CN218512847U

CN218512847U - 快速高精度控温装置

Info

Publication number: CN218512847U
Application number: CN202221497655.0U
Authority: CN
Inventors: 桥本真喜; 林锦; 刘鹏飞
Original assignee: Kawata Machinery Manufacturing Shanghai Co ltd
Current assignee: Kawata Machinery Manufacturing Shanghai Co ltd
Priority date: 2022-06-15
Filing date: 2022-06-15
Publication date: 2023-02-21
Anticipated expiration: 2032-06-15

Abstract

本实用新型涉及一种快速高精度控温装置，其中，所述的控温装置包括：控制单元，用于对所述的控温装置中的媒体的温度进行控制和调节处理；以及媒体循环单元，与所述的控制单元相连接，用于将经过控温处理后的媒体在所述的控温装置中进行循环流动处理，以满足生产恒温的需要。采用了本实用新型的该快速高精度控温装置，相较于现有技术而言，不仅能够满足用户的个性化控温需求，同时该装置更倾向于对超调量要求更高的系统，它具有较快的响应速度和更小的超调量，能够快速稳定在目标温度，使温度控制的性能更加优越。

Description

快速高精度控温装置

技术领域

本实用新型涉及温度控制技术领域，尤其涉及控温装置技术领域，具体是指一种快速高精度控温装置。

背景技术

现有技术当中的控温装置一般都是1台设备配备1组加热单元。加热单元的容量根据设备设计时的计算负荷确定，若需要保证升温速度，则加热单元容量依据计算最大值选择，这样缺点是控温过程中，温度会在设定值上下反复震荡多次才能稳定下来，即使稳定后，控温精度也受影响；如果要保证控温精度，不产生多次震荡，则加热单元容量会依据计算最小值选择，这样，一是升温速度较慢，二是如果负荷变化较大，加热速度会滞后。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种既保证升温速度，又能保证控温精度的快速高精度控温装置。

为了实现上述目的，本实用新型的快速高精度控温装置如下：

该快速高精度控温装置，其主要特点是，所述的控温装置包括：

控制单元，用于对所述的控温装置中的媒体的温度进行控制和调节处理；以及

媒体循环单元，与所述的控制单元相连接，用于将经过控温处理后的媒体在所述的控温装置中进行循环流动处理，以满足生产恒温的需要。

较佳地，所述的控制单元包括：

至少两组以上加热单元，所述的加热单元用于对所述的媒体进行加热处理；

显示元件，用于设定目标温度便于用户查看；

温度传感器，用于实时采集所述的媒体的温度；

控制器，与所述的温度传感器相连接，用于接收所述的温度传感器发送的温度信号，并对所述的温度信号进行PID运算处理；以及

固态继电器，与所述的控制器相连接，用于接收所述的控制器输出的控制信号，并根据所述的控制信号以控制所述的加热单元的工作状态，以调节所述的媒体的温度。

较佳地，所述的媒体循环单元包括：

风机或媒体泵，所述的风机或媒体泵与所述的加热单元相连接，用于将经过控温调节后的媒体在所述的控温装置中进行输送处理；以及

循环管路，循环设置在整个所述的控温装置中，且所述的温度传感器、加热单元、风机或媒体泵以及热负荷单元均设置在所述的循环管路上。

较佳地，当所述的控温装置进入初始升温阶段后，所述的控温装置中设置各个加热单元将同时开始工作，并进行快速加温处理，以在最短时间内使得所述的控温装置接近目标温度。

较佳地，当所述的媒体达到所需的目标温度后，所述的加热单元将根据各个PID的不同切换控制周期，分组错峰控制所述的加热单元的输出功率，以使得所述的媒体的温度快速达到目标温度并稳定下来。

较佳地，当所述的媒体在所述的控温装置的运转过程中的负荷需求发生突变时，用户将通过合理的设置所述的加热单元的数量以在最短时间内满足当前负荷需求。

较佳地，所述的媒体具体包括：气体和/或液体。

采用了本实用新型的该快速高精度控温装置，通过设置至少2组或以上加热单元，通过多组PID调节，使得其相较于现有技术而言，不仅能够满足用户的个性化控温需求，同时该装置更倾向于对超调量要求更高的系统，它具有较快的响应速度和更小的超调量，能够快速稳定在目标温度，使温度控制的性能更加优越。

附图说明

图1为本实用新型的快速高精度控温装置的流程示意图。

图2为本实用新型的快速高精度控温装置与常规单一组加热管的温升曲线对比示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

在详细说明根据本实用新型的实施例前，应该注意到的是，在下文中，术语“包括”、“包含”或任何其他变体旨在涵盖非排他性的包含，由此使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包含这些要素，而且还包含没有明确列出的其他要素，或者为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

