多路溫度控制設備的製作方法
2023-05-03 03:02:41
專利名稱：多路溫度控制設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及塑料成型加工領域，具體地i兌，涉及一種注塑機的多路溫度控制設備。
背景技術：
現代注塑機正朝高速、大噸位方向發展，對溫度控制性能要求也越來越高。在注塑機系統控制中，加熱料筒溫度控制是其中重要的一環。注塑機料筒的加溫及溫度控制效果直接影響注塑製品的質量，例如製品表面的殘餘應力、收縮率及製品的質量穩定性等均與此有關。製品質量穩定性已成為衡量精密注塑製件品質好壞的 一 個重要指標，因而引起工業界的高度重視。料筒溫控裝置的可靠性及溫控
精度是精密注塑成型的關鍵因素。注射料筒的加熱段一般分3-4段，通過一 次儀表和二次儀表對加熱電阻圈的控制與調節而形成閉環控制回^各。
傳統的溫控方式為常規的繼電器帶動接觸器控制，它只能在一段範圍內實現溫度控制，而且屬於有觸點控制，因此存在控制精度低、工作可靠性差、能耗大、使用成本高(電熱組件消耗太大)等缺點。
針對上述問題，本實用新型採用了高性能的MCU (MicroController Unit，即，微控制器)作為其控制核心，它能在工作過程中集中控制36段溫度，而且整個數字溫控儀採用無觸點固態繼電器控制，可有效提高系統的測量、控制精度和具有很高的工作可靠性，提高系統的集成度；設計CAN (Controller Area Network,控制器區域網路)總線與上位機(即，塑料成型控制系統)高速通信，提高工作效率。該溫度控制設備具備各種完善的報警及保護功能，例如，可設定36段加熱溫度值及相應段的上、下限值，用於控制加熱段實際溫度高於或低於設定溫度時報警，並同時切斷加熱控制器，啟動保護。
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種多路溫度控制設備。通過使用高性能的微控制器，集中控制36段溫度，簡化外部硬體設計，提高系統集成度、性能及可靠性。
按照本實用新型，提供了一種多路溫度控制設備，它包括溫度控制模塊和溫度採樣模塊。其中溫度控制模塊由微控制器、A/D轉換器、溫度加熱控制、CAN總線、SPI總線和變速PID算法六大部分構成；溫度採樣模塊由前級濾波電路、次級濾波電路、多路電子開關、多級放大電路以及電源隔離變換電路組成。溫度控制模塊中的微控制器通過I/O 口控制溫度採樣模塊中的電子開關，選通36段溫度中的某段，該段上的溫度傳感器將感應到的微信號傳入到溫度採樣模塊；溫度採樣模塊通過濾波處理電路和多級放大電路，將溫度微信號轉化為便於處理的電壓，並將此感應電壓傳到溫度控制模塊中的A/D轉換器中；A/D轉換器將感應電壓轉換為數位訊號；微控制器通過SPI總線與A/D轉換器通信，從A/D轉換器中獲取其轉換好的溫度數據，通過相應的換算關係將數據轉換為對應的實際溫度(攝氏度)，微控制器以此溫度為參考，通過變速PID控制相應段加熱輸出。上位機獲得料筒溫度及其相應狀態，估文出相應反應，並將溫度及其相關信息傳送給人機接口界面，告知操作人員溫度及其相關信息。操作人員通過人機接口界面設定36 ^史加熱溫度值及相應段上、下限值(上下限值用於控制加熱實際溫度高於或者低於設定溫度時報警)；人機接口界面系統將設定值傳送給上位機，上位機通過CAN總線將設定值傳送給溫度控制模塊，溫度控制模塊以此設定值控制系統溫度，並作出相應報警狀態，通過CAN總線將實際溫度及報警狀態傳送給上位機。另外，溫度控制模塊中的微控制器通過I/O 口控制溫度採樣模塊中的電子開關。
另外，A/D轉換器採用12位A/D專用轉換器。
此外，溫度控制模塊通過CAN總線與上位機通信，將溫度及其加
熱狀態、報警等信息傳遞給上位機。
另外，微處理器通過SPI總線與A/D轉換器通信。與現有技術相比，本實用新型在以下幾方面均取得很大進步首先，採用微控制器，集中控制36段溫度，解決了傳統的多段
溫度需要多個溫控儀所存在的控制結構體積大以及連線複雜的問
題，簡化外部硬體設計，提高系統的集成度、性能及其可靠性，降
低功耗。
其次，溫度控制模塊中選用12位A/D轉換器時，可以實現溫度信號的高精度採集。
另外，溫度控制模塊通過CAN總線與上位機通信，實時顯示利於控制，提高工作效率；解決了傳統的多段溫度需要多個溫控儀所存在的控制結構體積大以及連線複雜的問題，筒化了外部硬體設計，提高了系統的集成度、性能及其可靠性。
