CN116929095A - 电加热炉控温系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电加热炉控温系统及方法，涉及电加热炉控制技术领域。系统包括：人机界面、可编程逻辑控制器、多个调功器和炉膛，炉膛中包括多个加热元件和热电偶，人机界面连接可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器与多个调功器连接，多个调功器与多个加热元件一一对应连接；可编程逻辑控制器用于：根据炉膛的检测温度、炉膛的目标温度和多个加热元件的检测功率确定多个调功器的开度，以调整多个调功器至开度，进而控制炉膛至目标温度，检测温度通过热电偶确定，目标温度通过人机界面确定。采用串级PID控制器，可以让加热元件的功率达到或者保持在目标功率，即控制电加热炉控温系统的温度达到或者保持在目标温度，提高电加热炉温度控制的准确性。

Description

电加热炉控温系统及方法

技术领域

本申请涉及电加热炉控制技术领域，尤其涉及一种电加热炉控温系统及方法。

背景技术

在一些领域的生产过程中，通常需要使用电加热炉，其中有些领域对电加热炉内的温度要求较为精确，因此需要对电加热炉进行控温。

温度控制定义为对某一特定空间的温度进行控制和调节，使其满足工艺过程的要求。但是温度控制系统受加热设备和外界环境温度影响，依然还会暴露出控制精度不高的问题。因此，如何提高电加热炉温度控制的精度是目前亟需解决的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本申请提供一种电加热炉控温系统及方法，解决了如何提高电加热炉温度控制的精度的问题。

为解决上述技术问题，本申请提出以下方案：

第一方面，本申请提供了一种电加热炉控温系统，系统包括：人机界面、可编程逻辑控制器、多个调功器和炉膛，炉膛中包括多个加热元件和热电偶，人机界面连接可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器与多个调功器连接，多个调功器与多个加热元件一一对应连接；可编程逻辑控制器用于：根据炉膛的检测温度、炉膛的目标温度和多个加热元件的检测功率确定多个调功器的开度，以调整多个调功器至开度，以控制炉膛至目标温度，检测温度通过热电偶确定，目标温度通过人机界面确定。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，可编程逻辑控制器包括一级PID控制器、多个二级PID控制器和分配计算模块，一级PID控制器连接分配计算模块，分配计算模块连接多个二级PID控制器；一级PID控制器用于：确定一级PID控制器的工作状态；根据一级PID控制器的工作状态确定炉膛的目标总功率。

结合第一方面，在另一种可能的实现方式中，一级PID控制器具体用于：当一级PID控制器工作状态为手动状态时，通过人机界面获取炉膛的目标总功率；当一级PID控制器工作状态为自动状态时，根据检测温度和目标温度确定炉膛的目标总功率；当一级PID控制器工作状态为跟踪状态时，将多个加热元件的检测功率之和作为炉膛的目标总功率。

结合第一方面，在另一种可能的实现方式中，分配计算模块用于：根据炉膛的目标总功率确定多个加热元件对应的目标功率。

结合第一方面，在另一种可能的实现方式中，多个二级PID控制器用于：确定多个二级PID控制器的工作状态；根据多个二级PID控制器的工作状态确定多个调功器的开度。

结合第一方面，在另一种可能的实现方式中，多个二级PID控制器具体用于：当功率检测信号和二级PID控制器连接的调功器正常，且人机界面指示二级PID控制器的工作状态为自动状态时，控制二级PID控制器的工作状态为自动状态，功率检测信号用于获取加热元件的检测功率；根据加热元件的目标功率和加热元件的检测功率确定加热元件对应的调功器的开度。

结合第一方面，在另一种可能的实现方式中，多个二级PID控制器具体用于：当功率检测信号和/或二级PID控制器连接的调功器异常，和/或人机界面指示二级PID控制器的工作状态为手动状态时，控制二级PID控制器的工作状态为手动状态；通过人机界面获取加热元件对应的调功器的开度。

结合第一方面，在另一种可能的实现方式中，多个加热元件对应的目标功率之和等于炉膛的目标总功率。

结合第一方面，在另一种可能的实现方式中，一级PID控制器用于：当温度检测信号、功率检测信号和多个调功器正常，多个二级PID控制器的工作状态为自动状态，且人机界面指示一级PID控制器的工作状态为自动状态时，控制一级PID控制器的工作状态为自动状态，温度检测信号用于获取炉膛的温度；当温度检测信号、功率检测信号和多个调功器正常，多个二级PID控制器的工作状态为自动状态，且人机界面指示一级PID控制器的工作状态为跟踪状态时，控制一级PID控制器的工作状态为跟踪状态；当温度检测信号、功率检测信号和/或多个调功器异常，和/或多个二级PID控制器的工作状态为手动状态，和/或人机界面指示一级PID控制器的工作状态为手动状态时，控制一级PID控制器的工作状态为手动状态。