请参阅图1所示，该快速高精度控温装置，其中，所述的控温装置包括：

作为本实用新型的优选实施方式，所述的控制单元包括：

显示元件，用于设定目标温度便于用户查看；

温度传感器，用于实时采集所述的媒体的温度；

在实际应用当中，上述所述的PID运算处理具体为：

PID即：Proportional(比例)、Integral(积分)、Differential(微分)的缩写。在控制过程中，按偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制的PID控制器(亦称PID调节器)是应用最为广泛的一种自动控制器。它具有原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互独立，参数的选定比较简单等优点；而且在理论上可以证明，对于过程控制的典型对象──“一阶滞后+纯滞后”与“二阶滞后+纯滞后”的控制对象，PID控制器是一种最优控制。PID 调节规律是连续系统动态品质校正的一种有效方法，它的参数整定方式简便，结构改变灵活(PI、PD、…)。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的媒体循环单元包括：

作为本实用新型的优选实施方式，当所述的控温装置进入初始升温阶段后，所述的控温装置中设置各个加热单元将同时开始工作，并进行快速加温处理，以在最短时间内使得所述的控温装置接近目标温度。

作为本实用新型的优选实施方式，当所述的媒体达到所需的目标温度后，所述的加热单元将根据各个PID的不同切换控制周期，分组错峰控制所述的加热单元的输出功率，以使得所述的媒体的温度快速达到目标温度并稳定下来。

作为本实用新型的优选实施方式，当所述的媒体在所述的控温装置的运转过程中的负荷需求发生突变时，用户将通过合理的设置所述的加热单元的数量以在最短时间内满足当前负荷需求。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的媒体具体包括：气体和/或液体。

本技术方案的该控温装置主要包含：控制单元和媒体循环单元两大部分。其中：控制单元由控制器、显示元件、温度传感器、驱动单元、加热单元等组成；媒体循环单元由风机或媒体泵、管路、热负荷单元等组成。

1、控制单元：在显示元件上设定目标温度SV，通过温度传感器TE采集媒体的实时温度PV，并传送到控制器CU，经过控制器的PID运算，输出控制信号到固态继电器SSR来控制加热单元的开通及关断，达到调节媒体温度的功能。

2、媒体循环单元：被加热单元加热后的媒体，通过媒体泵或风机的输送，在管路以及热负荷单元中循环流动，满足生产恒温的需要。

本技术方案的该控制装置设置有2组或以上加热单元，把总加热功率均分到每个独立的加热单元上。实际工作中，初始加温所有加热单元全负荷运转，在媒体达到目标温度PV偏差范围(该值可根据实际情况进行变更)后，加热单元根据各PID的不同控制周期，错峰控制加热单元的输出功率，在近乎无超调的情况下达到目标温度。

以目标温度SV为140℃为例，使用常规单一组加热管与本装置的温升曲线对比如图2所示，其中，本技术方案的控温装置在第一阶段T1，所有加热单元同时运转，快速接近目标温度；在进入设定偏差温度范围后，进入第二阶段T2，控制器通过运算，间隔控制各加热单元的功率输出，快速稳定在目标温度。

当本技术方案进入控制模式后，其变化状态具体如下：

1、初始升温阶段，控温装置装备的全部加热单元同时工作，快速加温，在短时间内接近设定温度；

2、在媒体温度到达设定温度的偏差范围之内后，通过切换控制输出，分组调控各加热单元，使媒体(气体或液体)温度快速达到设定值并稳定下来。

3、如果运转中负荷需求发生突变，又能通过合理投入加热单元在短时间满足。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行装置执行的软件或固件来实现。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims

1.一种快速高精度控温装置，其特征在于，所述的控温装置包括：

媒体循环单元，与所述的控制单元相连接，用于将经过控温处理后的媒体在所述的控温装置中进行循环流动处理，以满足生产恒温的需要；

所述的控制单元包括：

至少两组以上加热单元，所述的加热单元用于对所述的媒体进行加热处理。

2.根据权利要求1所述的快速高精度控温装置，其特征在于，所述的控制单元还包括：

显示元件，用于设定目标温度便于用户查看；

温度传感器，用于实时采集所述的媒体的温度；

3.根据权利要求2所述的快速高精度控温装置，其特征在于，所述的媒体循环单元包括：

4.根据权利要求2至3中任一项所述的快速高精度控温装置，其特征在于，当所述的媒体在所述的控温装置的运转过程中的负荷需求发生突变时，用户将通过合理的设置所述的加热单元的数量以在最短时间内满足当前负荷需求。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的快速高精度控温装置，其特征在于，所述的媒体具体包括：气体和/或液体。