一种用于三段加热式加热炉的温度控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种用于三段加热式加热炉的温度控制系统。所述温度控制系统包括：温度采集模块、PLC主控模块和加热炉的三个加热段对应的三个单相交流调压模块，其中温度采集模块用于采集加热炉的三个加热段的实际温度相关信号并将得到的实际温度相关信号实时地传送给PLC主控模块；PLC主控模块用于基于温度采集模块采集的数据得到三个加热段的温度值，将得到的温度值和预设目标温度值进行比较，并且基于比较结果向三个单相交流调压模块传送控制信号；三个单相交流调压模块的输出端口与加热炉的三个加热段对应的加热丝连接，用于基于来自PLC主控模块的控制信号输出用于调节三个加热段的加热丝加热功率的电压信号。

【技术实现步骤摘要】
一种用于三段加热式加热炉的温度控制系统
本技术涉及温度控制技术，特别涉及一种用于三段加热式加热炉的温度控制系统。
技术介绍
随着温控领域的不断进步，对复杂结构的控温精度要求不断提高，以及良好的智能化人机交互功能的温度控制系统，越来越受到温控领域人士的关注。控温系统的设计在控温领域一直在不断改进，在炉体加热方面，目前多采用单段加热丝的方式加热，因此只采用单支温控仪即可实现控温功能，单段控温方式往往是面向于对一定温度热源的需求，其往往适合于温度精度要求较低的行业中。但是，在计量领域中，单段控温的方式往往难以达到理想的控温效果。尤其是在固定点炉及变温黑体炉加热中，炉体的均匀性更是关注的重点。例如，变温黑体炉不同于其他加热炉，在校准光电仪器时，前端需要开口，因此前端与空气换热频繁，而后端往往通入惰性保护气体。这前后换热与后气流的作用，对中间坩埚位置的温场影响较大。若采用单段控温的方式，往往只能达到温度的要求而满足不了温场均匀性的需求。而目前多段控温方式往往是采用多个温控仪，而各个温控仪的操作界面狭窄，操作复杂，对于初学者难以很快掌握；而且多个温控仪所占空间较大，增加了设备的体积，同时也增加了设备生产的成本。因此，改进以往的单段控温方式不足之处，节省空间，降低成本，以满足加热炉均匀温场是需求至关重要。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种用于三段加热式加热炉的温度控制系统，以克服现有技术中的一个或多个缺陷。根据本技术的一个方面，提供一种用于三段加热式加热炉的温度控制系统，所述加热炉包括三个加热段，所述温度控制系统包括：温度采集模块、PLC主控模块和加热炉的三个加热段对应的三个单相交流调压模块，其中，所述温度采集模块用于采集加热炉内三个加热段的实际温度相关信号并将得到的实际温度相关信号实时地传送给所述PLC主控模块；所述PLC主控模块用于基于所述温度采集模块采集的数据获得三个加热段的温度值，将得到的温度值和预设目标温度值进行比较，并且基于比较结果向所述三个单相交流调压模块传送控制信号；所述三个单相交流调压模块的输出端口与加热炉的三个加热段对应的加热单元连接，用于基于来自所述PLC主控模块的控制信号输出用于调节三个加热段的加热单元加热功率的电压信号。优选地，所述温度控制系统还包括：人机交互模块，所述人机交互模块用于与所述PLC主控模块相连接，用于显示所述三个加热段的温度值、所述预设目标温度值以及所述三段加热单元的运行功率运行状态等。在本技术的一个优选实施例中，所述温度采集模块包括三个热电偶温度采集器，例如三个S型热电偶温度采集器。在本技术的一个优选实施例中，所述PLC主控模块是具有8路输入和8路输出的单一CPU控温部件。在本技术的一个优选实施例种改进实施方式中，所述PLC主控模块的输出为继电输出或晶体管输出类型。在本技术的一个优选实施例中，各单相交流调压模块包括移相触发电路、单向或双向可控硅和RC阻容吸收回路。在本技术的一个优选实施例中，所述人机交互模块包括通过RS485或RS232串口与所述PLC主控模块进行通讯的电阻触摸屏。在本技术的一个优选实施例中，所述系统还包括：与所述PLC主控模块连接的报警装置。在本技术的一个优选实施例中，所述人机交互模块还包括键盘和/或鼠标。本技术的实施例提供的技术方案具有以下有益效果：采用与温度采集模块和三个单相交流调压模块连接的PLC主控模块来获得高精度的控制效果，并通过与PLC主控模块连接的人机交互模块的良好的人机交互功能，大大的提高了加热炉温的均匀性和可靠性，并能够调节满足对炉体温场均匀性的需求，此外还节省空间、降低成本。特别是，PLC同时采集来自温度采集模块的三段温度信号，并通过相应地控制三个单相交流调压模块实现控温功能，使炉体能够达到较好均匀性。采用本技术的技术方案，控温精度能够满足±0.1℃的目标要求，同时能够满足中间100mm距离范围内距离温差不超过0.5℃的均匀的温场条件。本领域技术人员应当理解的是，能够用本技术实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本技术能够实现的上述和其他目的。并且，应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本技术所要求保护内容的限制。