CN111473647A - 一种铝合金熔炼加工温度智能控制方法及其智能控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种铝合金熔炼加工温度智能控制方法，包括以下步骤：S1、调节模块接入到交流电网中的将交流电进行变压处理，变压后的交流电传输到整流器转换成直流电，直流电传输给智能功率模块；S2、采用电压检测模块和电流检测模块检测传输给智能功率模块的直流电的电压数据和电流数据；S3、单片机发送指令给PWM电路产生脉冲宽度调制信号；S4、接收到脉冲宽度调制信号的智能功率模块将直流电进行逆变处理和脉冲宽度调变转换成可调节变频电流输送给安装在感应炉内的电感器作为负载，本发明还提供了一种铝合金熔炼加工温度智能控制系统，实现感应炉温度的自主控制，实时监测感应炉的内部温度，适应不同铝合金熔炼的加热温度需求。

Description

一种铝合金熔炼加工温度智能控制方法及其智能控制系统
技术领域
本发明涉及一种温度控制方法，特别是涉及一种铝合金熔炼加工温度智能控制方法及其智能控制系统。
背景技术
铝合金是以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金，是轻金属材料之一，在铝合金熔炼的过程中需要检测其成分是否符合要求，目前针对铝合金熔炼过程成分分析仪器，大多采用金属材料元素分析，用于铝合金中的Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、Ti、V、Al、W、Nb、Mg、稀土总量、Co等元素含量的检测。
在铝合金熔炼过程中大多采用感应炉，即利用电磁感应原理熔化金属的工业炉。感应炉采用的交流电源有工频(50Hz或60Hz)、中频(60～10000Hz)和高频(高于10000Hz)3种。感应炉分感应熔炼炉和感应加热设备两类。前者用于物料的熔炼或保温，炉料最终呈液态状；后者用于物料的加热，包括物料整体均匀加热、表面加热或局部加热。
但是现有的感应炉温度调节大多是被动式的，不能够自主的调节感应炉的加热温度，不能够自主的控制加热温度。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种铝合金熔炼加工温度智能控制方法，实现感应炉温度的自主控制，实时监测感应炉的内部温度，适应不同铝合金熔炼的加热温度需求。
本发明是这样实现的，一种铝合金熔炼加工温度智能控制方法，包括以下步骤：
S1、调节模块接入到交流电网中的将交流电进行变压处理，变压后的交流电传输到整流器转换成直流电，直流电传输给智能功率模块；
S2、采用电压检测模块和电流检测模块检测传输给智能功率模块的直流电的电压数据和电流数据，并将电压数据和电流数据传输给单片机进行处理，并对电压数据和电流数据进行存储和分析；
S3、单片机发送指令给PWM电路产生脉冲宽度调制信号，脉冲宽度调制信号经过光电耦合器进行隔离和电平转换单向传输给输给智能功率模块；
S4、接收到脉冲宽度调制信号的智能功率模块将直流电进行逆变处理和脉冲宽度调变转换成可调节变频电流输送给安装在感应炉内的电感器作为负载，通过温度检测模块来检测感应炉内的温度数据并穿过给单片机进行数据处理、储存和解析。
作为优选，所述步骤S1中交流电网的频率为50Hz，电压为220V。
作为优选，所述S4中可调节变频电流包括工频交流电、中频交流电和高频交流电。
在该控制方法中，通过单片机控制智能功率模块调节输出电流的功率，从而能够控制电感器的加热温度，实现感应炉温度的自主控制；通过温度检测模块能够实时监测感应炉内的温度，方便针对不同的铝合金熔炼，来调节适合的温度，实现智能化的温度控制；电压检测模块、电流检测模块能够检测电压和电流数据供单片机使用，保证控制指令的精准性。
本发明还提供了一种铝合金熔炼加工温度智能控制系统，包括：
调压模块：该模块接入到交流电网中并且对交流电网的电压进行调节；
整流器：与所述调压模块连接，将交流电转换成直流电；
智能功率模块：与所述整流器进行连接，将直流电进行逆变处理成交流电，并且调节交流电的脉冲宽度，实现交流电的功率控制；
电感器：与所述智能功率模块连接，将电能转换成电磁能实现对感应炉内的铝合金进行加热熔炼；
