CN108007586A - 一种多通道温度监测与控制装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多通道温度监测与控制装置，其中，测温部包括多个测温元件，安装于待测对象测温点；信号转换部将测温元件信号进行调制转换为工业标准模拟信号；信号复用部将多个测温信号进行切换复用；信号采集与处理部采集信号复用部输入信号，并对信号进行处理、判断，存储于数据存储部，并将温度监测信息输出至报警阵列部、控制信号输出部、数据显示部。本发明还提供一种多通道温度监测与控制方法，通过测量信号的多路复用方法，达到多对一的切换复用，从而实现同时获得多路测温信号，并基于实时温度值、温升速度等指标进行判断，进行实时保存、报警与输出控制，实时监测待测对象多测点温度及其分布。

Description

一种多通道温度监测与控制装置与方法

技术领域

本发明涉及工业过程监测技术领域，具体而言，涉及一种多通道温度监测与控制装置与方法。

背景技术

现代工业系统通常是由多个子系统组成的复杂综合体，因此，必须要对各个子系统的状态参数实行全方位的综合监测才能保证工业生产的安全和效率。参数众多、信息量大是工业系统过程目前状态实时监测的特点。随着工业过程监控技术的发展，测控技术及计算机技术的应用更为广泛及深入。基于计算机及自动控制原理能够满足工业系统参数多点监测要求，通过软硬件设计优化，可实现工业过程监测数据的一体化采集、处理与控制，更能有效的反映出被监控对象的参数运行状态，提高工业生产过程的安全性及效率。其中，温度参数监测是工业生产过程监测的重要内容之一。

发明内容

本发明的目的是：通过信号复用实现多路温度同时实时监测，并基于信号采集处理部可实现温度监测的信号存储、判断、报警、输出及显示等功能，从而实时监测待测对象多测点温度及其分布，为工业过程提供实时的温度监测与报警，提高工业生产过程的安全性及效率。

针对上述目的，本发明提供了一种多通道温度监测与控制装置，该装置包括：测温部、信号调制转换部、信号复用部、信号采集与处理部、报警阵列部、数据存储部、控制信号输出部、数据显示部及连接线缆。其中，测温部包括多个测温元件，安装于待测对象测温点；信号转换部将测温元件信号进行调制转换为工业标准模拟信号；信号复用部将多个测温信号进行切换复用，从而实现多点同时测温；信号采集与处理部采集信号复用部输入信号，并对信号进行处理、判断，存储于数据存储部，并将温度监测信息输出至报警阵列部、控制信号输出部、数据显示部。

上述测温部包括多个测温元件，安装于待测对象测温点。测温元件可为热电偶或热电阻等测温元件。

上述信号调制转换部为信号调制转换电路，可将测温元件信号进行调制转换为工业标准模拟信号。

上述信号复用部为多个信号多路复用电路单元，每个信号多路复用电路单元与多个测温元件的信号调制转换电路连接，实现信号多对一的切换复用。

上述信号采集与处理部包括：信号采集单元，为多路信号采集通道，每路采集通道与信号复用部相应的信号多路复用电路单元通过电缆连接，用以采集相应多路复用电路单元传输的模拟信号；信号处理单元，用以处理信号采集单元采集的温度数字信号，并加以逻辑判断；信号控制输出单元，有多个信号控制输出通道，接收信号处理单元逻辑判断结果，并做相应的硬件显示及控制输出；信号存储输出单元，输出信号采集单元采集的温度数字信号，以及信号处理单元得到的逻辑结果至数据存储部存储；信号通讯单元，将信号采集单元采集的温度数字信号，以及信号处理单元得到的逻辑结果，利用工业通讯标准协议传输并显示。

进一步，信号采集与处理部可为单片机或计算机等。

上述报警阵列部为硬件显示阵列，接收信号处理单元逻辑判断结果，并加以显示，可为各种类型的信号灯。

上述控制信号输出部为模拟信号输出电路，接收信号处理单元逻辑判断结果，并输出相应的控制模拟信号，实现后续的自动控制。

上述数据存储部为数字信号存储器，用以存储采集单元采集的温度数字信号，以及信号处理单元得到的逻辑结果，可为数据硬盘。

上述数据显示部为远程主机，通过工业通讯标准协议接收信号通讯单元发送的数据。

在本发明的另一个方面中，提供了一种多通道温度监测与控制方法，通过测量信号的多路复用方法，达到多对一的切换复用，从而实现利用有限几个通道来同时获得多路测温信号，同时基于实时温度值、温升速度等指标进行判断，进行实时保存、报警与输出控制。

