CN209044395U - 一种放料管道温度控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种放料管道温度控制系统，所述控制系统包括电源、接触器、温控表、设于放料管道外的电加热元件、设于放料管道内的温度采集模块，所述电源与所述接触器连接，所述温度采集模块的输出端与所述温控表的输入端连接，所述温控表的输出端与所述接触器的常开触点连接，所述接触器的负载端与所述电加热元件连接。本实用新型通过采用铂电阻Pt1000作为温度采集单元，不仅可以测量较宽的温度范围，而且能够精确测量放料管道内的温度，控制温差在2℃以内，实现精准控温；本实用新型可以实现当放料管道内的温度达到目标温度时，通过接触器切断电源停止加热，节约资源、消除安全隐患。

Description

一种放料管道温度控制系统

技术领域

本实用新型属于温度控制领域，更具体地说，本实用新型涉及一种放料管道温度控制系统。

背景技术

实践中，很多车间的放料管道需要加热才能进行放料，很多车间的放料管道采用电加热元件直接对其进行加热，电加热元件长期满负荷工作，导致其内部结构及接线端子极易损坏，故而故障率较高，存在安全隐患，并且加大了使用及维修成本；另外，采用电加热元件直接对放料管道进行加热，无法控制加热温度，往往导致电加热元件的温度高于放料所需温度，易引起产品损坏，从而对产品质量也造成了不小的影响。

现有技术中的温度控制系统多采用热电偶温度传感器或者数字温度传感器，但是数字式温度传感器的测温范围太窄，无法适应工业上的测温要求；热电偶温度传感器测温范围较宽，但是精度较低。因此，如何设计一款既能保证较宽的测温宽度，同时又能保证较高的精度的温控系统应用到放料管道中，成为亟待解决的问题，

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种放料管道温度控制系统，不仅可以采集较宽的温度范围，而且可以实现精准控温。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

放料管道温度控制系统，所述控制系统包括电源、接触器、温控表、设于放料管道外的电加热元件、设于放料管道内的温度采集模块，所述电源与所述接触器连接，所述温度采集模块的输出端与所述温控表的输入端连接，所述温控表的输出端与所述接触器的常开触点连接，所述接触器的负载端与所述电加热元件连接。

所述温度采集模块包括温度采集电路、单片机，所述温度采集电路和单片机连接。

所述单片机为内置A/D转换器的单片机。

所述温度采集电路包括稳压源、桥式电路、运算放大器，所述稳压源的负极端经电阻R0与直流电源连接，所述稳压源的正极端接地，所述稳压源的参考端分别与电阻R1的一端、电阻R2的一端连接，所述电阻R1的另一端与电阻R0连接，所述电阻R2的另一端接地。

所述桥式电路由电阻R3、R4、R5以及铂电阻PT1000组成，其中电阻R3、R4组成桥式电路的上臂，所述电阻R5以及铂电阻PT1000组成桥式电路的下臂，所述铂电阻PT1000的一端与电阻R3的一端连接，所述铂电阻PT1000的另一端接地，所述电阻R3的另一端与电阻R0连接，所述电阻R5的一端接地，所述电阻R5的另一端与电阻R4连接，所述电阻R4的另一端与电阻R0连接。

所述运算放大器的正极输入端经电阻R6与电阻R3的一端连接，所述运算放大器的负极输入端经电阻R7与电阻R4的一端连接，所述运算放大器的负极输入端还经电阻R8接地，所述运算放大器的输出端与电阻R10、R11串联后接地，所述电阻R10的一端经电阻R9连接至所述运算放大器的正极输入端，所述运算放大器的输出端还与所述单片机的AD引脚连接。

所述温控表为具备自动演算功能和用户可编程功能的YOKOYAWA UT55A型。

所述稳压源为可控精密稳压源TL431型。

所述单片机还连接有报警装置，用于产生报警信号。

所述报警信号采用语音或蜂鸣形式。

本实用新型的优点在于：(1)本实用新型可以实现当放料管道内的温度达到目标温度时，通过接触器切断电源停止加热，节约资源、消除安全隐患；(2)本实用新型采用铂电阻Pt1000作为温度采集模块，不仅可以测量较宽的温度范围，而且能够精确测量放料管道内的温度，控制温差在2℃以内，实现精准控温，产品不再因温度过高而产生变质，提高了产品质量；(3)本实用新型的结构简单，采用常见的电子元器件，成本低廉。

