一種光纖熱剝裝置的加熱控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光纖熱剝裝置的加熱控制系統(tǒng)及方法，該加熱控制系統(tǒng)包括相互連接的主控單元和加熱控制單元，主控單元包括PID控制模塊，PID控制模塊根據(jù)加熱溫度值以及當(dāng)前溫度值，采用PID控制方法控制PWM輸出模塊的數(shù)字輸出，再由數(shù)字輸出對加熱設(shè)備的加熱過程進行控制。PID控制方法具體為：設(shè)置初始的PID參數(shù)；將PID的系統(tǒng)輸入對應(yīng)于加熱溫度值與當(dāng)前溫度值的差值；根據(jù)PID的系統(tǒng)輸入的變化實時調(diào)整PID參數(shù)。本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明可以使加熱設(shè)備的溫度快速平穩(wěn)地達到預(yù)設(shè)的加熱溫度值，大大減少熱剝時間，提高熱剝效率；本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、方法步驟簡便，易于實現(xiàn)。
【專利說明】一種光纖熱剝裝置的加熱控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種光纖熱剝裝置的加熱控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在對光纖熔接操作前，需要對光纖進行切割和剝?nèi)ネ扛矊?，因此需要一種剝纖工具。傳統(tǒng)的剝纖工具采用剪刀式剪切方式對光纖保護層進行剪切剝離，在單芯光纖的剝纖中具有良好的效果。然而對帶狀光纖的剝纖效果卻不理想，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計上的缺陷不能完全剝?nèi)罟饫w的涂覆層，光纖熱剝裝置是一種新型的剝纖工具，通過加熱使光纖的涂覆層易于剝?nèi)ィ軌驅(qū)涡竟饫w和光纖的剝纖操作都具有良好的剝纖效果。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中熱剝器多采用硬件電路設(shè)計控制加熱器的加熱，從而實現(xiàn)熱剝光纖功能，其設(shè)計復(fù)雜，可靠性較低且增加了設(shè)備成本。本發(fā)明采用軟件PID算法進行控制，可靠性較高，節(jié)約成本，提高剝纖質(zhì)量。。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種光纖熱剝裝置的加熱控制系統(tǒng)及方法，具體的技術(shù)方案如下:
[0005]一種光纖熱剝裝置的加熱控制系統(tǒng)，光纖熱剝裝置內(nèi)設(shè)有加熱設(shè)備，該加熱控制系統(tǒng)包括相互連接的主控單元和加熱控制單元，主控單元包括PID控制模塊，加熱控制單元包括PWM輸出模塊以及溫度檢測模塊，PWM輸出模塊和溫度檢測模塊分別與加熱設(shè)備連接;
[0006]主控單元內(nèi)存儲有預(yù)設(shè)的加熱溫度值；溫度檢測模塊用于實時檢測加熱設(shè)備的溫度，并將檢測到的當(dāng)前溫度值發(fā)送給主控單元；PID控制模塊根據(jù)加熱溫度值以及當(dāng)前溫度值，采用PID控制方法控制PWM輸出模塊的數(shù)字輸出，再由數(shù)字輸出對加熱設(shè)備的加熱過程進行控制。
[0007]作為優(yōu)化方案，該加熱控制系統(tǒng)還包括加熱蓋檢測單元以及狀態(tài)指示單元；加熱蓋檢測單元用于檢測光纖熱剝裝置的加熱蓋是否關(guān)閉，并根據(jù)檢測結(jié)果發(fā)送一檢測信號給主控單元；狀態(tài)指示單元包括工作模式指示模塊和加熱溫度指示模塊。
[0008]作為優(yōu)化方案，加熱控制單元還包括過熱保護模塊，用于對加熱設(shè)備進行過熱保護。
[0009]作為優(yōu)化方案，加熱蓋檢測單元為霍爾傳感器或光耦傳感器。
[0010]作為優(yōu)化方案，該加熱控制系統(tǒng)包括標(biāo)準工作模式和省電工作模式；工作模式指示模塊包括兩個LED指示燈，分別用于指示標(biāo)準工作模式和省電工作模式。