温度检测模块：安装在感应炉内测试温度，并将温度数据传输给单片机处理；
电压检测模块、电流检测模块：均与所述整流器进行连接，用于测量电压和电流数据；
单片机：与所述电压检测模块、电流检测模块连接，对电压和电流数据进行处理、存储和解析；
PWM电路：与所述单片机连接，单片机控制PWM电路产生脉冲宽度调制信号；
光电耦合器：与所述PWM电路，并将传输脉冲宽度调制信号给智能功率模块。
作为优选，所述单片机连接有用户控制端。
作为优选，所述用户控制端通过发送指令给单片机处理后控制PWM电路产生脉冲宽度调制信号使得智能功率模块进行交流电的功率控制，从而实现电感器对感应炉内铝合金加热温度的控制。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：通过单片机控制智能功率模块调节输出电流的功率，从而能够控制电感器的加热温度，实现感应炉温度的自主控制；通过温度检测模块能够实时监测感应炉内的温度，方便针对不同的铝合金熔炼，来调节适合的温度，实现智能化的温度控制；电压检测模块、电流检测模块能够检测电压和电流数据供单片机使用，保证控制指令的精准性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例2提供的一种铝合金熔炼加工温度智能控制系统的原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
本实施例提供了一种铝合金熔炼加工温度智能控制方法，包括以下步骤：
S1、调节模块接入到交流电网中的将交流电进行变压处理，变压后的交流电传输到整流器转换成直流电，直流电传输给智能功率模块；
S2、采用电压检测模块和电流检测模块检测传输给智能功率模块的直流电的电压数据和电流数据，并将电压数据和电流数据传输给单片机进行处理，并对电压数据和电流数据进行存储和分析；
S3、单片机发送指令给PWM电路产生脉冲宽度调制信号，脉冲宽度调制信号经过光电耦合器进行隔离和电平转换单向传输给输给智能功率模块；
S4、接收到脉冲宽度调制信号的智能功率模块将直流电进行逆变处理和脉冲宽度调变转换成可调节变频电流输送给安装在感应炉内的电感器作为负载，通过温度检测模块来检测感应炉内的温度数据并穿过给单片机进行数据处理、储存和解析。
所述步骤S1中交流电网的频率为50Hz，电压为220V，方便接入现有的电网。
所述S4中可调节变频电流包括工频交流电、中频交流电和高频交流电，满足不同频率的加热需求。
在该控制方法中，通过单片机控制智能功率模块调节输出电流的功率，从而能够控制电感器的加热温度，实现感应炉温度的自主控制；通过温度检测模块能够实时监测感应炉内的温度，方便针对不同的铝合金熔炼，来调节适合的温度，实现智能化的温度控制；电压检测模块、电流检测模块能够检测电压和电流数据供单片机使用，保证控制指令的精准性。
实施例2
如图1所示，一种铝合金熔炼加工温度智能控制系统，包括：
调压模块1：该模块接入到交流电网中并且对交流电网的电压进行调节，具体采用变压器即可；
整流器2：与所述调压模块连接，将交流电转换成直流电，整流器可以由真空管，引燃管，固态矽半导体二极管，汞弧等制成；
智能功率模块3：与所述整流器进行连接，将直流电进行逆变处理成交流电，并且调节交流电的脉冲宽度，实现交流电的功率控制，能够产生触发脉冲，内部集成了逻辑、控制、检测和保护电路，并且智能功率模块两端均并联有电容进行保护；
电感器4：与所述智能功率模块连接，将电能转换成电磁能实现对感应炉内的铝合金进行加热熔炼，具体采用电感线圈；
温度检测模块5：安装在感应炉内测试温度，并将温度数据传输给单片机处理，具体采用热电偶来进行温度检测，并且内部集成处理器能够将温度数据传输给单片机进行控制；
电压检测模块6(电压表，并联进行电压测试)、电流检测模块7(电流表，串联进行电流测试)：均与所述整流器进行连接，用于测量电压和电流数据，；
单片机8：与所述电压检测模块、电流检测模块连接，对电压和电流数据进行处理、存储和解析；
PWM电路9：与所述单片机连接，单片机控制PWM电路产生脉冲宽度调制信号，采用矩形波脉宽调制，即输出脉宽列是等宽的，只能控制一定次数的谐波；正弦波脉宽调制的特点是输出脉宽列是不等宽的，宽度按正弦规律变化，输出波形接近正弦波；
