CN211427176U - 一种多组加热自动切换系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多组加热自动切换系统，包括若干电加热器或若干电加湿器，它们分成两组：可调组和固定组，可调组的额定功率大于固定组，相比于固定组，可调组的工作回路中串联有调功器，所述自动切换系统还包括传感器和控制器，所述传感器与所述控制器相连，所述控制器与所述可调组和固定组的工作回路分别相连，所述控制器通过所述传感器检测环境的温度或湿度，然后控制所述固定组、可调组工作与否，以及所述可调组的输出功率。本实用新型将电加热器或电加湿器分成可调组与固定组，调控器等只需控制可调组的电加热器或电加湿器的输出功率，降低了调功器的功率总值，降低了匹配调功器件的电流等级，从而降低了硬件成本。

Description

一种多组加热自动切换系统

技术领域

本实用新型涉及一种温度和/或湿度控制系统。

背景技术

环境试验室提供给试验物一个特定的温湿度环境，在此基础上对实验物的各种参数进行测量，并得出实验结果。现有的环境试验室主要通过调节电加热器和电加湿管的输出功率来调节试验室的温度和湿度。现有的技术主要是通过一个调功器控制整组电加热管或电加湿管，但当电加热管或电加湿管功率较大时，相匹配的的调功器等硬件价格较高且当调功器位于10％以下输出时，其调节的线性度不能得到保证。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的缺陷，提出一种多组加热自动切换系统，该系统既能降低调功器等硬件的成本，又加宽了电加热器或电加湿器的线性可调节范围。

本实用新型所采用的技术方案如下：一种多组加热自动切换系统，包括若干电加热器或若干电加湿器，它们分成两组：可调组和固定组，可调组的额定功率大于固定组，相比于固定组，可调组的工作回路中串联有调功器，所述自动切换系统还包括传感器和控制器，所述传感器与所述控制器相连，所述控制器与所述可调组和固定组的工作回路分别相连，所述控制器通过所述传感器检测环境的温度或湿度，然后控制所述固定组、可调组工作与否，以及所述可调组的输出功率。

只要电加热器或电加湿器开始工作，就将可调组置于工作状态，然后判断需要的加热功率，若不超出可调组的额定功率，则可调组工作，固定组不工作；若超出可调组的额定功率，则固定组工作，为防止输出功率突变，按固定组的输出功率相应降低可调组的输出功率。上面要求可调组的额定功率大于固定组，正是用于避免功率不能连续可调。

本实用新型将电加热器或电加湿器分成可调组与固定组，调控器等只需控制可调组的电加热器或电加湿器的输出功率，降低了配套硬件的电流等级，从而降低了它们的成本。电加热器或电加湿器的线性可调节范围受限于调功器，其下限由原来总功率的10％左右，下调到可调组额定功率的10％左右，显然，上述分组措施，加宽了电加热器或电加湿器的线性可调节范围。

所述可调组的额定功率占总额定功率的60％～70％，所述固定组的额定功率占总额定功率的40％～30％。

为保证总功率连续可调，可调组额定功率应大于固定组，但若相差太大，节省硬件成本不明显，所以本实用新型优选上述范围。

有益效果：

1)本实用新型将电加热器或电加湿器分成可调组与固定组，调控器等只需控制可调组的电加热器或电加湿器的输出功率，降低了调功器的功率总值，降低了匹配调功器件的电流等级，从而降低了硬件成本；

2)拓宽了整组电加热器或电加湿器的线性区，由原来的总功率的10％～90％拓宽到总功率的6％～100％。

附图说明

图1为本实用新型一种多组加热自动切换系统的原理框图；

图2为本实用新型一种多组加热自动切换系统的电路原理图。

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的详细说明：

如图1所示，本实施例的一种多组加热自动切换系统由传感器、PID控制器、分配器、可调组和固定组组成。

PID控制器可以是数字PID控制表也可以是PLC内部的PID控制程序。本实施例中采用数字PID控制表。分配器可以由PLC程序或计算机软件实现。本实施例中采用PLC。上述PID控制器与分配器共同组成了一控制器。

