專(zhuān)利名稱：一種注塑機(jī)加熱控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及注塑機(jī)加熱控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種注塑機(jī)加熱控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
注塑機(jī)加熱控制系統(tǒng)是通過(guò)熱電偶溫度傳感器將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，根據(jù)實(shí)時(shí)采樣到的溫度值與設(shè)定目標(biāo)溫度比較、 運(yùn)算后，得到電熱絲所需開(kāi)通時(shí)間與關(guān)斷時(shí)間，并通過(guò)輸出端口控制固態(tài)繼電器的閉合與斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱絲的加熱時(shí)間的控制，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的精確控制。在溫度控制中對(duì)料筒中溫度的采樣極為關(guān)鍵，然而料筒配置的熱電偶溫度傳感器的輸出電壓只有幾個(gè)毫伏，采樣非常困難，任何一點(diǎn)擾動(dòng)都會(huì)影響到采樣效果。由于電熱絲和料筒組成的控制對(duì)象是純滯后特性，所以對(duì)電熱絲通電時(shí)間難以計(jì)算，很容易出現(xiàn)超調(diào)和波動(dòng)現(xiàn)象。普通的注塑機(jī)加熱控制系統(tǒng)缺少通信功能，溫度設(shè)置與采集都存在難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種注塑機(jī)加熱控制系統(tǒng)，能夠大幅提高控制精度和穩(wěn)定度。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種注塑機(jī)加熱控制系統(tǒng)，包括控制模塊、熱電偶、固態(tài)繼電器、電熱絲和料筒，所述控制模塊與上位機(jī)相連，所述熱電偶的測(cè)溫端設(shè)置在料筒內(nèi)，冷端與控制模塊的數(shù)據(jù)采集輸入端相連；所述控制模塊的控制輸出端與所述固態(tài)繼電器相連；所述固態(tài)繼電器控制所述電熱絲對(duì)料筒進(jìn)行加熱；所述控制模塊將采樣到的溫度與設(shè)定目標(biāo)溫度相減得到溫度偏差，并利用PID算法將溫度偏差轉(zhuǎn)換為電熱絲開(kāi)關(guān)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)固態(tài)繼電器的通斷時(shí)間控制。所述控制模塊上設(shè)有溫度傳感器；所述溫度傳感器用來(lái)采集冷端溫度，對(duì)采樣到的熱電偶值進(jìn)行冷端補(bǔ)償。所述控制模塊采用M位AD采樣芯片對(duì)熱電偶的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。所述控制模塊與上位機(jī)通過(guò)CAN總線進(jìn)行通信連接。所述控制模塊設(shè)有調(diào)理電路，所述調(diào)理電路用于去除所述熱電偶的電壓信號(hào)中帶有的干擾。所述控制模塊設(shè)有靜電保護(hù)電路，用來(lái)防止靜電擊穿所述控制模塊上的芯片。有益效果由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果本發(fā)明中的控制模塊通過(guò)對(duì)位々0轉(zhuǎn)換芯片，轉(zhuǎn)換熱電偶電壓，電壓采樣精確，溫度計(jì)算精準(zhǔn)。控制模塊配備溫度傳感器測(cè)量冷端溫度，將其轉(zhuǎn)換為冷端電壓，補(bǔ)償?shù)讲蓸与妷荷希?從而減少測(cè)量誤差，并利用PID算法將溫度偏差轉(zhuǎn)換為電熱絲開(kāi)關(guān)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)料筒溫度的精確穩(wěn)定控制。采用CAN現(xiàn)場(chǎng)總線通信，采用CAN0PEN協(xié)議，方便上位機(jī)檢測(cè)、控制，抗干擾性、通用性強(qiáng)。


圖1是本發(fā)明的控制原理圖；圖2是本發(fā)明的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種注塑機(jī)加熱控制系統(tǒng)，包括控制模塊、熱電偶、固態(tài)繼電器、電熱絲和料筒?？刂颇K與上位機(jī)通過(guò)CAN總線進(jìn)行通信連接，熱電偶的測(cè)溫端設(shè)置在料筒內(nèi)，冷端與控制模塊的數(shù)據(jù)采集輸入端相連。控制模塊的控制輸出端與固態(tài)繼電器相連，固態(tài)繼電器控制電熱絲對(duì)料筒進(jìn)行加熱。如圖1所示，將熱電偶2的測(cè)溫端置于料筒5內(nèi)，冷端與控制模塊1的輸入端相連， 用于溫度采集，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度信號(hào)的精確采樣，控制模塊可采用對(duì)位々0采樣芯片對(duì)溫度進(jìn)行精確采樣。熱電偶電壓信號(hào)是差分信號(hào)，為了能實(shí)現(xiàn)精確的采樣需要將電壓信號(hào)偏置到采樣范圍，復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境下采樣端的靜電保護(hù)也顯得格外重要，因此控制模塊1設(shè)有用于去除所述熱電偶的電壓信號(hào)中帶有的干擾的調(diào)理電路、用來(lái)防止靜電擊穿所述控制模塊上的芯片的靜電保護(hù)電路、以及用來(lái)采集冷端溫度，對(duì)采樣到的熱電偶值進(jìn)行冷端補(bǔ)償?shù)臏囟葌鞲衅鳌Ｔ摐囟葌鞲衅鲗y(cè)量的冷端溫度轉(zhuǎn)換為冷端電壓，補(bǔ)償?shù)讲蓸与妷荷希瑢⒉蓸与妷号c補(bǔ)償電壓相加后，得到熱電偶的熱端電壓，根據(jù)熱電偶分度表即可將熱端電壓轉(zhuǎn)換為熱端溫度。