CN201302677Y

CN201302677Y - 多路温度控制设备

Info

Publication number: CN201302677Y
Application number: CNU2008201801420U
Authority: CN
Inventors: 盘卫华
Original assignee: Zhongshan Jutong Mechanical & Electrical Technology Co Ltd
Current assignee: Technology Dragon (Zhongshan) Robot Co., Ltd.
Priority date: 2008-11-28
Filing date: 2008-11-28
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2018-11-28

Abstract

本实用新型涉及一种多路温度控制设备，通过使用高性能的微控制器，集中控制36段温度。该多路温度控制设备包括温度控制模块和温度采样模块；其中温度控制模块由MCU、A/D转换器、温度加热控制、CAN总线、SPI总线和变速PID算法构成。温度采样模块由前级滤波电路、次级滤波电路、多路电子开关、多级放大电路以及电源隔离变换电路组成。MCU通过SPI总线与A/D转换器通信，从A/D转换器中获取其转换好的温度数据，通过变速PID算法控制相应段加热输出。

Description

多路温度控制设备

技术领域

本实用新型涉及塑料成型加工领域，具体地说，涉及一种注塑机的多路温度控制设备。

背景技术

现代注塑机正朝高速、大吨位方向发展，对温度控制性能要求也越来越高。在注塑机系统控制中，加热料筒温度控制是其中重要的一环。注塑机料筒的加温及温度控制效果直接影响注塑制品的质量，例如制品表面的残余应力、收缩率及制品的质量稳定性等均与此有关。制品质量稳定性已成为衡量精密注塑制件品质好坏的一个重要指标，因而引起工业界的高度重视。料筒温控装置的可靠性及温控精度是精密注塑成型的关键因素。注射料筒的加热段一般分3-4段，通过一次仪表和二次仪表对加热电阻圈的控制与调节而形成闭环控制回路。

传统的温控方式为常规的继电器带动接触器控制，它只能在一段范围内实现温度控制，而且属于有触点控制，因此存在控制精度低、工作可靠性差、能耗大、使用成本高(电热组件消耗太大)等缺点。

针对上述问题，本实用新型采用了高性能的MCU(MicroController Unit，即，微控制器)作为其控制核心，它能在工作过程中集中控制36段温度，而且整个数字温控仪采用无触点固态继电器控制，可有效提高系统的测量、控制精度和具有很高的工作可靠性，提高系统的集成度；设计CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线与上位机(即，塑料成型控制系统)高速通信，提高工作效率。该温度控制设备具备各种完善的报警及保护功能，例如，可设定36段加热温度值及相应段的上、下限值，用于控制加热段实际温度高于或低于设定温度时报警，并同时切断加热控制器，启动保护。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多路温度控制设备。通过使用高性能的微控制器，集中控制36段温度，简化外部硬件设计，提高系统集成度、性能及可靠性。

按照本实用新型，提供了一种多路温度控制设备，它包括温度控制模块和温度采样模块。其中：温度控制模块由微控制器、A/D转换器、温度加热控制、CAN总线、SPI总线和变速PID算法六大部分构成；温度采样模块由前级滤波电路、次级滤波电路、多路电子开关、多级放大电路以及电源隔离变换电路组成。温度控制模块中的微控制器通过I/O口控制温度采样模块中的电子开关，选通36段温度中的某段，该段上的温度传感器将感应到的微信号传入到温度采样模块；温度采样模块通过滤波处理电路和多级放大电路，将温度微信号转化为便于处理的电压，并将此感应电压传到温度控制模块中的A/D转换器中；A/D转换器将感应电压转换为数字信号；微控制器通过SPI总线与A/D转换器通信，从A/D转换器中获取其转换好的温度数据，通过相应的换算关系将数据转换为对应的实际温度(摄氏度)，微控制器以此温度为参考，通过变速PID控制相应段加热输出。上位机获得料筒温度及其相应状态，做出相应反应，并将温度及其相关信息传送给人机接口界面，告知操作人员温度及其相关信息。操作人员通过人机接口界面设定36段加热温度值及相应段上、下限值(上下限值用于控制加热实际温度高于或者低于设定温度时报警)；人机接口界面系统将设定值传送给上位机，上位机通过CAN总线将设定值传送给温度控制模块，温度控制模块以此设定值控制系统温度，并作出相应报警状态，通过CAN总线将实际温度及报警状态传送给上位机。