第二方面，本申请提供了一种电加热炉控温方法，应用于电加热炉，电加热炉的炉膛包括多个加热元件，方法包括：获取炉膛的检测温度、炉膛的目标温度和多个加热元件的检测功率；根据炉膛的检测温度、炉膛的目标温度和多个加热元件的检测功率确定多个调功器的开度，多个调功器与多个加热元件一一对应连接；调整多个调功器至开度，以控制炉膛至目标温度。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，确定一级PID控制器的工作状态；根据一级PID控制器的工作状态确定炉膛的目标总功率。

结合第二方面，在另一种可能的实现方式中，当一级PID控制器工作状态为手动状态时，通过人机界面获取炉膛的目标总功率；当一级PID控制器工作状态为自动状态时，根据检测温度和目标温度确定炉膛的目标总功率；当一级PID控制器工作状态为跟踪状态时，将多个加热元件的检测功率之和作为炉膛的目标总功率。

结合第二方面，在另一种可能的实现方式中，根据炉膛的目标总功率确定多个加热元件对应的目标功率。

结合第二方面，在另一种可能的实现方式中，确定多个二级PID控制器的工作状态；根据多个二级PID控制器的工作状态确定多个调功器的开度。

结合第二方面，在另一种可能的实现方式中，当功率检测信号和二级PID控制器连接的调功器正常，且人机界面指示二级PID控制器的工作状态为自动状态时，控制二级PID控制器的工作状态为自动状态，功率检测信号用于获取加热元件的检测功率；根据加热元件的目标功率和加热元件的检测功率确定加热元件对应的调功器的开度。

结合第二方面，在另一种可能的实现方式中，当功率检测信号和/或二级PID控制器连接的调功器异常，和/或人机界面指示二级PID控制器的工作状态为手动状态时，控制二级PID控制器的工作状态为手动状态；通过人机界面获取加热元件对应的调功器的开度。

结合第二方面，在另一种可能的实现方式中，多个加热元件对应的目标功率之和等于炉膛的目标总功率。

结合第二方面，在另一种可能的实现方式中，当温度检测信号、功率检测信号和多个调功器正常，多个二级PID控制器的工作状态为自动状态，且人机界面指示一级PID控制器的工作状态为自动状态时，控制一级PID控制器的工作状态为自动状态，温度检测信号用于获取炉膛的温度；当温度检测信号、功率检测信号和多个调功器正常，多个二级PID控制器的工作状态为自动状态，且人机界面指示一级PID控制器的工作状态为跟踪状态时，控制一级PID控制器的工作状态为跟踪状态；当温度检测信号、功率检测信号和/或多个调功器异常，和/或多个二级PID控制器的工作状态为手动状态，和/或人机界面指示一级PID控制器的工作状态为手动状态时，控制一级PID控制器的工作状态为手动状态。

第三方面，本申请提供了一种电加热炉控温装置包括：获取模块、确定模块和调整模块。

获取模块，用于获取炉膛的检测温度、炉膛的目标温度和多个加热元件的检测功率。

确定模块，用于根据炉膛的检测温度、炉膛的目标温度和多个加热元件的检测功率确定多个调功器的开度，多个调功器与多个加热元件一一对应连接。

调整模块，用于调整多个调功器至开度，以控制炉膛至目标温度。

结合第三方面，在一种可能的实现方式中，确定模块具体用于：确定一级PID控制器的工作状态；根据一级PID控制器的工作状态确定炉膛的目标总功率。

结合第三方面，在另一种可能的实现方式中，确定模块具体用于：当一级PID控制器工作状态为手动状态时，通过人机界面获取炉膛的目标总功率；当一级PID控制器工作状态为自动状态时，根据检测温度和目标温度确定炉膛的目标总功率；当一级PID控制器工作状态为跟踪状态时，将多个加热元件的检测功率之和作为炉膛的目标总功率。

结合第三方面，在另一种可能的实现方式中，确定模块具体用于：根据炉膛的目标总功率确定多个加热元件对应的目标功率。

结合第三方面，在另一种可能的实现方式中，确定模块具体用于：确定多个二级PID控制器的工作状态；根据多个二级PID控制器的工作状态确定多个调功器的开度。

结合第三方面，在另一种可能的实现方式中，确定模块具体用于：当功率检测信号和二级PID控制器连接的调功器正常，且人机界面指示二级PID控制器的工作状态为自动状态时，控制二级PID控制器的工作状态为自动状态，功率检测信号用于获取加热元件的检测功率；根据加热元件的目标功率和加热元件的检测功率确定加热元件对应的调功器的开度。

结合第三方面，在另一种可能的实现方式中，确定模块具体用于：当功率检测信号和/或二级PID控制器连接的调功器异常，和/或人机界面指示二级PID控制器的工作状态为手动状态时，控制二级PID控制器的工作状态为手动状态；通过人机界面获取加热元件对应的调功器的开度。

