CN203038141U - 温度控制器 - Google Patents

Abstract

温度控制器，涉及一种温度控制设备。设有温度检测放大电路、CPU电路、串口通讯电路、光电隔离DI/DO电路、数据存储电路和电源电路；温度检测放大电路输出端接CPU电路输入端口，CPU电路分别与串口通讯电路、光电隔离DI/DO电路和数据存储电路连接，所述温度检测放大电路设有温度传感器、温度采集电路及信号放大电路，温度采集电路的输入端与温度传感器的输出端连接，温度采集电路的输出端与信号放大电路输入端连接，信号放大电路的输出端接CPU电路的输入端口。成本较低、结构紧凑、扩展方便、具有显示功能，同时能够方便地实现与上位机集控系统通讯。

Description

温度控制器

技术领域

本实用新型涉及一种温度控制设备，尤其是涉及一种用于除尘器中电加热回路中的温度监测和加热控制，同时监测灰斗料位信号的温度控制器。

背景技术

电加热控制技术被广泛运用于除尘器中实现灰斗和保温箱等设备的恒温控制。现有的工程项目中主要采用PLC作为主控单元，实现温度的监测和控制，其原理主要利用铂热电阻作为温度传感器，RTD模块检测铂热电阻分压，经过运算放大处理后送给CPU计算出温度值，再依据设定温度进行加热主回路的通断实现恒温控制。该方式存在成本较高，模块点数浪费等不足。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有的温度控制装置存在成本较高，模块点数浪费等不足，提供一种成本较低、结构紧凑、扩展方便、具有显示功能，同时能够方便地实现与上位机集控系统通讯的温度控制器。

本实用新型设有温度检测放大电路、CPU电路、串口通讯电路、光电隔离DI/DO电路、数据存储电路和电源电路；所述温度检测放大电路的输出端接CPU电路的输入端口，CPU电路分别与串口通讯电路、光电隔离DI/DO电路和数据存储电路连接，所述电源电路分别与温度检测放大电路、CPU电路、串口通讯电路、光电隔离DI/DO电路、数据存储电路的电源输入端电连接；所述温度检测放大电路设有温度传感器、温度采集电路及信号放大电路，温度采集电路的输入端与温度传感器的输出端连接，温度采集电路的输出端与信号放大电路输入端连接，信号放大电路的输出端接CPU电路的输入端口。

所述温度传感器可采用铂热电阻等。

所述温度采集电路可采用平衡电桥等，平衡电桥的输入端接铂热电阻，平衡电桥的输出端接信号放大电路的输入端。

所述温度采集电路与信号放大电路之间可设有通道选择电路，通道选择电路的输入端接温度采集电路的输出端，通道选择电路的输出端接信号放大电路的输入端。

所述电源电路可采用型号为IA2405S的电源芯片，为隔离稳压正负双路输出，具有良好的负载及线路调节特性。

所述CPU电路可采用MicroChip的dsPIC33F系列16位数字信号处理器，集成有12位高精度的A/D转换功能，配合外围简单的辅助电路构成一个核心的控制单元。

所述串行通讯电路可采用MAX485E电平转换芯片，实现差分电平与TTL电平的转换，同时具备信号接收、发送指示功能。

所述光电隔离DI/DO电路可采用转换速率高、驱动能力强的光耦隔离芯片，实现控制器与外部回路之间的电气隔离。

所述数据存储电路可采用简洁的I2C方式与外部EEPROM之间的连接，实现数据的写入与读取。

本实用新型将温度传感器的输出信号进行运算处理后，得出实际温度值，比较判断之后经过光电隔离输出回路控制主回路的通断，并且反馈主回路接触器的通断情况，同时具备独立的8路光电隔离输入回路，用于检测输入信号，所有数据能够通过RS-485总线及标准的MODBUS通讯协议传送给触摸屏或上位机集控系统。

由于采用平衡电桥方式，能够消除导线电阻的影响；8个通道按“轮询”的方式通过片选控制进行微小信号的采样放大运算，再送给CPU电路处理。

与现有的PLC控制系统相比，本实用新型降低了成本，同时能够方便地实现与上位机系统之间的通讯，满足自动化集控系统的要求。

附图说明

图1为本实用新型实施例的原理方框图。

图2为本实用新型实施例的工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型实施例设有温度检测放大电路、CPU电路2、串口通讯电路3、光电隔离DI/DO电路4、数据存储电路5和电源电路（在图1中未画出）。所述温度检测放大电路的输出端接CPU电路2的输入端口，CPU电路2分别与串口通讯电路3、光电隔离DI/DO电路4和数据存储电路5连接，所述电源电路分别与温度检测放大电路、CPU电路2、串口通讯电路3、光电隔离DI/DO电路4、数据存储电路4的电源输入端电连接。所述温度检测放大电路设有温度传感器、温度采集电路及信号放大电路14，温度采集电路的输入端与温度传感器的输出端连接，温度采集电路的输出端连接信号放大电路14的输入端，信号放大电路14的输出端接CPU电路2的输入端口。所述温度传感器采用铂热电阻11，温度采集电路采用平衡电桥12，平衡电桥12的输入端接铂热电阻11，平衡电桥12的输出端接信号放大电路14的输入端，

