CN202331238U

CN202331238U - 一种热融胶槽内的热融胶温度液位控制器

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Publication number: CN202331238U
Application number: CN2011204400467U
Authority: CN
Inventors: 谷岸江; 谷鹏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-09
Filing date: 2011-11-09
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2021-11-09

Abstract

本实用新型公开了一种热融胶槽内的热融胶温度液位控制器，包括第二热电偶、信号放大模块、ＭＣＵ模块、第二继电器输出模块、现时值数码显示器、预设值数码显示器和键盘；所述第二热电偶采集的温度信号经信号放大模块后交给ＭＣＵ模块，经ＭＣＵ模块处理后控制第二继电器输出模块和现时值数码显示器工作；所述键盘键入预设值后交给MCU模块，MCU模块处理之后控制预设数码显示器显示预设值；还包括第一热电偶和第一继电器输出模块，所述第一热电偶采集的温度信号经信号放大模块放大之后交给ＭＣＵ模块，经ＭＣＵ模块处理之后控制第一继电器输出模块打开或关闭。本实用新型抗电磁干扰能力强、稳定性好、控制精确、节省空间、便于集中控制。

Description

一种热融胶槽内的热融胶温度液位控制器

技术领域

本发明涉及工业自动化控制领域，特别涉及一种热融胶槽内的热融胶温度液位控制器。

背景技术

工厂热融胶涂布到产品的过程，包括从热融胶储存箱内将熔融状态的热融胶加入到热融胶槽的过程，以及从热融胶槽内将熔融状态的热融胶涂布到产品之上的过程；在该过程中，热融胶温度在热融胶储存箱内由一温度控制器控制，且热融胶温度按照产品需要而定，因此，当热融胶进入到热融胶槽后，在热融胶槽中的热融胶温度也需要按照产品需要保持稳定；另一方面，由于热融胶槽中的热融胶不断被涂布到产品之上，导致热融胶槽中的热融胶减少、液位下降，此时如果不及时向热融胶槽内补充热融胶，将会导致无法将热融胶涂布到产品之上或者涂布不合格，造成产品不良，因此，热融胶槽在液位下降到一定程度时，需要及时向热融胶槽内补充热融胶，而在补充完全之后，又需要停止向热融胶槽内加入热融胶。

现有技术中，热融胶温度控制方法包括：先在温度控制器中预设温度值；然后用热电偶采集热融胶槽中的热融胶温度并传送给温度控制器；接着比较预设温度值与热电偶所采集的温度值；再接着通过PID控制算法控制继电器的打开与关闭；最后由继电器带动加热器给热融胶槽加热与停止加热；通过加热器的加热与停止加热使热融胶保持预设温度值。

承上，现有技术中，热融胶液位控制方法包括：先在热融胶槽中预设的液位高度上方放置电容式传感器探头，该电容式传感器探头与传感控制器连接；然后，随着热融胶被使用，液位逐渐下降，液面距离电容式传感器探头越来越远，当液面与电容式传感器探头的距离大于阀值时，传感控制器控制热融胶槽与热融胶储存箱之间的电磁阀打开，把热融胶储存箱中的热融胶加入到热融胶槽，此时热融胶槽中的液面上升；接着，当液面与电容式传感器探头之间的距离小于阀值时，传感控制器控制控制热融胶槽与热融胶储存箱之间的电磁阀关闭，停止向热融胶槽内加入热融胶；最终通过电磁阀的打开和关闭保持热融胶槽内的液位高度。

通过上述温度液位控制方法可以得知，温度与液位是由两种控制器来控制的，温度由温度控制器控制，液位由电容式传感控制器控制。由于电容式传感器探头必须采用耐高温非金属材料，电容式传感器的使用温度受限制，因此将电容式传感控制电路直接放在高温探头内部，在高温环境下很难保证器件的正常工作，因此，必须将探头与电路部分分开放置。然而，将电容式传感器探头与控制电路分开放置之后，信号通路易受电磁干扰、可靠性差、容易产生误动作，而且电容式传感控制器的控制输出方式简单，有信号即输出，无信号即断开，当接收的信号错误时，电容式传感控制器的控制也错误；另外，由于需要在热融胶槽外独立安装控制电路，因而造成安装配线繁琐；由于电容式传感控制器和探头的价格昂贵，不利于企业节约成本。

