CN109871049B - 一种热成形设备多区域温度控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种热成形设备多区域温度控制系统，包括人机交互系统、控温及温度采集系统、加热系统；人机交互系统与控温及温度采集系统通过RS485总线通信方式进行连接，控温及温度采集检测系统与加热系统通过控制电路进行连接。利用人机交互系统进行多区域同时温度参数设置，启停加热。经过控温及温度采集系统，使多区域温度在升温过程中能够达到平滑升温效果。与已有的温度控制系统相比，本发明的控制系统具有控制简单，运行可靠、经济性强等优点。
Description
技术领域
本发明涉及机械设备的多区域温度控制系统，特别涉及热成形设备多区域温度控制系统。
背景技术
目前热成形机是利用高温对钛合金、镁合金、铝合金等板材金属件进行高低温加热吨位压制进行改变其形状的设备。其中，多区域温度控制系统传统加热方式一般由多个单通道控温表进行温度控制，设计方法存在设计结构冗余、成本高、且对结果需多次验证等诸多弊端。面对日益激烈的市场竞争，企业迫切地需要智能化改造，以提高系统的有效利用率，降低系统制造与维护成本。
传统热成形设备多区域温度控制系统由多个单通道温控表进行控制加热温度，结构设计冗余，成本高，且对结果需多次验证。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种热成形设备多区域温度控制系统由多通道控温模块控制加热温度，设计结构简单，成本下调，调试方便快捷。
本发明所采用的技术方案是：一种热成形设备多区域温度控制系统，包括：人机交互系统、控温及温度采集系统、加热系统；人机交互系统与控温及温度采集系统通过双向通信方式进行连接，控温及温度采集检测系统与加热系统通过控制电路进行连接；利用人机交互系统进行多区域同时温度参数设置，启停加热；利用控温及温度采集系统控制加热系统对相应区域进行加热。
人机交互系统包括信号输入模块、信号灯、触摸屏；控温及温度采集系统包括温度传感器、多通道控温模块、三相调压模块和断线检测模块；加热系统包括加热电源变压器、加热元器件；
信号输入模块发送控制信号给加热电源变压器，控制加热电源变压器开启或停止工作；
信号灯接收加热电源变压器发送的启动或停止工作信号、故障报警信号，接收断线检测模块发送的故障报警信号；
触摸屏接收多通道控温模块发送的若干区域的实时温度，触摸屏将若干区域的设定温度值发送至多通道控温模块；
多通道温控模块接收触摸屏发送的若干区域的设定温度值，对设定温度值进行PID运算后，发送电流信号至三相调压模块；多通道温控模块与温度传感器通过二次控制回路进行连接，接收温度传感器发送的实时温度值，并发送至触摸屏；
三相调压模块接收多通道控温模块发送的电流信号，对三相调压模块进行电流信号调整，输出不同大小的电流至加热元器件；三相调压模块与加热电源变压器通过一次控制回路连接；
断线检测模块检测三相调压模块与加热元器件之间的电路是否连通，并检测加热元器件是否有损坏，将检测结果发送至信号灯；
温度传感器测量若干区域的实时温度，将测量到的实时温度值发送至多通道控温模块；
加热电源变压器给三相调压模块、加热元器件供电；加热元器件接收三相调压模块发送的不同大小的电流，对相应的区域进行加热。
触摸屏与多通道控温模块通过RS485双向通信。
多通道温控模块与三相调压模块通过二次控制回路进行连接。
多通道温控模块对三相调压模块进行4到20mA电流信号调整，改变加热电源变压器输出到三相调压模块的电流大小，使得加热元器件对相应区域进行加热时满足如下要求：在500℃以内，温差在±5℃范围内；在500℃至900℃范围内，温差在±3℃范围内；当区域温度达到设定温度值时，一个小时后，多区域温差在±1℃范围内。
本发明与现有技术相比的优点在于：
本发明可对热成形机进行多个区域温度控制，便于随时增加或减少温度控制区域的硬件平台。本发明与传统多区域控温相比，可大大提高控制精度，减少继电器启停次数，防止在升温过程中由于继电器的启停次数太过频繁而造成继电器或加热元件的损坏，从而导致某个区域不升温。并且减少了单通道控温仪表的数量，从而降低了仪表的故障率，提高了设备的整体效率。与已有的温度控制系统相比，此套控制系统控制简单，运行可靠、有效提高了生产效率且炉温加热均匀，降低了平台功率负荷，提高了整体加热性能。
附图说明
图1是本发明的热成形设备多区域温度控制系统结构框图；
图2是本发明的热成形设备多区域温度控制系统原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
如图1、图2所示，本发明提供一种热成形设备多区域温度控制系统，包括人机交互系统、控温及温度采集系统、加热系统；人机交互系统与控温及温度采集系统通过485总线通信方式进行连接，控温及温度采集检测系统与加热系统通过二次控制回路进行连接。利用人机交互系统既可以对多区域进行温度参数设置、显示又可以对设备进行启停加热操作。经过控温及温度采集系统，使多区域温度在升温过程中达到平滑升温效果。