附图说明

下面对本实用新型说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型放料管道温度控制系统的结构示意图；

图2为本实用新型放料管道温度控制系统中温度采集模块的电路图；

图3是本实用新型放料管道温度控制系统中温控表PID算法的控制原理图。

上述图中的标记均为：

1、电源；2、接触器；3、温控表；4、电加热元件；5、温度采集模块；6、温度采集电路；7、单片机；8、稳压源；9、桥式电路；10、运算放大器；11、报警装置。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示，是本实用新型放料管道温度控制系统的结构示意图。在该实施例中，该温度控制系统包括电源1、接触器2、温控表3、电加热元件4、温度采集模块5，所述电源1经接触器2分别与所述温控表3、电加热元件4连接，所述温控表3还与温度采集模块5连接。进一步的，所述电加热元件4设于放料管道外，所述温度采集模块5设于放料管道内，用于采集放料管道内的温度信息。

进一步的，所述电源1与所述接触器2连接，所述温度采集模块5的输出端与所述温控表3的输入端连接，所述温控表3的输出端与所述接触器2的常开触点连接，所述接触器2的负载端与所述电加热元件4连接。

该温控系统的工作原理是：温度采集模块5将采集放料管道内的实时温度信息发送至温控表，温控表内预先设有目标温度，当放料管道内的温度达到目标温度时，温控表控制接触器2断开，从而切断电源，停止对物料管道进行加热。

为了实现更加精准的控制物料管道内的温度，本实用新型中的温度采集模块5采用铂电阻Pt1000的测温原理进行测温。

如图2所示，是本实用新型放料管道温度控制系统中温度采集模块的电路图。在该实施例中，所述温度采集模块5包括温度采集电路6、单片机7，所述温度采集电路6和单片机7连接。优选的，所述单片机7为内置A/D转换器的单片机。

进一步的，所述温度采集电路6包括稳压源8、桥式电路9、运算放大器10，所述稳压源8的负极端经电阻R0与直流电源连接，所述稳压源8的正极端接地，所述稳压源8的参考端分别与电阻R1的一端、电阻R2的一端连接，所述电阻R1的另一端与电阻R0连接，所述电阻R2的另一端接地。

进一步的，所述桥式电路9由电阻R3、R4、R5以及铂电阻PT1000组成，其中电阻R3、R4组成桥式电路9的上臂，所述电阻R5以及铂电阻PT1000组成桥式电路9的下臂，所述铂电阻PT1000的一端与电阻R3的一端连接，所述铂电阻PT1000的另一端接地，所述电阻R3的另一端与电阻R0连接，所述电阻R5的一端接地，所述电阻R5的另一端与电阻R4连接，所述电阻R4的另一端与电阻R0连接。

进一步的，所述运算放大器10的正极输入端经电阻R6与电阻R3的一端连接，所述运算放大器10的负极输入端经电阻R7与电阻R4的一端连接，所述运算放大器10的负极输入端还经电阻R8接地，所述运算放大器10的输出端与电阻R10、R11串联后接地，所述电阻R10的一端经电阻R9连接至所述运算放大器的正极输入端，所述运算放大器的输出端还与所述单片机7的AD引脚连接。

优选的，所述稳压源为可控精密稳压源TL431型。

采用上述结构，根据测温范围设置温度采集模块5中各电阻的阻值，运用铂电阻Pt1000的测温原理，可以测出实时的温度信息，然后将温度信息发送至内置A/D转换器的单片机7进行数据处理，首先将铂电阻Pt1000测得的实时检测温度进行模数转换，然后在单片机7编程方面引入最小二乘法或者冒泡法对数据进行处理，剔除异常数据，从而可以得到更加精确地温度值。

