控器中三相电各相各接入一个负载，通过一个微控制器实现对各相所接负载同时进行恒温控制，实现三相电在每个温控器上的各相功率平均分配，可以实现单个温控制器三的整数倍通道的拓展；节约整机体积、降低整机成本、降低整机组装人力成本。
Description
技术领域
本发明涉及温控器技术领域，特指一种应用于工业注塑机模具温度控制领域的三相电多通道温控器。
背景技术
现有温度控制器有以下缺点。
1、现有的温控器是单通道温控器，单通道温控器使用单相电为系统供电，系统设计简单，但是，工业应用环境中，通常需要将几十甚至上百个单通道温控器集中到一个温控箱上实现集中控制，虽然，由于工业三相电的限制，需要将所有单通道温控器尽量平均分配接入三相电的各相中，但实际很难实现三相电的各相接入功率平均分配。对于大型工厂，当接入的温控箱过多时，这种缺陷会造成三相电各相电压差距太大。同时造成温控箱体积大，接线复杂。
2、在电路设计中，每一个单通道温控器至少需要一个微控制器（MCU）来完成温控器的温度采集和恒温控制，因此会造成整个温控箱的成本过高，系统体积过大。
3、缺乏高压输出端部分电流、电压检测电路，无法检测负载加热圈开路和短路错误。
4、缺乏热电偶错误检测装置，无法在使用过程中检测热电偶反接、热电偶短路、热电偶开路错误。
5、温度采集部分，所能使用的热电偶类型单一。
6、不具备通信功能，不能通过通信接口发送控制命令、集中采集各通道温度信息实现对温控器温度设定、开启、关闭、集中操作等控制，必须通过按键手动进行设定。
因此，基于上述现有的温控器的缺陷，需要对现有的温控器进行改进。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种三相电多通道温控器，该温控器解决了现有的温控器所存在的：很难实现三相电的各相接入功率平均分配、成本过高、系统体积过大等缺陷。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
三相电多通道温控器，三相电输入的一个输出端接三相电功率控制电路的输入端，三相电输入的另一个输出端接三相电过零检测电路的输入端；
三相电过零检测电路的输出端接主控MCU电路的一个输入端；
三相电功率控制电路的输出端连接到加热圈功率负载，三相电功率控制电路的一个输入端接主控MCU电路的一个输出端；
主控MCU电路的一个输入输出端接温度采集MCU电路的输入输出端；
热电偶电压采集电路的输出端接温度采集MCU电路的一个输入端，热电偶电压采集电路的输入端接外部热电偶。
三相电功率控制电路的输出端接三相电输出电流电压检测电路的输入端，三相电输出电流电压检测电路的一个输出端接加热圈功率负载、另一个输出端接主控MCU电路的一个输入端。
主控MCU电路的一个输入输出端接CAN通信电路的输入输出端，CAN通信电路的一个输入输出端接隔离CAN通信信号线。
温度采集MCU电路的一个输入输出端接数码显示与设置电路的输入输出端。
温控器还包括整机电源。
主控MCU电路中连接有模数转换器。
主控MCU电路中连接有PID控制器。
三相电输出电流电压检测电路中连接有电流电压互感器。
三相电功率控制电路的各相中串联有功率控制器件；功率控制器件为可控硅。
本发明的有益效果在于：将三相电同时接入一个温控器，通过电路设计，实现单个温控器中三相电各相各接入一个负载，通过一个微控制器实现对各相所接负载同时进行恒温控制，实现三相电在每个温控器上的各相功率平均分配，可以实现单个温控制器三的整数倍通道的拓展；具有各相负载加热圈开路、短路检测功能，可以实时检测热电偶反接、热电偶短路、热电偶开路等错误，能够采集不同类型热电偶的温度，实现集中采集各通道温度、错误信息、集中进行各通道温度监控、错误信息监控，增加温控器地址、板类型、通道数设置与显示功能、错误代码显示功能、方便查看及错误排查，节约整机体积、降低整机成本、降低整机组装人力成本。
附图说明
图1为本发明的结构原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
见图1，本发明三相电多通道温控器包括：三相电输入1、三相电功率控制电路2、三相电输出电流电压检测电路3、三相电过零检测电路4、整机电源5、主控制MCU电路6、CAN通信电路7、热电偶电压采集电路8、温度采集MCU电路9、数码显示与设置电路10。
本发明的电源输入端接三相AC100～220V、50/60Hz工业用电，功率输出端接加热圈功率负载，热电偶电压采集电路8连接不同种类的热电偶，CAN通信电路7连接隔离CAN通信信号线。
三相电输入1的一个输出端接三相电功率控制电路2的输入端，三相电输入1的另一个输出端接三相电过零检测电路4的输入端。
三相电功率控制电路2的输出端接三相电输出电流电压检测电路3的输入端，三相电功率控制电路2的另一个输入端接主控MCU电路6的一个输出端。
三相电输出电流电压检测电路3的一个输出端接加热圈功率负载、另一个输出端接主控MCU电路6的一个输入端。
三相电过零检测电路4的输出端接主控MCU电路6的一个输入端，三相电过零检测电路4通过检测三相电中各相的过零点，为三相电功率控制电路2实现不同导通时间的功率控制提供时间参考起点。
主控MCU电路6的一个输入输出端接CAN通信电路7的输入输出端、另外一个输入输出端接温度采集MCU电路9的输入输出端。