[0011]作為優(yōu)化方案，加熱溫度指示模塊為顯示屏或若干LED指示燈。
[0012]一種光纖熱剝裝置的加熱控制方法，包括如下步驟:
[0013]初始步驟:根據(jù)需要設(shè)置加熱溫度值；[0014]加熱步驟:按照預(yù)設(shè)的采樣周期，實時采集加熱設(shè)備的當(dāng)前溫度值；根據(jù)加熱溫度值和當(dāng)前溫度值，采用PID控制方法控制加熱設(shè)備進行加熱；
[0015]PID控制方法具體為:設(shè)置初始的PID參數(shù)；將PID的系統(tǒng)輸入對應(yīng)于加熱溫度值與當(dāng)前溫度值的差值；根據(jù)PID的系統(tǒng)輸入的變化實時調(diào)整PID參數(shù)。
[0016]作為優(yōu)化方案，PID控制方法進一步包括:
[0017]PID參數(shù)包括比例系數(shù)、積分時間系數(shù)以及微分時間系數(shù)；
[0018]當(dāng)PID的系統(tǒng)輸入較大時，盡量調(diào)大比例系數(shù)，使加熱速度加快；系統(tǒng)輸入較大是指加熱溫度值與當(dāng)前溫度值的差值大于110°c，盡量調(diào)大比例系數(shù)是指令比例系數(shù)趨近于8 ；
[0019]再根據(jù)兩個時間段系統(tǒng)輸入的差值，對微分時間系數(shù)進行調(diào)節(jié)，使PID系統(tǒng)保持穩(wěn)定；最后根據(jù)系統(tǒng)輸入調(diào)節(jié)積分時間系數(shù)，使溫差增大，從而增大系統(tǒng)輸出。
[0020]作為優(yōu)化方案，對微分時間系數(shù)的調(diào)節(jié)具體為:
[0021]若兩個時間段系統(tǒng)輸入的差值大，則減小微分時間系數(shù)；若兩個時間段系統(tǒng)輸入的差值小，則增大微分時間系數(shù)。其中，差值大是指差值> 2°C，差值小是指差值< 2°C。
[0022]作為優(yōu)化方案，對積分時間系數(shù)的調(diào)節(jié)具體為:
[0023]減小積分時間系數(shù)，增大系統(tǒng)輸出。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0025](I)本發(fā)明可以使加熱設(shè)備的溫度快速平穩(wěn)地達到預(yù)設(shè)的加熱溫度值，大大減少熱剝時間，提聞熱剝效率；
[0026](2)本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、方法步驟簡便，易于實現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明加熱控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明加熱控制系統(tǒng)的工作流程圖；
[0029]圖3為本發(fā)明加熱控制方法的總流程圖；
[0030]圖4為本發(fā)明PID控制方法的流程圖；
[0031]圖5為本發(fā)明加熱控制方法的溫控效果圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖以實施例的方式詳細描述本發(fā)明。
[0033]實施例1:
[0034]如圖1所示，一種光纖熱剝裝置的加熱控制系統(tǒng)，光纖熱剝裝置內(nèi)設(shè)有加熱設(shè)備，該加熱設(shè)備一般為加熱片。光纖熱剝裝置的加熱控制系統(tǒng)包括主控單元1、加熱控制單元
2、加熱蓋檢測單元3以及狀態(tài)指示單元4，其中，主控單元I分別與加熱控制單元2、加熱蓋檢測單元3以及狀態(tài)指示單元4連接。
[0035]主控單元I包括PID控制模塊11。加熱控制單元2包括PWM輸出模塊22、溫度檢測模塊21以及過熱保護模塊23，PWM輸出模塊22、溫度檢測模塊21以及過熱保護模塊23分別與加熱設(shè)備連接；其中，過熱保護模塊23用于對加熱設(shè)備進行過熱保護。狀態(tài)指示單元4包括工作模式指示模塊和加熱溫度指示模塊。[0036]主控單元I內(nèi)存儲有預(yù)設(shè)的加熱溫度值；溫度檢測模塊21用于實時檢測加熱設(shè)備的溫度，并將檢測到的當(dāng)前溫度值發(fā)送給主控單元I ;PID控制模塊11根據(jù)加熱溫度值以及當(dāng)前溫度值，采用PID控制方法控制PWM輸出模塊22的數(shù)字輸出，再由數(shù)字輸出對加熱設(shè)備的加熱過程進行控制。