如图3所示是本实用新型中温控表的PID算法控制原理图。单片机7将处理后的实时检测温度发送至温控表，温控表采用PID算法计算对比目标和实时检测温度，将实时指定温度与单片机反馈的检测信号比较得到偏差e，对e进行PID运算处理得到控制量v，通过v来控制接触器的通断，控制加热装置的加热时间。当实时检测温度与目标温度偏差较大时，温控表控制接触器闭合，进而接通电源，使电流流过电加热元件，对放料管道进行加热；当实时检测温度与目标温度接近或者相等时，温控表接触器断开，进而切断电源，停止对放料管道进行加热。整个温控过程相比于现有技术，能够更加精确的控制放料管道内的温度，节约电资源。

以上铂电阻Pt1000的测温原理、单片机进行数模转换、单片机数据处理程序以及温控表的PID算法都属于现有技术，在此不作过多赘述。

优选的，所述单片机7还连接有报警装置11，用于当实时检测温度与目标温度相等时，产生报警信号，提示操作员放料管道已达到目标温度，可以进行下一步的相关操作。

优选的，所述报警信号可以采用语音或蜂鸣形式实现。

优选的，所述温控表为具备自动演算功能和用户可编程功能的YOKOYAWA UT55A型。

显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种放料管道温度控制系统，其特征在于：所述控制系统包括电源(1)、接触器(2)、温控表(3)、设于放料管道外的电加热元件(4)、设于放料管道内的温度采集模块(5)，所述电源(1)与所述接触器(2)连接，所述温度采集模块(5)的输出端与所述温控表(3)的输入端连接，所述温控表(3)的输出端与所述接触器(2)的常开触点连接，所述接触器(2)的负载端与所述电加热元件(4)连接。

2.根据权利要求1所述的放料管道温度控制系统，其特征在于：所述温度采集模块(5)包括温度采集电路(6)、单片机(7)，所述温度采集电路(6)和单片机(7)连接。

3.根据权利要求2所述的放料管道温度控制系统，其特征在于：所述单片机(7)为内置A/D转换器的单片机。

4.根据权利要求3所述的放料管道温度控制系统，其特征在于：所述温度采集电路(6)包括稳压源(8)、桥式电路(9)、运算放大器(10)，所述稳压源(8)的负极端经电阻R0与直流电源连接，所述稳压源(8)的正极端接地，所述稳压源(8)的参考端分别与电阻R1的一端、电阻R2的一端连接，所述电阻R1的另一端与电阻R0连接，所述电阻R2的另一端接地。

5.根据权利要求4所述的放料管道温度控制系统，其特征在于：所述桥式电路(9)由电阻R3、R4、R5以及铂电阻PT1000组成，其中电阻R3、R4组成桥式电路(9)的上臂，所述电阻R5以及铂电阻PT1000组成桥式电路(9)的下臂，所述铂电阻PT1000的一端与电阻R3的一端连接，所述铂电阻PT1000的另一端接地，所述电阻R3的另一端与电阻R0连接，所述电阻R5的一端接地，所述电阻R5的另一端与电阻R4连接，所述电阻R4的另一端与电阻R0连接。

6.根据权利要求5所述的放料管道温度控制系统，其特征在于：所述运算放大器(10)的正极输入端经电阻R6与电阻R3的一端连接，所述运算放大器(10)的负极输入端经电阻R7与电阻R4的一端连接，所述运算放大器(10)的负极输入端还经电阻R8接地，所述运算放大器(10)的输出端与电阻R10、R11串联后接地，所述电阻R10的一端经电阻R9连接至所述运算放大器的正极输入端，所述运算放大器的输出端还与所述单片机(7)的AD引脚连接。

7.根据权利要求6所述的放料管道温度控制系统，其特征在于：所述温控表(3)为具备自动演算功能和用户可编程功能的YOKOYAWA UT55A型。

8.根据权利要求7所述的放料管道温度控制系统，其特征在于：所述稳压源(8)的为可控精密稳压源TL431型。

9.根据权利要求2至8任一所述的放料管道温度控制系统，其特征在于：所述单片机(7)还连接有报警装置(11)，用于产生报警信号。

10.根据权利要求9所述的放料管道温度控制系统，其特征在于：所述报警信号采用语音或蜂鸣形式。