利用設(shè)定值與采樣值運(yùn)算，產(chǎn)生開(kāi)關(guān)時(shí)間，即系統(tǒng)將采樣到的溫度與設(shè)定目標(biāo)溫度相減得到溫度偏差，并利用PID算法將溫度偏差轉(zhuǎn)換為電熱絲開(kāi)關(guān)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)料筒溫度的精確穩(wěn)定控制。24V電源正極與控制模塊1輸出電源端COM 口連接，24V電源負(fù)極與控制模塊1輸出電源端GND 口連接。將MV電源正極還與固態(tài)繼電器3正極相連，將控制模塊的控制口與固態(tài)繼電器3負(fù)極相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)固態(tài)繼電器3控制。固態(tài)繼電器3 —個(gè)輸出腳與電熱絲4串聯(lián)后與220V電源正端連接，固態(tài)繼電器3另一輸出腳與220V電源負(fù)端連接，從而對(duì)加熱絲4的加熱進(jìn)行控制。將控制模塊的CAN通信引腳連接于CAN總線上， 實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)之間的CAN通信，建立通信實(shí)時(shí)傳輸溫度數(shù)據(jù)至上位機(jī)，上位機(jī)可通過(guò)CAN現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)置目標(biāo)溫度。如圖2所示，熱電偶將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)經(jīng)調(diào)理電路對(duì)差分信號(hào)偏置、濾波后，供M位AD采樣芯片進(jìn)行采樣。采樣數(shù)據(jù)發(fā)送到CPU。同時(shí)CPU通過(guò)DS18B20采集冷端溫度，并將其轉(zhuǎn)化成補(bǔ)償電壓，補(bǔ)償電壓與熱電偶電壓相加成為熱端電壓，該電壓通過(guò)分度表轉(zhuǎn)化成熱端溫度。將實(shí)時(shí)采樣下來(lái)的溫度與設(shè)定的目標(biāo)值比較、運(yùn)算得出加熱時(shí)間，根據(jù)此加熱時(shí)間，控制固態(tài)繼電器的通斷時(shí)間，最后實(shí)現(xiàn)溫度控制。同時(shí)通過(guò)CAN工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線，向上位機(jī)發(fā)送實(shí)時(shí)溫度，接收上位機(jī)的設(shè)定溫度。
權(quán)利要求
1.一種注塑機(jī)加熱控制系統(tǒng)，包括控制模塊(1)、熱電偶O)、固態(tài)繼電器(3)、電熱絲 (4)和料筒(5)，所述控制模塊(1)與上位機(jī)相連，其特征在于，所述熱電偶( 的測(cè)溫端設(shè)置在料筒( 內(nèi)，冷端與控制模塊(1)的輸入端相連；所述控制模塊(1)的控制輸出端與所述固態(tài)繼電器⑶相連；所述固態(tài)繼電器⑶控制所述電熱絲⑷對(duì)料筒(5)進(jìn)行加熱；所述控制模塊(1)將采樣到的溫度與設(shè)定目標(biāo)溫度相減得到溫度偏差，并利用PID算法將溫度偏差轉(zhuǎn)換為電熱絲(4)開(kāi)關(guān)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)固態(tài)繼電器(3)的通斷時(shí)間控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注塑機(jī)加熱控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊(1)上設(shè)有溫度傳感器；所述溫度傳感器用來(lái)采集冷端溫度，對(duì)采樣到的熱電偶值進(jìn)行冷端補(bǔ)償。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注塑機(jī)加熱控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊(1)采用 24位AD采樣芯片對(duì)熱電偶的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注塑機(jī)加熱控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊(1)與上位機(jī)通過(guò)CAN總線進(jìn)行通信連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注塑機(jī)加熱控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊(1)設(shè)有調(diào)理電路，所述調(diào)理電路用于去除所述熱電偶的電壓信號(hào)中帶有的干擾。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注塑機(jī)加熱控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊(1)設(shè)有靜電保護(hù)電路，用來(lái)防止靜電擊穿所述控制模塊上的芯片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種注塑機(jī)加熱控制系統(tǒng)，包括控制模塊、熱電偶、固態(tài)繼電器、電熱絲和料筒，所述控制模塊與上位機(jī)相連，所述熱電偶的測(cè)溫端設(shè)置在料筒內(nèi)，冷端與控制模塊的數(shù)據(jù)采集輸入端相連；所述控制模塊的控制輸出端與所述固態(tài)繼電器相連；所述固態(tài)繼電器控制所述電熱絲對(duì)料筒進(jìn)行加熱；所述控制模塊將采樣到的溫度與設(shè)定目標(biāo)溫度相減得到溫度偏差，并利用PID算法將溫度偏差轉(zhuǎn)換為電熱絲開(kāi)關(guān)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)固態(tài)繼電器的通斷時(shí)間控制。本發(fā)明能夠大幅提高控制精度和穩(wěn)定度。
文檔編號(hào)B29C45/78GK102501358SQ20111032383
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者張奇之, 王庭, 葛偉峰, 謝子方, 金文靜 申請(qǐng)人:寧波安信數(shù)控技術(shù)有限公司