结合第三方面，在另一种可能的实现方式中，多个加热元件对应的目标功率之和等于炉膛的目标总功率。

结合第三方面，在另一种可能的实现方式中，确定模块具体用于：当温度检测信号、功率检测信号和多个调功器正常，多个二级PID控制器的工作状态为自动状态，且人机界面指示一级PID控制器的工作状态为自动状态时，控制一级PID控制器的工作状态为自动状态，温度检测信号用于获取炉膛的温度；当温度检测信号、功率检测信号和多个调功器正常，多个二级PID控制器的工作状态为自动状态，且人机界面指示一级PID控制器的工作状态为跟踪状态时，控制一级PID控制器的工作状态为跟踪状态；当温度检测信号、功率检测信号和/或多个调功器异常，和/或多个二级PID控制器的工作状态为手动状态，和/或人机界面指示一级PID控制器的工作状态为手动状态时，控制一级PID控制器的工作状态为手动状态。

为了实现上述目的，根据本申请的第四方面，提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述第二方面的电加热炉控温方法。

为了实现上述目的，根据本申请的第五方面，提供了一种电子设备，所述设备包括至少一个处理器、以及与处理器连接的至少一个存储器、总线；其中，处理器、存储器通过总线完成相互间的通信；处理器用于调用存储器中的程序指令，以执行上述第二方面的电加热炉控温方法。

借由上述技术方案，本申请提供的技术方案至少具有下列优点：

本申请提供的一种电加热炉控温系统及方法，由于对电加热炉的温度控制需要通过控制电加热炉中的加热元件的功率来实现，因此本发明采用了串级PID控制器，一级PID控制器作为温度控制器，多个二级PID控制器作为功率控制器，可以让加热元件的功率达到或者保持在目标功率，即控制电加热炉控温系统的温度达到或者保持在目标温度，实现电加热炉的温度控制，并提高电加热炉温度控制的准确性。还可以实现对电加热炉的自动控温，避免对人工控温的依赖。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本申请实施例提供的一种电加热炉控温系统的结构示意图；

图2示出了本申请实施例提供的一种可编程逻辑控制器的结构示意图；

图3示出了本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图4示出了本申请实施例提供的一种电加热炉控温方法的流程示意图；

图5示出了本申请实施例提供的一种确定二级PID控制器的工作状态的流程示意图；

图6示出了本申请实施例提供的一种确定一级PID控制器的工作状态的流程示意图；

图7示出了本申请实施例提供的一种确定调功器开度的流程示意图；

图8示出了本申请实施例提供的一种电加热炉控温装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施例。虽然附图中显示了本申请的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本申请实施例中术语“第一”“第二”等字样不具有逻辑或时序上的依赖关系，也不对数量和执行顺序进行限定。还应理解，尽管以下描述使用术语第一、第二等来描述各种元素，但这些元素不应受术语的限制。这些术语只是用于将一元素与另一元素区别分开。

本申请实施例中术语“至少一个”的含义是指一个或多个，本申请实施例中术语“多个”的含义是指两个或两个以上。

还应理解，术语“如果”可被解释为“当……时”(“when”或“upon”)或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，根据上下文，短语“如果确定...”或“如果检测到[所陈述的条件或事件]”可被解释为“在确定...时”或“响应于确定...”或“在检测到[所陈述的条件或事件]时”或“响应于检测到[所陈述的条件或事件]”。

为方便理解本申请的方案，首先给出相关概念的简要介绍如下。

可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)：是一种数字运算操作的电子系统，它采用可以编制程序的存储器，用来在执行存储逻辑运算和顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟的输入(I)和输出(O)接口，控制各种类型的机械设备或生产过程。在本申请实施例中，可编程逻辑控制器用于计算调功器的开度。

调功器：是应用晶闸管(又称可控硅)及其触发控制电路用于调整负载功率的盘装功率调整单元。在本申请实施例中，调功器用于调整加热元件的功率。

比例-积分-微分(Proportion Integration Differentiation，PID)控制器：由比例单元(P)、积分单元(I)和微分单元(D)组成，PID控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。

以上是对本申请的实施例中涉及到的技术术语的介绍，以下不再赘述。

如背景技术所述，在一些领域的生产过程中，通常需要使用电加热炉，其中有些领域对电加热炉内的温度要求较为精确，因此需要对电加热炉进行控温。温度控制定义为对某一特定空间的温度进行控制和调节，使其满足工艺过程的要求。但是温度控制系统受加热设备和外界环境温度影响，依然还会暴露出控制精度不高的问题。

有鉴于此，本申请实施例提供一种电加热炉控温方法，具体方法包括：获取炉膛的检测温度、炉膛的目标温度和多个加热元件的检测功率；根据炉膛的检测温度、炉膛的目标温度和多个加热元件的检测功率确定多个调功器的开度，多个调功器与多个加热元件一一对应连接；调整多个调功器至开度，以控制炉膛至目标温度。

由于对电加热炉的温度控制需要通过控制电加热炉中的加热元件的功率来实现，因此本发明采用了串级PID控制器，一级PID控制器作为温度控制器，多个二级PID控制器作为功率控制器，可以让加热元件的功率达到或者保持在目标功率，即控制电加热炉控温系统的温度达到或者保持在目标温度，实现电加热炉的温度控制，并提高电加热炉温度控制的准确性。还可以实现对电加热炉的自动控温，避免对人工控温的依赖。