[0037]加熱溫度值的預(yù)設(shè)方式可以采用檔位選擇或者數(shù)字輸入的方式，本實施例采用檔位選擇的方式，提供60°C、8(TC、10(rC以及120°C四個常用的溫度檔位，但不限于此，也可采用通過鍵盤直接輸入所需溫度值的方式。
[0038]光纖熱剝裝置的加熱控制系統(tǒng)可以根據(jù)需要設(shè)置多種工作模式，本發(fā)明對此不作限制。在本實施例中，包括兩種工作模式:標(biāo)準工作模式和省電工作模式。其中，省電工作模式即為待機狀態(tài)，將光纖放入光纖熱剝裝置中，光纖熱剝裝置并不工作；當(dāng)處于標(biāo)準工作模式時，將光纖放入光纖熱剝裝置中，加熱控制系統(tǒng)開始進行加熱控制，控制光纖熱剝裝置完成剝纖工作。
[0039]在本實施例中，工作模式指示模塊包括兩個LED指示燈，分別用于指示標(biāo)準工作模式和省電工作模式。
[0040]在本實施例中，加熱控制系統(tǒng)設(shè)有加熱蓋檢測單元3，用于檢測光纖熱剝裝置的加熱蓋是否關(guān)閉，并根據(jù)檢測結(jié)果發(fā)送一檢測信號給主控單元I。當(dāng)處于標(biāo)準工作模式時，主控單元I對該檢測結(jié)果進行判斷，若加熱蓋關(guān)閉，主控單元I通過加熱控制單元2控制加熱設(shè)備進行加熱。其中，加熱蓋檢測單元3可以為霍爾傳感器或光耦傳感器。
[0041]加熱溫度指示模塊為顯示屏或若干LED指示燈。
[0042]如圖2所示，光纖熱剝裝置的加熱控制系統(tǒng)的工作流程如下:
[0043](I)判斷工作模式，若處于標(biāo)準工作模式則繼續(xù)；(2)設(shè)定加熱溫度值；(3)判斷加熱蓋是否關(guān)閉，若加熱蓋已 關(guān)閉則繼續(xù)；(4) PID控制模塊11控制加熱設(shè)備進行加熱。
[0044]如圖3所示，一種光纖熱剝裝置的加熱控制方法，包括如下步驟:
[0045]初始步驟:根據(jù)需要設(shè)置加熱溫度值；
[0046]加熱步驟:按照預(yù)設(shè)的采樣周期，實時采集加熱設(shè)備的當(dāng)前溫度值；根據(jù)加熱溫度值和當(dāng)前溫度值，采用PID控制方法控制加熱設(shè)備進行加熱；
[0047]如圖4所示，下面結(jié)合公式對PID控制方法進行具體說明:
[0048]步驟SI，設(shè)置初始的PID參數(shù)，PID參數(shù)包括比例系數(shù)、積分時間系數(shù)以及微分時間系數(shù)。
[0049]在k-Ι時刻PID的系統(tǒng)輸出如式(I)所示:
[0050]
【權(quán)利要求】
1.一種光纖熱剝裝置的加熱控制系統(tǒng)，所述光纖熱剝裝置內(nèi)設(shè)有加熱設(shè)備，其特征在于，該加熱控制系統(tǒng)包括相互連接的主控單元和加熱控制單元，所述主控單元包括PID控制模塊，所述加熱控制單元包括PWM輸出模塊以及溫度檢測模塊，所述PWM輸出模塊和所述溫度檢測模塊分別與所述加熱設(shè)備連接； 所述主控單元內(nèi)存儲有預(yù)設(shè)的加熱溫度值；所述溫度檢測模塊用于實時檢測所述加熱設(shè)備的溫度，并將檢測到的當(dāng)前溫度值發(fā)送給所述主控單元；所述PID控制模塊根據(jù)所述加熱溫度值以及所述當(dāng)前溫度值，采用PID控制方法控制PWM輸出模塊的數(shù)字輸出，再由所述數(shù)字輸出對所述加熱設(shè)備的加熱過程進行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖熱剝裝置的加熱控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括加熱蓋檢測單元以及狀態(tài)指示單元；所述加熱蓋檢測單元用于檢測所述光纖熱剝裝置的加熱蓋是否關(guān)閉，并根據(jù)檢測結(jié)果發(fā)送一檢測信號給所述主控單元；所述狀態(tài)指示單元包括工作模式指示模塊和加熱溫度指示模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種光纖熱剝裝置的加熱控制系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱控制單元還包括過熱保護模塊，用于對所述加熱設(shè)備進行過熱保護。