实用新型内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种抗电磁干扰能力强、稳定性好、控制精确、节省空间、便于集中控制的热融胶槽内的热融胶温度液位控制器。

本发明的技术方案是：一种热融胶槽内的热融胶温度液位控制器，包括第二热电偶、信号放大模块、ＭＣＵ模块、第二继电器输出模块、现时值数码显示器、预设值数码显示器和键盘；所述第二热电偶采集的温度信号经信号放大模块放大之后交给ＭＣＵ模块，经ＭＣＵ模块处理之后控制第二继电器输出模块打开或关闭，同时控制现时值数码显示器显示第二热电偶采集的现时温度；所述键盘键入预设值后交给MCU模块，MCU模块处理之后控制预设数码显示器显示键入的预设值；还包括第一热电偶和第一继电器输出模块，所述第一热电偶采集的温度信号经信号放大模块放大之后交给ＭＣＵ模块，经ＭＣＵ模块处理之后控制第一继电器输出模块打开或关闭。

该温度液位控制器设有接线端子，包括电源输入接线端子、加热器接线端子、电磁阀接线端子、第一热电偶接线端子和第二热电偶接线端子。

本发明的技术效果是：

1.本发明在实际使用过程中，第二热电偶放置于热融胶槽内的热融胶中，第一热电偶放置于热融胶槽内的热融胶标准液位之上，第二热电偶和第一热电偶分别将各自采集的温度传送给同一温度液位控制器之后，由同一温度液位控制器控制加热器的加热或停止加热以及电磁阀的打开或关闭，因此，本发明相比传统技术中热融胶温度和液位分开控制的方法，明显地简化了步骤。

2.本发明采用普通的热电偶作为探头，成本非常低，且高温上限在一千摄氏度以上，寿命长，由于热电偶的输出阻抗很低，所以不易受到外界电磁干扰，稳定性常好，电路部分采用MCU单片机，对热电偶信号智能检测计算，功能丰富，控制精确。

3.本发明将温度控制和液位控制集成于一体，不需要另行购置液位控制系统，节约安装空间，便于集中控制、简化配线、提高系统的可靠性，并且极大降低温度液位控制系统的造价。

附图说明

图1为传统热融胶温度液位控制示意图。

图2为本发明热融胶温度液位控制示意图。

图3为本发明温度液位控制器结构示意图。

图4为本发明温度液位控制器外部端子接线示意图。

图5为本发明温度液位控制器的电源输入模块电路示意图。

图6为本发明温度液位控制器的信号放大模块电路示意图，图中示出了第二热电偶和第一热电偶的信号输入电路。

图7为本发明温度液位控制器的MCU模块电路示意图。

图8为本发明温度液位控制器的现时值数码显示器、预设值数码显示器和键盘模块电路示意图。

图9为本发明温度液位控制器的第二继电器模块电路示意图。

图10为本发明温度液位控制器的第一继电器模块电路示意图。

图中：

1. 热融胶温度液位控制器；

2. 第一热电偶；

3. 第二热电偶；

4. 热融胶槽；

5. 热融胶储存箱；

6. 加热器；

7. 电磁阀；

8. 热融胶液位；

9. 涂胶滚轮；

10. 信号放大模块；

11. MCU模块；

12. 现时值数码显示器；

13. 预设值数码显示器；

14. 键盘；

15. 第一继电器输出模块；

16. 第二继电器输出模块；

17. 温度控制器；

18. 电容式传感器控制器；

19. 电容式传感器探头；

20. 热电偶；

A. 第一热电偶信号输入电路；

B. 信号放大电路；

C. 第二热电偶信号输入电路。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

如图1所示，在现有技术中，热融胶槽4内的热融胶温度液位控制方法，包括控制加热器6对热融胶槽4进行加热或停止加热的步骤，在该步骤中，热电偶20采集温度传送给温度控制器17，由温度控制器17通过PID算法控制加热器6的打开与关闭；还包括控制热融胶储存箱5与热融胶槽4之间的电磁阀7打开或关闭的步骤，在该步骤中，涂胶滚轮9不断将热融胶涂布到产品上，同时电容式传感器探头19采集与热融胶液面8之间的距离变化量（通过电容量变化获得）传送给电容式传感器控制器18，再由电容式传感器控制器18控制电磁阀7的打开与关闭。