所述的实时温度值指标判断原则为：

T≤T _温度阈值

其中，T为实时温度值，T _温度阈值为设定的报警与控制阈值。

所述的温升速度指标判断原则为：

V _T =(T ₂ -T ₁)/t_时间≤V _{温升速度阈值}

其中，T ₁、T ₂为两个时刻的温度值，t _时间为两个时刻的时间，V _{温升速度阈值}为设定的报警与控制阈值。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种多通道温度监测与控制装置与方法，该装置与方法通过信号复用实现多路温度同时实时监测，并基于信号采集处理部可实现温度监测的信号存储、判断、报警、输出及显示等功能，从而实时监测待测对象多测点温度及其分布，为工业过程提供实时的温度监测与报警，提高工业生产过程的安全性及效率。

附图说明

图1为实施例的一种多通道温度监测与控制装置的示意图。

图2为实施例的一种多通道温度监测与控制方法的判断流程图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

参照图1，本实施例提供了一种多通道温度监测与控制装置，该装置包括：测温部1、信号调制转换部2、信号复用部3、信号采集与处理部4、报警阵列部5、控制信号输出部6、数据存储部7、数据显示部8及连接线缆。

上述测温部1包括多个测温元件11，安装于待测对象测温点。测温元件11可为热电偶或热电阻等测温元件。

上述信号调制转换部2为信号调制转换电路，可将测温元件信号进行调制转换为工业标准模拟信号。

测温元件与相应的信号调制转换电路通道通过电缆91连接。

上述信号复用部3为多个信号多路复用电路单元31、32、33，每个信号多路复用电路单元与多个测温元件的信号调制转换电路通过电缆92连接，实现信号多对一的切换复用。

上述信号采集与处理部包括：信号采集单元41，为多路信号采集通道411、412、413，每路采集通道与信号复用部相应的信号多路复用电路单元通过电缆93连接，例如：多路复用电路单元31与信号采集通道411通过电缆93连接，用以采集相应多路复用电路单元传输的模拟信号；信号处理单元42，用以处理信号采集单元41采集的温度数字信号，并加以逻辑判断；信号控制输出单元43，有多个信号控制输出通道431、432，接收信号处理单元42逻辑判断结果，并做相应的硬件显示及控制输出。信号控制输出通道431与报警阵列部5 、信号控制输出通道432与控制信号输出部6通过电缆94连接；信号存储输出单元44，输出信号采集单元41采集的温度数字信号，以及信号处理单元42得到的逻辑结果至数据存储部7存储；信号通讯单元45，将信号采集单元41采集的温度数字信号，以及信号处理单元42得到的逻辑结果，利用工业通讯标准协议传输并显示。

进一步，信号采集与处理部4可为单片机或计算机等。

上述报警阵列部5为硬件显示阵列，接收信号处理单元42逻辑判断结果，并加以显示，可为各种类型的信号灯。

上述控制信号输出部6为模拟信号输出电路，接收信号处理单元42逻辑判断结果，并输出相应的控制模拟信号，实现后续的自动控制。

上述数据存储部7为数字信号存储器，通过数据总线95与信号存储输出单元44连接，用以存储采集单元41采集的温度数字信号，以及信号处理单元42得到的逻辑结果，可为数据硬盘。

上述数据显示部8为远程主机，通过工业通讯标准协议，与信号通讯单元45通过标准通讯线缆96连接，接收信号通讯单元发送的数据。

本实施例所提供的一种多通道温度监测与控制装置的工作过程为：用户首先根据是实施例连接装置，并将测温部中的多个测温元件安装于待测对象测温点；之后启动装置，通过信号转换部、信号复用部及信号采集与处理部，采集温度数据，并加以处理；最后由报警阵列部显示结果，由控制信号输出部输出相应的控制模拟信号，实现后续的自动控制，由数据存储部存储信号，由数据显示部显示数据。