下面将结合附图对本申请实施例的实施方式进行详细描述。

图1为本申请实施例提供一种电加热炉控温系统的结构示意图。电加热炉控温系统100包括人机界面(Human Machine Interface，HMI)110、可编程逻辑控制器120、多个调功器(131、132、133、134)和炉膛140。炉膛140中包括多个加热元件(1411、1412、1413、1414)和热电偶142。

热电偶142用于检测炉膛140的温度，以供可编程逻辑控制器120根据该检测温度确定多个调功器(131、132、133、134)的开度，进而控制多个加热元件(1411、1412、1413、1414)的功率，使得炉膛140达到目标温度。

在本申请实施例中，加热元件将电能转换为热能，进而提高炉膛140的温度。加热元件可以是电加热丝，也可以是硅碳棒、硅钼棒等。在此不做具体限制，以上仅作为本申请实施例中的一种解释说明。

如图1所示，人机界面110连接可编程逻辑控制器120，可编程逻辑控制器120与多个调功器(131、132、133、134)连接，多个调功器(131、132、133、134)与多个加热元件(1411、1412、1413、1414)一一对应连接，即调功器131连接加热元件1411，调功器132连接加热元件1412，调功器133连接加热元件1413，调功器134连接加热元件1414。

图2为本申请实施例提供一种可编程逻辑控制器的结构示意图。可编程逻辑控制器120包括一级PID控制器121、多个二级PID控制器(1221、1222、1223、1224)和分配计算模块123。

如图2所示，一级PID控制器121连接分配计算模块123，分配计算模块123连接多个二级PID控制器(1221、1222、1223、1224)，多个二级PID控制器(1221、1222、1223、1224)连接多个调功器(131、132、133、134)，即二级PID控制器1221连接调功器131，二级PID控制器1222连接调功器132，二级PID控制器1223连接调功器133，二级PID控制器1224连接调功器134。

在实现电加热炉的温度控制的过程中，一级PID控制器121首先确定自身的工作状态，根据自身的工作状态确定炉膛140的目标总功率。一级PID控制器121的工作状态包括自动状态、手动状态和跟踪状态。

具体的，当温度检测信号、功率检测信号和多个调功器(131、132、133、134)均正常，多个二级PID控制器(1221、1222、1223、1224)的工作状态为自动状态，且人机界面110指示一级PID控制器121的工作状态为自动状态时，控制一级PID控制器121的工作状态为自动状态。

当温度检测信号、功率检测信号和多个调功器(131、132、133、134)正常，多个二级PID控制器(1221、1222、1223、1224)的工作状态为自动状态，且人机界面指示一级PID控制器121的工作状态为跟踪状态时，控制一级PID控制器121的工作状态为跟踪状态。

当温度检测信号、功率检测信号和/或多个调功器(131、132、133、134)异常，和/或多个二级PID控制器(1221、1222、1223、1224)的工作状态为手动状态，和/或人机界面指示一级PID控制器121的工作状态为手动状态时，控制一级PID控制器121的工作状态为手动状态。

其中，温度检测信号用于获取炉膛140的温度，当温度检测信号异常时，得到的炉膛140的检测温度也可能存在异常。功率检测信号用于获取多个加热元件(1411、1412、1413、1414)对应的检测功率，同理，当功率检测信号异常时，得到的检测功率也可能存在异常。根据异常的检测温度和/或异常的检测功率确定调功器的开度来调整炉膛的温度是不准确的。因此在温度检测信号和/或功率检测信号异常时，需要控制一级PID控制器121的工作状态为手动状态。

当多个调功器(131、132、133、134)中的任意一个调功器异常时，该异常的调功器也存在无法调整至指定开度的情况，因此无法控制该调功器连接的加热元件至目标温度，进而导致炉膛不能达到目标温度，因此在多个调功器(131、132、133、134)中的任意一个调功器异常时，需要控制一级PID控制器121的工作状态为手动状态。

进一步的，当一级PID控制器121工作状态为手动状态时，通过人机界面110获取用户设置的炉膛140的目标总功率。此时用户设置的目标总功率作为一级PID控制器121的输出，发送至分配计算模块123。

当一级PID控制器121工作状态为跟踪状态时，检测多个加热元件(1411、1412、1413、1414)得到对应的检测功率，将多个加热元件(1411、1412、1413、1414)的检测功率之和作为炉膛140的目标总功率。此时多个加热元件(1411、1412、1413、1414)的检测功率之和作为一级PID控制器121的输出，发送至分配计算模块123。

当一级PID控制器121工作状态为自动状态时，炉膛140的检测温度和炉膛140的目标温度作为一级PID控制器121的输入，通过一级PID控制器121的计算可以得到炉膛140的目标总功率。

进一步的，分配计算模块123将一级PID控制器121发送的目标总功率按照预设比例分配给多个二级PID控制器(1221、1222、1223、1224)。由于每个二级PID控制器连接一个调功器，该调功器连接一个加热元件，因此，相当于分配计算模块123预设比例给多个加热元件(1411、1412、1413、1414)分配目标功率。