光电耦合器10：与所述PWM电路，并将传输脉冲宽度调制信号给智能功率模块，具有隔离作用：由于光耦是单向传输的，所以可以实现信号的单向传输，使输入端与输出端完全实现了电气隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定；由于光耦是光电式的所以使用寿命长，摆脱了机械式触点有吸合次数的缺陷；电平转换作用：光耦可以实现电平的转换作用。
所述单片机8连接有用户控制端11，当感应炉出现异常时，通过用户控制端11发送控制指令，使得单片机8发送控制信号进行温度调节或者停机。
所述用户控制端11通过发送指令给单片机8处理后控制PWM电路9产生脉冲宽度调制信号使得智能功率模块3进行交流电的功率控制，从而实现电感器4对感应炉内铝合金加热温度的控制。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：通过单片机控制智能功率模块调节输出电流的功率，从而能够控制电感器的加热温度，实现感应炉温度的自主控制；通过温度检测模块能够实时监测感应炉内的温度，方便针对不同的铝合金熔炼，来调节适合的温度，实现智能化的温度控制；电压检测模块、电流检测模块能够检测电压和电流数据供单片机使用，保证控制指令的精准性。
以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种铝合金熔炼加工温度智能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、调节模块接入到交流电网中的将交流电进行变压处理，变压后的交流电传输到整流器转换成直流电，直流电传输给智能功率模块；
S2、采用电压检测模块和电流检测模块检测传输给智能功率模块的直流电的电压数据和电流数据，并将电压数据和电流数据传输给单片机进行处理，并对电压数据和电流数据进行存储和分析；
S3、单片机发送指令给PWM电路产生脉冲宽度调制信号，脉冲宽度调制信号经过光电耦合器进行隔离和电平转换单向传输给输给智能功率模块；
S4、接收到脉冲宽度调制信号的智能功率模块将直流电进行逆变处理和脉冲宽度调变转换成可调节变频电流输送给安装在感应炉内的电感器作为负载，通过温度检测模块来检测感应炉内的温度数据并穿过给单片机进行数据处理、储存和解析。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金熔炼加工温度智能控制方法，其特征于，所述步骤S1中交流电网的频率为50Hz，电压为220V。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金熔炼加工温度智能控制方法，其特征在于，所述S4中可调节变频电流包括工频交流电、中频交流电和高频交流电。
4.一种铝合金熔炼加工温度智能控制系统，其特征在于，包括：
调压模块：该模块接入到交流电网中并且对交流电网的电压进行调节；
整流器：与所述调压模块连接，将交流电转换成直流电；
智能功率模块：与所述整流器进行连接，将直流电进行逆变处理成交流电，并且调节交流电的脉冲宽度，实现交流电的功率控制；
电感器：与所述智能功率模块连接，将电能转换成电磁能实现对感应炉内的铝合金进行加热熔炼；
温度检测模块：安装在感应炉内测试温度，并将温度数据传输给单片机处理；
电压检测模块、电流检测模块：均与所述整流器进行连接，用于测量电压和电流数据；
单片机：与所述电压检测模块、电流检测模块连接，对电压和电流数据进行处理、存储和解析；
PWM电路：与所述单片机连接，单片机控制PWM电路产生脉冲宽度调制信号；
光电耦合器：与所述PWM电路，并将传输脉冲宽度调制信号给智能功率模块。
5.根据权利要求4所述的一种铝合金熔炼加工温度智能控制系统，其特征在于，所述单片机连接有用户控制端。
6.根据权利要求5所述的一种铝合金熔炼加工温度智能控制系统，其特征在于，所述用户控制端通过发送指令给单片机处理后控制PWM电路产生脉冲宽度调制信号使得智能功率模块进行交流电的功率控制，从而实现电感器对感应炉内铝合金加热温度的控制。
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