如图2所示，本发明对上述现有技术中的热融胶温度液位控制方法作出了改进，具体来说，包括以下工艺步骤：

（1）在热融胶槽4内的热融胶中放置第二热电偶3，在热融胶槽4内的热融胶标准液位8之上放置第一热电偶2，并且，第二热电偶3和第一热电偶2分别将各自采集的温度传送给同一温度液位控制器1；

（2）在温度液位控制器1内设置预设温度值和预设温度差值；

（3）在温度液位控制器1内将第二热电偶3采集的温度与预设温度值相比较，当第二热电偶3采集的温度低于预设温度值时，温度液位控制器1内的第二继电器打开，并控制加热器6给热融胶槽加热，当第二热电偶3采集的温度高于预设温度值时，温度液位控制器1内的第二继电器关闭，并控制加热器6停止给热融胶槽4加热；

（4）在温度液位控制器内将第二热电偶3采集的温度与第一热电偶2采集的温度相减得出温度之差，当温度之差大于预设温度差值时，温度液位控制器1内的第一继电器打开，同时带动电磁阀7打开，接着热融胶储存箱5中的热融胶通过打开的电磁阀7进入到热融胶槽4内，热融胶液位上升，当温度之差小于预设温度差值时，温度液位控制器1内的第一继电器关闭，同时带动电磁阀7关闭，接着热融胶储存箱5中的热融胶停止进入热融胶槽4，此时，随着涂胶滚轮9将热热融胶涂布到产品上，热融胶槽4内的热融胶液位下降。

进一步，在温度液位控制器1内设置预设温度差值时还设置滞后值，当第二热电偶3与第一热电偶1的温度之差小于预设温度差值与滞后值之和时，温度液位控制器1内的第一继电器关闭，同时带动电磁阀7关闭，接着热融胶储存箱5中的热融胶停止进入热融胶槽4，随着热融胶的不断使用，热融胶液位下降。

进一步，所述预设温度值可以设置两个数值，包括预设温度上值和预设温度下值，在温度液位控制器1内将第二热电偶3采集的温度分别与预设温度上值和预设温度下值相比较，当第二热电偶3采集的温度低于预设温度下值时，温度液位控制器1内的第二继电器打开，并控制加热器6给热融胶槽4加热，当第二热电偶3采集的温度高于预设温度上值时，温度液位控制器1内的第二继电器关闭，并控制加热器6停止给热融胶槽4加热。由于设置了预设温度上值和预设温度下值，因此，热融胶温度在处于预设温度上值和预设温度下值之间时，第二继电器和加热器均停止改变自身的工作状态，这样可大幅延长温度控制器1和加热器6的寿命。

进一步，所述第二热电偶3每隔一段时间连续采集若干个温度送达给温度液位控制器1，在温度液位控制器1内再将第二热电偶3连续采集的若干个温度计算得出平均温度；所述第一热电偶2每隔一段时间连续采集若干个温度送达给温度液位控制器，在温度液位控制器内再将第一热电偶2连续采集的若干个温度计算得出平均温度。这样，使得第二热电偶3和第一热电偶2采集的温度更为准确，同时，也令温度液位控制器1能一个时间段一个时间段地控制温度和液位，从而保证温度液位控制器1的控制效率最佳化。

进一步，所述第二继电器与第一继电器的打开与关闭均由温度液位控制器1内通过ＰＩＤ算法控制。PID算法是在过程控制中，按偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）进行控制的方法，广泛应用于温度控制器。

如图3所示，为热融胶温度液位控制方法中所使用的一种温度液位控制器1，该温度液位控制器与传统的温度控制器相比，都具有第二热电偶3、信号放大模块10、ＭＣＵ模块11、第二继电器输出模块16、现时值数码显示器12、预设值数码显示器13和键盘14；其中，所述第二热电偶3采集的温度信号经信号放大模块10放大之后交给ＭＣＵ模块11，ＭＣＵ模块11处理之后控制第二继电器输出模块16打开或关闭，同时控制现时值数码显示器12显示第二热电偶3采集的现时温度；所述键盘14键入预设值后交给MCU模块11，MCU模块11处理之后控制预设数码显示器13显示键入的预设值。该温度液位控制器1与传统的温度控制器不相同的地方在于，该温度液位控制器1还包括第一热电偶2和第一继电器输出模块15，所述第一热电偶2采集的温度信号经信号放大模块10放大之后交给ＭＣＵ模块11，ＭＣＵ模块11处理之后控制第一继电器输出模块15打开或关闭。