下面將結合附圖和本實用新型的優選實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。
圖1是根據本實用新型的溫度控制設備的整機結構圖；圖2是根據本實用新型的溫度控制模塊組成示意圖；以及圖3是根據本實用新型的溫度採樣模塊組成示意圖。
具體實施方式
如附圖所示，本實用新型提供了一種多路溫度控制設備。如圖1所示，該多路溫度控制設備總體上包括開關電源、上位機、溫度控制模塊1和溫度採樣模塊2。如圖2所示，溫度控制模塊1由微控制器3、 A/D轉換器4、溫度加熱控制5、 CAN總線6、 SPI總線7和變速PID算法8構成。微控制器3通過SPI總線7與A/D轉換器4通信，從A/D轉換器4中獲取其轉換好的溫度數據，通過相應的換算關係將數據轉換為對應的實際溫度(攝氏度)，微控制器3以此溫度為參考，通過變速PID算法8控制相應段加熱輸出。A/D轉換器4將感應電壓轉換為數位訊號；上位機獲得料筒溫度及其相應狀態，做出相應反應，並將溫度及其相關信息傳送給人機接口界面，告知操作人員溫度及其相關信息。操作人員通過人機接口界面設定36段加熱溫度值及相應段上、下限值(上下限值用於控制加熱實際溫度高於或者低於設定溫度時報警)；人機接口界面系統將設定值傳送給上位機，上位機通過CAN總線6將設定值傳送給溫度控制模塊1,溫度控制模塊1以此設定值控制系統溫度，並作出相應報警狀態，通過CAN總線6將實際溫度及報警狀態傳送給上位機。
如圖3所示，溫度採樣模塊2由前級濾波電路10、次級濾波電路10、多路電子開關12、多級放大電路11以及電源隔離變換電路13組成。溫度控制模塊1中的微控制器3通過I/O 口控制溫度採樣模塊2中的電子開關12,選通36段溫度中的某段，該段上的溫度傳感器9將感應到的微信號傳入到溫度採樣模塊2。溫度採樣模塊2通過濾波處理電路10和多級放大電路11、電源隔離轉換電路13將溫度微信號轉化為便於處理的電壓，並將此感應電壓傳到溫度控制模塊1中的A/D轉換器4中。
另外，溫度控制模塊1中的微控制器3通過I/O 口控制溫度採樣模塊中的電子開關。
另外，A/D轉換器4採用12位A/D專用轉換器。
此外，溫度控制模塊1通過CAN總線6與上位機通信，將溫度及其加熱狀態、報警等信息傳遞給上位機。
另外，微控制器3通過SPI總線7與A/D轉換器4通信。
可將料筒上的溫度傳感器9連接到溫度採樣模塊2中。
按照本實用新型的一個優選實施方案，微控制器3採用嵌入式ARM 7晶片LPC 2119。
權利要求1.一種多路溫度控制設備，包括開關電源和上位機，其特徵在於，還包括溫度控制模塊和溫度採樣模塊，其中所述溫度控制模塊進一步由微控制器、A/D轉換器、溫度加熱控制、CAN總線、SPI總線和變速PID算法六大部分構成，所述溫度控制模塊通過所述CAN總線與所述上位機進行通信，而所述微控制器又通過所述SPI總線與所述A/D轉換器進行通信；所述溫度採樣模塊進一步由前級濾波電路、次級濾波電路、多路電子開關、多級放大電路以及電源隔離變換電路組成；以及所述溫度控制模塊中的微控制器通過I/O口來控制所述溫度採樣模塊中的電子開關，選通36段溫度中的特定一段，而由該段上的溫度傳感器將所感應到的微信號傳入到所述溫度採樣模塊。
2. 如權利要求1所述的多路溫度控制設備，其特徵在於所述 A/D轉換器採用12位A/D專用轉換器。
3. 如權利要求1所述的多路溫度控制設備，其特徵在於所述 微控制器採用嵌入式ARM 7晶片LPC 2119。
專利摘要本實用新型涉及一種多路溫度控制設備，通過使用高性能的微控制器，集中控制36段溫度。該多路溫度控制設備包括溫度控制模塊和溫度採樣模塊；其中溫度控制模塊由MCU、A/D轉換器、溫度加熱控制、CAN總線、SPI總線和變速PID算法構成。溫度採樣模塊由前級濾波電路、次級濾波電路、多路電子開關、多級放大電路以及電源隔離變換電路組成。MCU通過SPI總線與A/D轉換器通信，從A/D轉換器中獲取其轉換好的溫度數據，通過變速PID算法控制相應段加熱輸出。
文檔編號G05D23/20GK201302677SQ20082018014
公開日2009年9月2日 申請日期2008年11月28日 優先權日2008年11月28日
發明者盤衛華 申請人:中山市鉅通機電技術有限公司