在本申请实施例中，多个加热元件(1411、1412、1413、1414)对应的目标功率之和等于炉膛140的目标总功率。

进一步的，确定多个二级PID控制器(1221、1222、1223、1224)的工作状态；根据多个二级PID控制器(1221、1222、1223、1224)的工作状态确定多个调功器(131、132、133、134)的开度。

在一种实施方式中，以二级PID控制器1221为例，当功率检测信号和二级PID控制器1221连接的调功器131正常，且人机界面指示二级PID控制器1221的工作状态为自动状态时，控制二级PID控制器1221的工作状态为自动状态。根据加热元件1411的目标功率和加热元件1411的检测功率确定加热元件1411对应的调功器131的开度。

在另一种实施方式中，以二级PID控制器1222为例，当功率检测信号和/或二级PID控制器1222连接的调功器132异常，和/或人机界面指示二级PID控制器1222的工作状态为手动状态时，控制二级PID控制器1222的工作状态为手动状态；通过人机界面获取加热元件1412对应的调功器132的开度。

进一步的，在确定了多个调功器(131、132、133、134)的开度之后，控制多个调功器(131、132、133、134)至对应的开度，实现控制多个加热元件(1411、1412、1413、1414)的功率为对应的目标功率，进而控制炉膛140的温度达到目标问题，实现电加热炉的温度控制。

人机界面110是电加热炉控温系统100和用户之间进行交互和信息交换的媒介。在本申请实施例中，用户可以在人机界面110上配置一级PID控制器121和多个二级PID控制器(1221、1222、1223、1224)的工作状态以及PID系数。用户还可以在在人机界面110上配置炉膛的目标总功率和多个调功器(131、132、133、134)的开度，以便一级PID控制器121或多个二级PID控制器(1221、1222、1223、1224)处于手动状态时，进行电加热炉的温度控制。

需要说明的是，在电加热炉控温系统初始化状态时，一级PID控制器和多个二级PID控制器的工作状态均为手动状态。用户需要通过人机界面配置炉膛的目标总功率，并配置多个二级PID控制器的工作状态均为自动状态。在此种情况下，一级PID控制器会自动切换其工作状态至跟踪状态，在下一次调整电加热炉的温度时，一级PID控制器会从跟踪状态切换为自动状态，此时一级PID控制器和多个二级PID控制器的工作状态均为自动状态，进而实现了电加热炉的自动控温。

本申请实施例还提供一种电加热炉控温装置，该电加热炉控温装置可以用于执行下述电加热炉控温方法。可选的，该电加热炉控温装置可为具有数据处理能力的电子设备，或者是该电子设备中的功能模块，对此不作限定。

例如，该电子设备可以是可编程逻辑控制器。又例如，该电子设备可以是服务器，其可以是单独的一个服务器，或者，也可以是由多个服务器构成的服务器集群。又例如，该电子设备可以是手机、平板电脑、桌面型、膝上型、手持计算机、笔记本电脑、超级移动个人计算机(Ultra-mobile Personal Computer，UMPC)、上网本，以及蜂窝电话、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、增强现实(Augmented Reality，AR)、虚拟现实(Virtual Reality，VR)设备等终端设备。又例如，该电子设备还可以为录像设备、视频监控设备等设备。本申请对该电子设备的具体形态不作特殊限制。

下面以电加热炉控温装置是电子设备为例，如图3所示，图3为本申请提供的一种电子设备300的硬件结构。

如图3所示，该电子设备300包括处理器310，通信线路320以及通信接口330。

可选的，该电子设备300还可以包括存储器340。其中，处理器310，存储器340以及通信接口330之间可以通过通信线路320连接。

其中，处理器310可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、通用处理器网络处理器(Network Processor，NP)、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、微处理器、微控制器、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，PLD)或它们的任意组合。处理器310还可以是其它任意具有处理功能的装置，例如电路、器件或软件模块，不做限制。

在一种示例中，处理器310可以包括一个或多个CPU，例如图3中的CPU0和CPU1。

作为一种可选的实现方式，电子设备300包括多个处理器，例如，除处理器310之外，还可以包括处理器370。通信线路320，用于在电子设备300所包括的各部件之间传送信息。

通信接口330，用于与其他设备或其它通信网络进行通信。该其它通信网络可以为以太网，无线接入网(Radio Access Network，RAN)，无线局域网(Wireless Local AreaNetworks，WLAN)等。通信接口330可以是模块、电路、收发器或者任何能够实现通信的装置。

存储器340，用于存储指令。其中，指令可以是计算机程序。

其中，存储器340可以是只读存储器(Read-only Memory，ROM)或可存储静态信息和/或指令的其他类型的静态存储设备，也可以是存取存储器(Random Access Memory，RAM)或者可存储信息和/或指令的其他类型的动态存储设备，还可以是电可擦可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备等，不予限制。

需要指出的是，存储器340可以独立于处理器310存在，也可以和处理器310集成在一起。存储器340可以用于存储指令或者程序代码或者一些数据等。存储器340可以位于电子设备300内，也可以位于电子设备300外，不做限制。