参照图2，本实施例还提供了一种多通道温度监测与控制方法，通过测量信号的多路复用方法，达到多对一的切换复用，从而实现利用有限几个通道来同时获得多路测温信号，同时基于实时温度值、温升速度等指标按照图2所示流程进行，实现温度的实时保存、报警与输出控制。

所述的实时温度值指标判断原则为：

T≤T _温度阈值

其中，T为实时温度值，T _温度阈值为设定的报警与控制阈值。

所述的温升速度指标判断原则为：

V _T =(T ₂ -T ₁)/t_时间≤V _{温升速度阈值}

其中，T ₁、T ₂为两个时刻的温度值，t _时间为两个时刻的时间，V _{温升速度阈值}为设定的报警与控制阈值。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种多通道温度监测与控制装置，其特征在于，所述温度监测与报警装置包括：测温部、信号调制转换部、信号复用部、信号采集与处理部、报警阵列部、数据存储部、控制信号输出部、数据显示部及连接线缆；其中，测温部包括多个测温元件，安装于待测对象测温点；信号转换部将测温元件信号进行调制转换为工业标准模拟信号；信号复用部将多个测温信号进行切换复用，从而实现多点同时测温；信号采集与处理部采集信号复用部输入信号，并对信号进行处理、判断，存储于数据存储部，并将温度监测信息输出至报警阵列部、控制信号输出部、数据显示部。

2.根据权利要求1所述的一种多通道温度监测与控制装置，其特征在于，所述测温部包括多个测温元件，安装于待测对象测温点，测温元件可为热电偶或热电阻等测温元件；所述信号调制转换部为信号调制转换电路，可将测温元件信号进行调制转换为工业标准模拟信号；所述信号复用部为多个信号多路复用电路单元，每个信号多路复用电路单元与多个测温元件的信号调制转换电路连接，实现信号多对一的切换复用；所述信号采集与处理部包括：信号采集单元、信号处理单元、信号控制输出单元、信号存储输出单元与信号通讯单元；所述报警阵列部为硬件显示阵列，接收信号处理单元逻辑判断结果，并加以显示；所述控制信号输出部为模拟信号输出电路，接收信号处理单元逻辑判断结果，并输出相应的控制模拟信号，实现后续的自动控制；所述数据存储部为数字信号存储器，用以存储采集单元采集的温度数字信号，以及信号处理单元得到的逻辑结果；所述数据显示部为远程主机，通过工业通讯标准协议接收信号通讯单元发送的数据。

3.根据权利要求2所述的信号采集与处理部，其特征在于，所述信号采集单元，为多路信号采集通道，每路采集通道与信号复用部相应的信号多路复用电路单元通过电缆连接，用以采集相应多路复用电路单元传输的模拟信号；所述信号处理单元，用以处理信号采集单元采集的温度数字信号，并加以逻辑判断；所述信号控制输出单元，有多个信号控制输出通道，接收信号处理单元逻辑判断结果，并做相应的硬件显示及控制输出；所述信号存储输出单元，输出信号采集单元采集的温度数字信号，以及信号处理单元得到的逻辑结果至数据存储部存储；所述信号通讯单元，将信号采集单元采集的温度数字信号，以及信号处理单元得到的逻辑结果，利用工业通讯标准协议传输并显示。

4.一种多通道温度监测与控制方法，其特征在于，通过测量信号的多路复用方法，达到多对一的切换复用，从而实现利用有限几个通道来同时获得多路测温信号，同时基于实时温度值、温升速度等指标进行判断，进行实时保存、报警与输出控制。

5.根据权利要求4所述的实时温度值指标判断原则为：

T≤T _温度阈值

其中，T为实时温度值，T _温度阈值为设定的报警与控制阈值。

6.根据权利要求4所述的温升速度指标判断原则为：

V _T =(T ₂ -T ₁)/t_时间≤V _{温升速度阈值}

其中，T ₁、T ₂为两个时刻的温度值，t _时间为两个时刻的时间，V _{温升速度阈值}为设定的报警与控制阈值。