如图4所示，为温度液位控制器的外部端子接线示意图，该温度液位控制器包括14个接线端子，其中，端子6、7接市电；端子9、10接加热器；端子11、12接电磁阀；端子1、2接第一热电偶；端子3、4接第二热电偶。

图5至图10，为本发明温度液位控制器的各部分电路图。

如图5所示，市电（220V 50/60Hz）经开关电源之后得到+24V、+5V和-5V的直流电压，以供给温度液位控制器内部各模块使用。

如图6和图7所示，两温度信号分别从第一热电偶信号输入电路A和第二热电偶输入电路C进入到信号放大电路B中的4316芯片中，再由信号放大电路B放大后传输给MCU模块，在本实施例中，第一热电偶信号输入电路A的信号输出端与4316芯片的第2脚连接，第二热电偶信号输入电路Ｃ的信号输出端与4316芯片的第4脚连接。

如图8所示，现时值数码显示器、预设值数码显示器和键盘均与ＭＣＵ模块电气连接，其中，现时值数码显示器用于显示第一热电偶和第二热是偶所采集的温度值，预设值数码显示器用于显示预设值信息，键盘用于向ＭＣＵ模块输入预设数值。键盘包括功能键、移位键、第一调整键和第二调整键，且分别与ＭＣＵ电气连接，在本实施例中，功能键与ＭＣＵ的第43脚连接、移位键与ＭＣＵ的第44脚连接、第二调整键与ＭＣＵ的第2脚连接。通过以上四个按键的配合，实现温度值预设、温度差值预设、比例幅、积分时间、微分时间、控制周期、输入温度偏差调整等设置。

如图9和图10所示，第二继电器模块电路和第一继电器模块电路在电路结构上基本相同，但两者与外部电路或装置的连接却有所区别：在该实施例中，第二继电器模块电路的信号输入端与ＭＣＵ的第41脚连接，第二继电器模块电路的继电器与加热器连接，通过ＭＣＵ的控制信号控制继电器的打开或关闭，从而带动加热器的加热或停止加热；第一继电器模块电路的信号输入端与ＭＣＵ的第40脚连接，第一继电器模块电路的继电器与电磁阀连接，通过ＭＣＵ的控制信号控制继电器的打开或关闭，从而带动电磁阀的打开或关闭。

以上所述，仅是本发明较佳实施方式，凡是依据本发明的技术方案对以上的实施方式所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种热融胶槽内的热融胶温度液位控制器，包括第二热电偶、信号放大模块、ＭＣＵ模块、第二继电器输出模块、现时值数码显示器、预设值数码显示器和键盘；所述第二热电偶采集的温度信号经信号放大模块放大之后交给ＭＣＵ模块，经ＭＣＵ模块处理之后控制第二继电器输出模块打开或关闭，同时控制现时值数码显示器显示第二热电偶采集的现时温度；所述键盘键入预设值后交给MCU模块，MCU模块处理之后控制预设数码显示器显示键入的预设值；其特征在于：还包括第一热电偶和第一继电器输出模块，所述第一热电偶采集的温度信号经信号放大模块放大之后交给ＭＣＵ模块，经ＭＣＵ模块处理之后控制第一继电器输出模块打开或关闭。

2.根据权利要求1所述的热融胶槽内的热融胶温度液位控制器，其特征在于：该温度液位控制器设有接线端子，包括电源输入接线端子、加热器接线端子、电磁阀接线端子、第一热电偶接线端子和第二热电偶接线端子。

3.根据权利要求1所述的热融胶槽内的热融胶温度液位控制器，其特征在于：所述键盘包括功能键、移位键、第一调整键和第二调整键，且分别与ＭＣＵ模块电气连接。