CAN通信电路7的一个输入输出端接隔离CAN通信信号线，CAN通讯电路7接收电脑、集中控制器等设备的控制命令，集中控制温控器的各通道温度、开启、关闭，集中采集温控器的各通道温度及错误信息。
热电偶电压采集电路8的输出端接温度采集MCU电路9的一个输入端，热电偶电压采集电路8的输入端接外部热电偶。
温度采集MCU电路9的一个输入输出端接数码显示与设置电路10的输入输出端，温度采集MCU电路9，将热电偶电压采集电路8的输出端电压信号，通过温度采集MCU电路9中模数转换器ADC进行转换，并通过内部算法计算出实际的温度值，并发送给主控MCU电路6；数码显示与设置电路10用于在出厂时设置三相电多通道温控器的板地址、板类型、通道数等信息，并于运行状态下显示板地址、错误代码等信息。
整机电源5为三相电功率控制电路2、三相电输出电流电压检测电路3、三相电过零检测电路4、主控MCU电路6、CAN通信电路7、热电偶电压采集电路8、温度采集MCU电路9、数码显示与设置电路10提供各种规格电源。
三相电多通道温控器将三相电同时接入一个温控器，通过电路设计，实现单个温控器中三相电各相各接入一个负载，通过一个微控制器实现对各相所接负载同时进行恒温控制，实现三相电在每个温控器上各相的功率平均分配。
三相电功率控制电路2通过改变各相中串联的功率控制器件（可控硅）的导通时间来改变各相输出端功率，采用移相触发，通过控制各相中每个正弦波半波的导通时间来实现各相可调恒压输出端；采用过零触发，通过改变一秒钟正弦波半波的导通个数来改变一秒钟的平均输出端功率，对于导通个数，均匀分配到一秒钟内，时间所需输出端功率的均匀输出端。
三相电输出电流电压检测电路3通过电流电压互感器采集输出端负载电流、电压信号，通过电路处理，主控MCU电路6中模数转换器ADC转换、计算并进行加热圈开路、短路检测。
主控MCU电路6根据三相电过零检测电路4的过零信号、温度采集MCU电路9的温度值，通过判断设定温度与实际温度之间的偏差，通过内部PID控制器（比例proportion，积分integration，微分differentiation）计算输出端功率，再根据过零触发或移相触发选择相应的输出端控制算法，控制三相电功率控制电路2中串联的功率控制器件的导通时间，最终控制功率，完成温度的恒定控制。
本发明具备以下特点。
1、单个温控器可按照三的整数倍通道的拓展，如三相电三通道温控器、三相电六通道温控器和三相电九通道温控器等。
2、单个温控器对接入三相电的各相所接负载同时进行恒温控制，实现三相电在每个温控器上的各相功率平均分配。
3、具备对加热圈功率负载的开路、短路检测功能。
4、具备热电偶错误检测功能，用于实时检测热电偶反接、热电偶短路、热电偶开路等错误。
5、具备CAN通信功能，用于实现电脑、集中控制器等设备集中控制温控器的各通道温度、开启、关闭，集中采集温控器的各通道温度及错误信息。
6、输出端触发方式：移相触发、过零触发。
当然，以上所述之实施例，只是本发明的较佳实例而已，并非限制本发明实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。
Claims (10)
1.三相电多通道温控器，其特征在于：三相电输入的一个输出端接三相电功率控制电路的输入端，三相电输入的另一个输出端接三相电过零检测电路的输入端；
三相电过零检测电路的输出端接主控MCU电路的一个输入端；
三相电功率控制电路的输出端连接到加热圈功率负载，三相电功率控制电路的一个输入端接主控MCU电路的一个输出端；
主控MCU电路的一个输入输出端接温度采集MCU电路的输入输出端；
热电偶电压采集电路的输出端接温度采集MCU电路的一个输入端，热电偶电压采集电路的输入端接外部热电偶。
2.根据权利要求1所述的三相电多通道温控器，其特征在于：三相电功率控制电路的输出端接三相电输出电流电压检测电路的输入端，三相电输出电流电压检测电路的一个输出端接加热圈功率负载、另一个输出端接主控MCU电路的一个输入端。
3.根据权利要求1所述的三相电多通道温控器，其特征在于：主控MCU电路的一个输入输出端接CAN通信电路的输入输出端，CAN通信电路的一个输入输出端接隔离CAN通信信号线。
4.根据权利要求1所述的三相电多通道温控器，其特征在于：温度采集MCU电路的一个输入输出端接数码显示与设置电路的输入输出端。
5.根据权利要求1所述的三相电多通道温控器，其特征在于：温控器还包括整机电源。
6.根据权利要求1所述的三相电多通道温控器，其特征在于：主控MCU电路中连接有模数转换器。
7.根据权利要求1所述的三相电多通道温控器，其特征在于：主控MCU电路中连接有PID控制器。
8.根据权利要求1所述的三相电多通道温控器，其特征在于：三相电输出电流电压检测电路中连接有电流电压互感器。
9. 根据权利要求1所述的三相电多通道温控器，其特征在于：三相电功率控制电路的各相中串联有功率控制器件。
10.根据权利要求1所述的三相电多通道温控器，其特征在于：功率控制器件为可控硅。
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2014
- 2014-12-31 CN CN201410845828.7A patent/CN104571201A/zh active Pending
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