处理器310，用于执行存储器340中存储的指令，以实现本申请下述实施例提供的通信方法。例如，当电子设备300为终端或者终端中的芯片时，处理器310可以执行存储器340中存储的指令，以实现本申请下述实施例中发送端所执行的步骤。

作为一种可选的实现方式，电子设备300还包括输出器件350和输入器件360。其中，输出器件350可以是显示屏、扬声器等能够将电子设备300的数据输出给用户的器件。输入器件360是可以键盘、鼠标、麦克风或操作杆等能够向电子设备300输入数据的器件。

需要指出的是，图3中示出的结构并不构成对该计算装置的限定，除图3所示部件之外，该计算装置可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

本申请实施例描述的电加热炉控温装置以及应用场景是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着电加热炉控温装置的演变和新业务场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

接下来，结合附图对电加热炉控温方法进行详细说明。图4为本申请提供的一种电加热炉控温方法的流程示意图。该方法应用于具有图1所示硬件结构的电加热炉控温系统，具体包括以下步骤：

步骤410、可编程逻辑控制器获取炉膛的检测温度、炉膛的目标温度和多个加热元件的检测功率。

在电加热炉控温过程中，可编程逻辑控制器接收电热偶采集的炉膛的检测温度、用户通过人机界面配置的炉膛的目标温度以及检测得到的炉膛内的加热元件的检测功率，以便其后续根据上述参数确定调功器的开度，进而控制加热元件的功率，实现电加热炉的温度控制。

除此之外，可编程逻辑控制器还需要确定一级PID控制器和二级PID控制器的工作状态。

首先确定可编程逻辑控制器中的二级PID控制器的工作状态。二级PID控制器的工作状态包括自动状态和手动状态。图5本申请提供的一种确定二级PID控制器的工作状态的流程示意图。

如图5示，二级PID控制器首先判断其接收到的功率检测信号和其连接的调功器是否正常。若否，表示该二级PID控制器所在的加热回路的功率检测功能故障和/或调功器故障，因此控制该二级PID控制器的工作状态为手动状态。若是，进一步确定用户在人机界面配置的该二级PID控制器的工作状态，当人机界面指示该二级PID控制器的工作状态为自动状态时，控制二级PID控制器的工作状态为自动状态，否则控制该二级PID控制器的工作状态为手动状态。

其次，确定可编程逻辑控制器中的一级PID控制器的工作状态。一级PID控制器的工作状态包括自动状态、手动状态和跟踪状态。图6本申请提供的一种确定一级PID控制器的工作状态的流程示意图。

如图6示，一级PID控制器首先判断其接收到的功率检测信号、温度检测信号和该一级PID控制器对应的所有调功器是否正常。若否，控制该一级PID控制器的工作状态为手动状态。若是，进一步确定二级PID控制器的工作状态，若二级PID控制器的工作状态为手动状态时，控制该一级PID控制器的工作状态为手动状态。若二级PID控制器的工作状态为自动状态时，进一步确定用户在人机界面配置的该一级PID控制器的工作状态。具体的，当人机界面指示该一级PID控制器的工作状态为自动状态时，控制改一级PID控制器的工作状态为自动状态。当人机界面指示该二级PID控制器的工作状态为跟踪状态时，控制二级PID控制器的工作状态为跟踪状态。当人机界面指示该二级PID控制器的工作状态为手动状态时，控制二级PID控制器的工作状态为手动状态。

步骤420、可编程逻辑控制器根据炉膛的检测温度、炉膛的目标温度和多个加热元件的检测功率确定多个调功器的开度。

图7本申请提供的一种确定调功器开度的流程示意图。如图7所示，首先根据一级PID控制器的工作状态确定炉膛的目标总功率。具体的，ID控制器工作状态为手动状态时，通过人机界面获取炉膛的目标总功率。当一级PID控制器工作状态为自动状态时，根据检测温度和目标温度确定炉膛的目标总功率。当一级PID控制器工作状态为跟踪状态时，将多个加热元件的检测功率之和作为炉膛的目标总功率。

其次，可编程逻辑控制器中的分配计算模块将一级PID控制器发送的目标总功率按照预设比例分配给多个二级PID控制器。由于每个二级PID控制器连接一个调功器，该调功器连接一个加热元件，因此，相当于分配计算模块123预设比例给多个加热元件分配目标功率。

进一步的，确定多个二级PID控制器的工作状态；根据多个二级PID控制器的工作状态确定多个调功器的开度。

具体的，当二级PID控制器的工作状态为自动状态。根据加热元件的目标功率和加热元件的检测功率确定加热元件对应的调功器的开度。当二级PID控制器的工作状态为手动状态；通过人机界面获取加热元件对应的调功器的开度。

步骤430、多个调功器调整其开度，以控制炉膛至目标温度。

由于调功器是用于调整负载功率的盘装功率调整单元，因此在本申请实施例中，通过调整调功器的开度来调整加热元件的功率，加热元件在不同的功率下，会转换出不同的热能，进而使得炉膛具有不同的温度。

由于调功器的开度是根据炉膛的目标温度确定的，且PID控制器具有把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值(即本申请实施例中的目标温度)的特性。因此控制调功器至对应的开度，可以使得炉膛达到目标温度，从而实现电加热炉的温度控制。