所述温度采集电路与信号放大电路14之间可设有通道选择电路13，通道选择电路13的输入端接温度采集电路的输出端，通道选择电路13的输出端接信号放大电路14的输入端。

本实用新型将温度传感器的输出信号进行运算处理后，得出实际温度值，比较判断之后经过光电隔离输出回路控制主回路的通断，并且反馈主回路接触器的通断情况，同时具备独立的8路光电隔离输入回路，用于检测输入信号，所有数据能够通过RS-485总线及标准的MODBUS通讯协议传送给触摸屏或上位机集控系统。

电源电路为CPU电路2等提供稳定的工作电源；温度检测放大电路通过平衡电桥12的方式从铂热电阻11上取得mV级电压信号，经过滤波、放大处理后送入CPU电路进行采样运算；串口通讯电路通过485电平转换芯片将差分电压转换成TTL电平，再经过高速光耦隔离后实现与CPU电路之间的串行通讯；光电隔离DI/DO电路用于实现加热主回路控制隔离输出及开关到位等输入信号检测；数据存储电路采用I2C通讯方式，与外部EEPROM芯片实现数据分段、分页读写。

所述电源电路可采用型号为IA2405S的电源芯片，为隔离稳压正负双路输出，具有良好的负载及线路调节特性。

所述CPU电路可采用MicroChip的dsPIC33F系列16位数字信号处理器，集成有12位高精度的A/D转换功能，配合外围简单的辅助电路构成一个核心的控制单元。

所述串行通讯电路可采用MAX485E电平转换芯片，实现差分电平与TTL电平的转换，同时具备信号接收、发送指示功能。

所述光电隔离DI/DO电路可采用转换速率高、驱动能力强的光耦隔离芯片，实现控制器与外部回路之间的电气隔离。

所述数据存储电路可采用简洁的I2C方式与外部EEPROM之间的连接，实现数据的写入与读取。

如图2所示，主要工作流程简述如下：

a.系统初始化：单片机芯片通电后，自动对寄存器值及I/O口的工作方式及状态进行初始化。

b.参数初始化：在主程序运行前，先读出EEPROM内部各段地址内存储的参数分别赋给对应的变量，供系统运行使用。若读取数据出错将调用默认参数。

c.通道选择：本实用新型具备8路温度检测通道，每个通道经过CPU控制片选回路实现该通道与A/D单元接通，采集相应电压对应的AD值。

d.温度计算：温度检测放大回路得到的模拟电压信号通过CPU内部集成的12位高精度A/D单元进行模数转换后得到的AD值再经过软件算法的计算得出实际的温度值。

e.主回路控制：在运行方式为自动模式下，控制程序依据温度设定值与实时值的比较结果，经DO隔离回路自动控制主回路接触器的通断，并检测开关的到位情况。此外，在强开、强关模式下将强制切换到相应的控制输出状态。

Claims (7)

1.温度控制器，其特征在于设有温度检测放大电路、CPU电路、串口通讯电路、光电隔离DI/DO电路、数据存储电路和电源电路；所述温度检测放大电路的输出端接CPU电路的输入端口，CPU电路分别与串口通讯电路、光电隔离DI/DO电路和数据存储电路连接，所述电源电路分别与温度检测放大电路、CPU电路、串口通讯电路、光电隔离DI/DO电路、数据存储电路的电源输入端电连接；所述温度检测放大电路设有温度传感器、温度采集电路及信号放大电路，温度采集电路的输入端与温度传感器的输出端连接，温度采集电路的输出端与信号放大电路输入端连接，信号放大电路的输出端接CPU电路的输入端口。

2.如权利要求1所述的温度控制器，其特征在于所述温度传感器采用铂热电阻。

3.如权利要求1所述的温度控制器，其特征在于所述温度采集电路采用平衡电桥，平衡电桥的输入端接铂热电阻，平衡电桥的输出端接信号放大电路的输入端。

4.如权利要求1所述的温度控制器，其特征在于所述温度采集电路与信号放大电路之间设有通道选择电路，通道选择电路的输入端接温度采集电路的输出端，通道选择电路的输出端接信号放大电路的输入端。

5.如权利要求1所述的温度控制器，其特征在于所述电源电路采用型号为IA2405S的电源芯片。

6.如权利要求1所述的温度控制器，其特征在于所述CPU电路采用MicroChip的dsPIC33F系列16位数字信号处理器。

7.如权利要求1所述的温度控制器，其特征在于所述串行通讯电路采用MAX485E电平转换芯片。

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