如图2所示，1QF1为可调组的断路器，1K1为可调组的接触器，1SCR1为可调组的调功器，1EH1为可调组电加热器，它们共同构成了可调组电加热器的工作回路。

1QF2为固定组的断路器，1K2为固定的接触器，1EH2为固定组电加热器，它们共同构成了固定组电加热器的工作回路。

可调组电加热器的额定功率占总功率(即总额定功率)的60％～70％；固定组电加热器的额定功率占总功率的40％～30％。

RTD207为铂电阻温度传感器，1BT1为铂电阻变送器，1PT1为PID控制表。铂电阻温度传感器RTD207采集环境实验室的温度，并将其转换成电信号输出到铂电阻变送器1BT1，铂电阻变送器1BT1将传感器的输出变换成符合一定标准的电流信号或电压信号输出到PID控制表1PT1。

如图1、2所示，整体电加热器的功率输出由PID控制器1PT1控制，控制的目标值为环境试验室的环境温度。PID控制器计算得到输出值后(反应需求输出功率)，将输出值传送给PLC(也即分配器)，PLC与可调组的接触器1K1、调功器1SCR1以及固定组的接触器1K2相连(PLC与接触器的连接，本实施例中未画出)，PLC对此输入进行分配并控制可调组和固定组的工作状态，其工作的方式为：只要电加热器开始工作，就将可调组置于工作状态，然后判断电加热器所处的工作状态，将可调组和固定组一起工作记为状态1，将可调组工作，固定组关闭记为状态2。

在状态1的情况下，当PID控制器的输出值小于固定组额定功率与总功率的比值时，PLC分配给可调组的输出值等于PID控制器的输出值乘以总功率与可调组额定功率的比值，并关闭正在工作的固定组，进入状态2。

在状态1的情况下，当PID控制器的输出值大于固定组额定功率与总功率之间的比值时，分配给可调组的输出值等于PID控制器的输出值乘以总功率减去固定组额定功率之后与可调组额定功率的比值，维持正在工作的固定组，维持状态1。

在状态2的情况下，当PID控制器的输出值小于可调组额定功率与总功率之间的比值时，分配给可调组的输出值等于PID控制器的输出值乘以总功率与可调组额定功率的比值，维持固定组关闭的状态，维持状态2。

在状态2的情况下，当PID控制器的输出值大于可调组额定功率与总功率之间的比值时，分配给可调组的输出值等于PID控制器的输出值乘以总功率减去固定组额定功率之后与可调组额定功率的比值，开启固定组，进入状态1。

具体公式如下：

状态1：可调组工作，固定组工作

当OutPID≤P固定组/P总功率时

Out可调＝OutPID*P总功率/P可调组，关闭固定组。

当OutPID﹥P固定组/P总功率时

Out可调＝OutPID*P总功率－P固定组/P可调组，维持固定组工作。

状态2：可调组工作，固定组关闭

当OutPID≤P可调组/P总功率时

Out可调＝OutPID*P总功率/P可调组，维持关闭固定组。

当OutPID﹥P可调组/P总功率时

Out可调＝OutPID*P总功率－P固定组/P可调组，开启固定组。

替换成湿度传感器与湿度变送器后，上述系统与控制方式同样适用于电加湿器。

本实用新型将电加热器或电加湿器分成可调组与固定组，调控器等只需控制可调组的电加热器或电加湿器的输出功率，降低了配套硬件的电流等级，从而降低了它们的成本。

电加热器或电加湿器的线性可调节范围受限于调功器，其下限由原来总功率的10％左右，下调到可调组额定功率的10％左右，所以，本实用新型拓宽了整组电加热器或电加湿器的线性区。

本实用新型可调组与固定组功率分配比率，可调组电加热器的额定功率占总功率的60％～70％，固定组电加热器的额定功率占总功率的40％～30％，在保证系统功率连续可调的前提下，能显著节省系统调功器件的成本。

Claims (2)

1.一种多组加热自动切换系统，其特征在于，包括若干电加热器或若干电加湿器，它们分成两组：可调组和固定组，可调组的额定功率大于固定组，相比于固定组，可调组的工作回路中串联有调功器，所述自动切换系统还包括传感器和控制器，所述传感器与所述控制器相连，所述控制器与所述可调组和固定组的工作回路分别相连，所述控制器通过所述传感器检测环境的温度或湿度，然后控制所述固定组、可调组工作与否，以及所述可调组的输出功率。

2.根据权利要求1所述的多组加热自动切换系统，其特征在于，所述可调组的额定功率占总额定功率的60％～70％，所述固定组的额定功率占总额定功率的40％～30％。

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