可以理解的是，为了实现上述实施例中功能，计算机设备包括了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本申请中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件相结合的形式来实现。某个功能究竟以件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用场景和设计约束条件。

进一步的，作为对上述图4所示方法实施例的实现，本申请实施例提供了一种电加热炉控温装置，该装置用于控制电加热炉的温度。该装置的实施例与前述方法实施例对应，为便于阅读，本实施例不再对前述方法实施例中的细节内容进行逐一赘述，但应当明确，本实施例中的装置能够对应实现前述方法实施例中的全部内容。具体如图8所示，电加热炉控温装置800包括：

获取模块810，用于获取炉膛的检测温度、炉膛的目标温度和多个加热元件的检测功率。

确定模块820，用于根据炉膛的检测温度、炉膛的目标温度和多个加热元件的检测功率确定多个调功器的开度，多个调功器与多个加热元件一一对应连接。

调整模块830，用于调整多个调功器至开度，以控制炉膛至目标温度。

进一步的，如图8所示，确定模块820具体用于：确定一级PID控制器的工作状态；根据一级PID控制器的工作状态确定炉膛的目标总功率。

进一步的，如图8所示，确定模块820具体用于：当一级PID控制器工作状态为手动状态时，通过人机界面获取炉膛的目标总功率；当一级PID控制器工作状态为自动状态时，根据检测温度和目标温度确定炉膛的目标总功率；当一级PID控制器工作状态为跟踪状态时，将多个加热元件的检测功率之和作为炉膛的目标总功率。

进一步的，如图8所示，确定模块820具体用于：根据炉膛的目标总功率确定多个加热元件对应的目标功率。

进一步的，如图8所示，确定模块820具体用于：确定多个二级PID控制器的工作状态；根据多个二级PID控制器的工作状态确定多个调功器的开度。

进一步的，如图8所示，确定模块820具体用于：当功率检测信号和二级PID控制器连接的调功器正常，且人机界面指示二级PID控制器的工作状态为自动状态时，控制二级PID控制器的工作状态为自动状态，功率检测信号用于获取加热元件的检测功率；根据加热元件的目标功率和加热元件的检测功率确定加热元件对应的调功器的开度。

进一步的，如图8所示，确定模块820具体用于：当功率检测信号和/或二级PID控制器连接的调功器异常，和/或人机界面指示二级PID控制器的工作状态为手动状态时，控制二级PID控制器的工作状态为手动状态；通过人机界面获取加热元件对应的调功器的开度。

进一步的，如图8所示，多个加热元件对应的目标功率之和等于炉膛的目标总功率。

进一步的，如图8所示，确定模块820具体用于：当温度检测信号、功率检测信号和多个调功器正常，多个二级PID控制器的工作状态为自动状态，且人机界面指示一级PID控制器的工作状态为自动状态时，控制一级PID控制器的工作状态为自动状态，温度检测信号用于获取炉膛的温度；当温度检测信号、功率检测信号和多个调功器正常，多个二级PID控制器的工作状态为自动状态，且人机界面指示一级PID控制器的工作状态为跟踪状态时，控制一级PID控制器的工作状态为跟踪状态；当温度检测信号、功率检测信号和/或多个调功器异常，和/或多个二级PID控制器的工作状态为手动状态，和/或人机界面指示一级PID控制器的工作状态为手动状态时，控制一级PID控制器的工作状态为手动状态。

进一步的，本申请实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，上述获取模块810、确定模块820和调整模块830等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。

本申请实施例提供了一种存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现所述电加热炉控温方法。

本申请实施例提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述电加热炉控温方法。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：获取炉膛的检测温度、炉膛的目标温度和多个加热元件的检测功率；根据炉膛的检测温度、炉膛的目标温度和多个加热元件的检测功率确定多个调功器的开度，多个调功器与多个加热元件一一对应连接；调整多个调功器至开度，以控制炉膛至目标温度。

进一步的，确定一级PID控制器的工作状态；根据一级PID控制器的工作状态确定炉膛的目标总功率。

进一步的，当一级PID控制器工作状态为手动状态时，通过人机界面获取炉膛的目标总功率；当一级PID控制器工作状态为自动状态时，根据检测温度和目标温度确定炉膛的目标总功率；当一级PID控制器工作状态为跟踪状态时，将多个加热元件的检测功率之和作为炉膛的目标总功率。

进一步的，根据炉膛的目标总功率确定多个加热元件对应的目标功率。

进一步的，确定多个二级PID控制器的工作状态；根据多个二级PID控制器的工作状态确定多个调功器的开度。

进一步的，当功率检测信号和二级PID控制器连接的调功器正常，且人机界面指示二级PID控制器的工作状态为自动状态时，控制二级PID控制器的工作状态为自动状态，功率检测信号用于获取加热元件的检测功率；根据加热元件的目标功率和加热元件的检测功率确定加热元件对应的调功器的开度。