热成形设备多区域温度控制系统，包括：人机交互系统、控温及温度采集系统、加热系统；人机交互系统包括信号输入模块、信号灯、触摸屏；控温及温度采集系统包括温度传感器、多通道控温模块、三相调压模块和断线检测模块；加热系统包括加热电源变压器、加热元器件；
信号输入模块发送控制信号给加热电源变压器，控制加热电源变压器开启或停止工作；例如，在本实施例中，信号输入模块可采用操作旋钮或PLC输入方式进行信号输入。
信号灯接收加热电源变压器发送的启动或停止工作信号、故障报警信号，接收断线检测模块发送的故障报警信号；
触摸屏与多通道控温模块通过RS485双向通信，触摸屏接收多通道控温模块发送的若干区域的实时温度，触摸屏将若干区域的设定温度值发送至多通道控温模块；例如，在本实施例中，触摸屏采用触摸一体机。
多通道温控模块与三相调压模块通过二次控制回路进行连接，接收触摸屏发送的若干区域的设定温度值，对设定温度值进行PID运算后，发送电流信号至三相调压模块，对三相调压模块进行4到20mA电流信号调整，从而改变加热电源变压器输出到三相调压模块的电流大小，使多区域温度在升温过程中达到平滑升温效果，使得多区域温度在加热过程中满足如下要求：在500℃以内，温差在±5℃范围内；在500℃至900℃范围内，温差在±3℃范围内；当区域温度达到设定温度值时，一个小时后，多区域温差在±1℃范围内。多通道温控模块与温度传感器通过二次控制回路进行连接，接收温度传感器发送的实时温度值，并发送至触摸屏；
三相调压模块接收多通道控温模块发送的电流信号，对三相调压模块进行电流信号调整，输出不同大小的电流至加热元器件；三相调压模块与加热电源变压器通过一次控制回路连接；
断线检测模块检测三相调压模块与加热元器件之间的电路是否连通，并检测加热元器件是否有损坏，将检测结果发送至信号灯；例如，在本实施例中，断线检测模块使用电机保。
温度传感器测量若干区域的实时温度，将测量到的实时温度值发送至多通道控温模块；例如，在本实施例中，温度传感器使用铠装K型热电偶，测量范围为0℃～1300℃。
加热电源变压器给三相调压模块、加热元器件供电；加热元器件接收三相调压模块发送的不同大小的电流，对相应的区域进行加热。例如：在本实例中，加热电源变压器使用干式变压器，电压为三相交流380V输入，相电压72V输出和线电压127V输出。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知技术。
Claims (3)
1.一种热成形设备多区域温度控制系统，其特征在于，包括：人机交互系统、控温及温度采集系统、加热系统；人机交互系统与控温及温度采集系统通过双向通信方式进行连接，控温及温度采集检测系统与加热系统通过控制电路进行连接；利用人机交互系统进行多区域同时温度参数设置，启停加热；利用控温及温度采集系统控制加热系统对相应区域进行加热；
人机交互系统包括信号输入模块、信号灯、触摸屏；控温及温度采集系统包括温度传感器、多通道控温模块、三相调压模块和断线检测模块；加热系统包括加热电源变压器、加热元器件；
信号输入模块发送控制信号给加热电源变压器，控制加热电源变压器开启或停止工作；
信号灯接收加热电源变压器发送的启动或停止工作信号、故障报警信号，接收断线检测模块发送的故障报警信号；
触摸屏接收多通道控温模块发送的若干区域的实时温度，触摸屏将若干区域的设定温度值发送至多通道控温模块；
多通道温控模块接收触摸屏发送的若干区域的设定温度值，对设定温度值进行PID运算后，发送电流信号至三相调压模块；多通道温控模块与温度传感器通过二次控制回路进行连接，接收温度传感器发送的实时温度值，并发送至触摸屏；
三相调压模块接收多通道控温模块发送的电流信号，对三相调压模块进行电流信号调整，输出不同大小的电流至加热元器件；三相调压模块与加热电源变压器通过一次控制回路连接；
断线检测模块检测三相调压模块与加热元器件之间的电路是否连通，并检测加热元器件是否有损坏，将检测结果发送至信号灯；
温度传感器测量若干区域的实时温度，将测量到的实时温度值发送至多通道控温模块；
加热电源变压器给三相调压模块、加热元器件供电；加热元器件接收三相调压模块发送的不同大小的电流，对相应的区域进行加热；
多通道温控模块对三相调压模块进行4到20mA电流信号调整，改变加热电源变压器输出到三相调压模块的电流大小，使得加热元器件对相应区域进行加热时满足如下要求：在500℃以内，温差在±5℃范围内；在500℃至900℃范围内，温差在±3℃范围内；当区域温度达到设定温度值时，一个小时后，多区域温差在±1℃范围内。
2.根据权利要求1所述的一种热成形设备多区域温度控制系统，其特征在于：触摸屏与多通道控温模块通过RS485双向通信。
3.根据权利要求2所述的一种热成形设备多区域温度控制系统，其特征在于：多通道温控模块与三相调压模块通过二次控制回路进行连接。
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