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光纖熱剝裝置的加熱控制系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱蓋檢測單元為霍爾傳感器或光耦傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光纖熱剝裝置的加熱控制系統(tǒng)，其特征在于，包括標(biāo)準工作模式和省電工作模式；所述工作模式指示模塊包括兩個LED指示燈，分別用于指示所述標(biāo)準工作模式和所述省電工作模式。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光纖熱剝裝置的加熱控制系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱溫度指示模塊為顯示屏或若干LED指示燈。
7.一種光纖熱剝裝置的加熱控制方法，其特征在于，包括如下步驟: 初始步驟:根據(jù)需要設(shè)置加熱溫度值； 加熱步驟:按照預(yù)設(shè)的采樣周期，實時采集加熱設(shè)備的當(dāng)前溫度值；根據(jù)所述加熱溫度值和所述當(dāng)前溫度值，采用PID控制方法控制所述加熱設(shè)備進行加熱； 所述PID控制方法具體為:設(shè)置初始的PID參數(shù)^fPID的系統(tǒng)輸入對應(yīng)于所述加熱溫度值與所述當(dāng)前溫度值的差值；根據(jù)PID的系統(tǒng)輸入的變化實時調(diào)整PID參數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種光纖熱剝裝置的加熱控制方法，其特征在于，所述PID控制方法進一步包括: 所述PID參數(shù)包括比例系數(shù)、積分時間系數(shù)以及微分時間系數(shù)； 當(dāng)PID的系統(tǒng)輸入較大時，盡量調(diào)大比例系數(shù)，使加熱速度加快；所述系統(tǒng)輸入較大是指所述加熱溫度值與所述當(dāng)前溫度值的差值大于110°C，所述盡量調(diào)大比例系數(shù)是指令比例系數(shù)趨近于8 ； 再根據(jù)兩個時間段系統(tǒng) 輸入的差值，對微分時間系數(shù)進行調(diào)節(jié)，使PID系統(tǒng)保持穩(wěn)定；最后根據(jù)系統(tǒng)輸入調(diào)節(jié)積分時間系數(shù)，使溫差增大，從而增大系統(tǒng)輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種光纖熱剝裝置的加熱控制方法，其特征在于，所述對微分時間系數(shù)的調(diào)節(jié)具體為: 若兩個時間段系統(tǒng)輸入的差值大，則減小微分時間系數(shù)；若兩個時間段系統(tǒng)輸入的差值小，則增大微分時間系數(shù)。其中，所述差值大是指差值> 2°C，所述差值小是指差值^ 2。。。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種光纖熱剝裝置的加熱控制方法，其特征在于，所述對積分時間系數(shù)的調(diào)節(jié)具體為: 減小所述積分時間 系數(shù)，增大系統(tǒng)輸出。
【文檔編號】G02B6/245GK103809244SQ201410050367
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月13日
【發(fā)明者】張鵬 申請人:上海溫光自動化技術(shù)有限公司