进一步的，当功率检测信号和/或二级PID控制器连接的调功器异常，和/或人机界面指示二级PID控制器的工作状态为手动状态时，控制二级PID控制器的工作状态为手动状态；通过人机界面获取加热元件对应的调功器的开度。

进一步的，多个加热元件对应的目标功率之和等于炉膛的目标总功率。

进一步的，当温度检测信号、功率检测信号和多个调功器正常，多个二级PID控制器的工作状态为自动状态，且人机界面指示一级PID控制器的工作状态为自动状态时，控制一级PID控制器的工作状态为自动状态，温度检测信号用于获取炉膛的温度；当温度检测信号、功率检测信号和多个调功器正常，多个二级PID控制器的工作状态为自动状态，且人机界面指示一级PID控制器的工作状态为跟踪状态时，控制一级PID控制器的工作状态为跟踪状态；当温度检测信号、功率检测信号和/或多个调功器异常，和/或多个二级PID控制器的工作状态为手动状态，和/或人机界面指示一级PID控制器的工作状态为手动状态时，控制一级PID控制器的工作状态为手动状态。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

在一个典型的配置中，设备包括一个或多个处理器(CPU)、存储器和总线。设备还可以包括输入/输出接口、网络接口等。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种电加热炉控温系统，其特征在于，所述系统包括：人机界面、可编程逻辑控制器、多个调功器和炉膛，所述炉膛中包括多个加热元件和热电偶，所述人机界面连接所述可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器与所述多个调功器连接，所述多个调功器与所述多个加热元件一一对应连接；

所述可编程逻辑控制器用于：

根据所述炉膛的检测温度、所述炉膛的目标温度和所述多个加热元件的检测功率确定所述多个调功器的开度，以调整所述多个调功器至所述开度，以控制所述炉膛至所述目标温度，所述检测温度通过所述热电偶确定，所述目标温度通过所述人机界面确定。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述可编程逻辑控制器包括一级比例-积分-微分(PID)控制器、多个二级PID控制器和分配计算模块，所述一级PID控制器连接所述分配计算模块，所述分配计算模块连接所述多个二级PID控制器；所述一级PID控制器用于：

确定所述一级PID控制器的工作状态；

根据所述一级PID控制器的工作状态确定所述炉膛的目标总功率。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述一级PID控制器具体用于：

当所述一级PID控制器工作状态为手动状态时，通过所述人机界面获取所述炉膛的目标总功率；

当所述一级PID控制器工作状态为自动状态时，根据所述检测温度和所述目标温度确定所述炉膛的目标总功率；

当所述一级PID控制器工作状态为跟踪状态时，将所述多个加热元件的检测功率之和作为所述炉膛的目标总功率。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述分配计算模块用于：

根据所述炉膛的目标总功率确定所述多个加热元件对应的目标功率。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述多个二级PID控制器用于：

确定所述多个二级PID控制器的工作状态；

根据所述多个二级PID控制器的工作状态确定所述多个调功器的开度。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述多个二级PID控制器具体用于：

当功率检测信号和所述二级PID控制器连接的调功器正常，且所述人机界面指示所述二级PID控制器的工作状态为自动状态时，控制所述二级PID控制器的工作状态为自动状态，所述功率检测信号用于获取加热元件的检测功率；

根据所述加热元件的目标功率和所述加热元件的检测功率确定所述加热元件对应的调功器的开度。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述多个二级PID控制器具体用于：

当功率检测信号和/或所述二级PID控制器连接的调功器异常，和/或所述人机界面指示所述二级PID控制器的工作状态为手动状态时，控制所述二级PID控制器的工作状态为手动状态；

通过所述人机界面获取所述加热元件对应的调功器的开度。

8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述多个加热元件对应的目标功率之和等于所述炉膛的目标总功率。

9.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述一级PID控制器用于：

当温度检测信号、功率检测信号和所述多个调功器正常，所述多个二级PID控制器的工作状态为自动状态，且所述人机界面指示所述一级PID控制器的工作状态为自动状态时，控制所述一级PID控制器的工作状态为自动状态，所述温度检测信号用于获取所述炉膛的温度；

当所述温度检测信号、所述功率检测信号和所述多个调功器正常，所述多个二级PID控制器的工作状态为自动状态，且所述人机界面指示所述一级PID控制器的工作状态为跟踪状态时，控制所述一级PID控制器的工作状态为跟踪状态；

当所述温度检测信号、所述功率检测信号和/或所述多个调功器异常，和/或所述多个二级PID控制器的工作状态为手动状态，和/或所述人机界面指示所述一级PID控制器的工作状态为手动状态时，控制所述一级PID控制器的工作状态为手动状态。

10.一种电加热炉控温方法，其特征在于，应用于电加热炉，所述电加热炉的炉膛包括多个加热元件，所述方法包括：

获取所述炉膛的检测温度、所述炉膛的目标温度和所述多个加热元件的检测功率；

根据所述炉膛的检测温度、所述炉膛的目标温度和所述多个加热元件的检测功率确定多个调功器的开度，所述多个调功器与所述多个加热元件一一对应连接；

调整所述多个调功器至所述开度，以控制所述炉膛至所述目标温度。