另外，温度控制模块中的微控制器通过I/O口控制温度采样模块中的电子开关。

另外，A/D转换器采用12位A/D专用转换器。

此外，温度控制模块通过CAN总线与上位机通信，将温度及其加热状态、报警等信息传递给上位机。

另外，微处理器通过SPI总线与A/D转换器通信。

与现有技术相比，本实用新型在以下几方面均取得很大进步：

首先，采用微控制器，集中控制36段温度，解决了传统的多段温度需要多个温控仪所存在的控制结构体积大以及连线复杂的问题，简化外部硬件设计，提高系统的集成度、性能及其可靠性，降低功耗。

其次，温度控制模块中选用12位A/D转换器时，可以实现温度信号的高精度采集。

另外，温度控制模块通过CAN总线与上位机通信，实时显示利于控制，提高工作效率；解决了传统的多段温度需要多个温控仪所存在的控制结构体积大以及连线复杂的问题，简化了外部硬件设计，提高了系统的集成度、性能及其可靠性。

附图说明

下面将结合附图和本实用新型的优选实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是根据本实用新型的温度控制设备的整机结构图；

图2是根据本实用新型的温度控制模块组成示意图；以及

图3是根据本实用新型的温度采样模块组成示意图。

具体实施方式

如附图所示，本实用新型提供了一种多路温度控制设备。

如图1所示，该多路温度控制设备总体上包括开关电源、上位机、温度控制模块1和温度采样模块2。

如图2所示，温度控制模块1由微控制器3、A/D转换器4、温度加热控制5、CAN总线6、SPI总线7和变速PID算法8构成。微控制器3通过SPI总线7与A/D转换器4通信，从A/D转换器4中获取其转换好的温度数据，通过相应的换算关系将数据转换为对应的实际温度(摄氏度)，微控制器3以此温度为参考，通过变速PID算法8控制相应段加热输出。A/D转换器4将感应电压转换为数字信号；上位机获得料筒温度及其相应状态，做出相应反应，并将温度及其相关信息传送给人机接口界面，告知操作人员温度及其相关信息。操作人员通过人机接口界面设定36段加热温度值及相应段上、下限值(上下限值用于控制加热实际温度高于或者低于设定温度时报警)；人机接口界面系统将设定值传送给上位机，上位机通过CAN总线6将设定值传送给温度控制模块1，温度控制模块1以此设定值控制系统温度，并作出相应报警状态，通过CAN总线6将实际温度及报警状态传送给上位机。

如图3所示，温度采样模块2由前级滤波电路10、次级滤波电路10、多路电子开关12、多级放大电路11以及电源隔离变换电路13组成。温度控制模块1中的微控制器3通过I/O口控制温度采样模块2中的电子开关12，选通36段温度中的某段，该段上的温度传感器9将感应到的微信号传入到温度采样模块2。温度采样模块2通过滤波处理电路10和多级放大电路11、电源隔离转换电路13将温度微信号转化为便于处理的电压，并将此感应电压传到温度控制模块1中的A/D转换器4中。

另外，温度控制模块1中的微控制器3通过I/O口控制温度采样模块中的电子开关。

另外，A/D转换器4采用12位A/D专用转换器。

此外，温度控制模块1通过CAN总线6与上位机通信，将温度及其加热状态、报警等信息传递给上位机。

另外，微控制器3通过SPI总线7与A/D转换器4通信。

可将料筒上的温度传感器9连接到温度采样模块2中。

按照本实用新型的一个优选实施方案，微控制器3采用嵌入式ARM 7芯片LPC 2119。

Claims

1.一种多路温度控制设备，包括开关电源和上位机，其特征在于，还包括温度控制模块和温度采样模块，其中：

所述温度控制模块进一步由微控制器、A/D转换器、温度加热控制、CAN总线、SPI总线和变速PID算法六大部分构成，所述温度控制模块通过所述CAN总线与所述上位机进行通信，而所述微控制器又通过所述SPI总线与所述A/D转换器进行通信；

所述温度采样模块进一步由前级滤波电路、次级滤波电路、多路电子开关、多级放大电路以及电源隔离变换电路组成；以及

所述温度控制模块中的微控制器通过I/O口来控制所述温度采样模块中的电子开关，选通36段温度中的特定一段，而由该段上的温度传感器将所感应到的微信号传入到所述温度采样模块。

2.如权利要求1所述的多路温度控制设备，其特征在于：所述A/D转换器采用12位A/D专用转换器。

3.如权利要求1所述的多路温度控制设备，其特征在于：所述微控制器采用嵌入式ARM 7芯片LPC 2119。