附图说明参考随附的附图，本技术更多的目的、功能和优点将通过本技术实施方式的如下描述得以阐明，其中：图1为根据本技术的实施例的用于三段加热式加热炉的温度控制系统的结构图；图2为根据本技术的实施例的用于三段加热式加热炉的温度控制方法的流程图；图3为根据本技术的示例性实施例的PLC集成三段温控一体化设计的结构图；图4为根据本技术示例性实施例中PLC集成三段温控一体化设计中的光电隔离单相交流调压块示意图；图5为根据本技术的示例性实施例的PLC集成三段温控一体化设计中的PLC端子接线的示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本技术做进一步详细说明。在此，本技术的示意性实施方式及其说明用于解释本技术，但并不作为对本技术的限定。在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本技术，在附图中仅仅示出了与根据本技术的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本技术关系不大的其他细节。图1示出了根据本技术一实施例的用于三段加热式加热炉的温度控制系统的结构图。如图1所示，该温度控制系统包括温度采集模块101、PLC主控模块102、三个单相交流调压模块103，104和105，以及人机交互模块106。温度采集模块101用于采集三段加热式加热炉(简称三段式加热炉)107的三个加热段的实际温度相关信号(如与实际温度相关的电势信号)，并将采集到的实际温度相关信号实时传送给PLC主控模块102。温度采集模块101可以包括三个热电偶温度采集器，如三个S型热电偶温度采集器(简称S型热电偶)。加热炉中间的热电偶温度采集器为主温度采集器，加热炉两端的温度采集器为辅助温度采集器。S型热电偶的一个示例为铂铑10-铂热电偶，其为贵金属热电偶，其中含铑为10％，含铂为90％，负极(SN)为纯铂。S型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长等优点。它的物理，化学性能良好，热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好，适用于氧化性和惰性气氛中。热电偶采集的温度电势信号传送至PLC主控模块102中的信号采集输入端子，PLC主控模块102可将电势信号转换为温度数值，并将采集得到的实际温度值与设定的各加热段的目标温度值进行比较，以基于比较结果进行控制。在本技术另一实施例中，温度采集模块可以包含控制器，用于将各热电偶采集的三个加热段的实际温度相关信号转换为三个加热段的温度值。PLC主控模块102用于基于温度采集模块101采集的数据得到加热炉三个加热段的温度值，比较得到的三个加热段的温度值和各加热段的预设目标温度值，并且基于比较结果向三个单相交流调压模块103，104和105传送控制信号。本技术实施例中，PLC主控模块102可以是具有8路输入和8路输出的单一CPU控温部件。例如，P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于三段加热式加热炉的温度控制系统，其特征在于，所述温度控制系统包括：温度采集模块、PLC主控模块和加热炉的三个加热段对应的三个单相交流调压模块，其中所述温度采集模块用于采集加热炉的三个加热段的实际温度相关信号并将得到的实际温度相关信号实时地传送给所述PLC主控模块；所述PLC主控模块用于基于所述温度采集模块采集的数据得到三个加热段的温度值，将得到的温度值和预设目标温度值进行比较，并且基于比较结果向所述三个单相交流调压模块传送控制信号；所述三个单相交流调压模块的输出端口与加热炉的三个加热段对应的加热单元连接，用于基于来自所述PLC主控模块的控制信号输出用于调节三个加热段的加热单元加热功率的电压信号。

【技术特征摘要】
1.一种用于三段加热式加热炉的温度控制系统，其特征在于，所述温度控制系统包括：温度采集模块、PLC主控模块和加热炉的三个加热段对应的三个单相交流调压模块，其中所述温度采集模块用于采集加热炉的三个加热段的实际温度相关信号并将得到的实际温度相关信号实时地传送给所述PLC主控模块；所述PLC主控模块用于基于所述温度采集模块采集的数据得到三个加热段的温度值，将得到的温度值和预设目标温度值进行比较，并且基于比较结果向所述三个单相交流调压模块传送控制信号；所述三个单相交流调压模块的输出端口与加热炉的三个加热段对应的加热单元连接，用于基于来自所述PLC主控模块的控制信号输出用于调节三个加热段的加热单元加热功率的电压信号。2.根据权利要求1所述的用于三段加热式加热炉的温度控制系统，其特征在于，所述温度控制系统还包括：人机交互模块，所述人机交互模块用于与所述PLC主控模块相连接，用于显示所述温度采集模块采集到的温度信号、所述预设目标温度值以及所述三段加热单元的运行功率状态。3.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢小丰，孙建平，王国锋，李秀丽，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11