[發明專利]多位開關智能溫度控制裝置及其控制方法

無效

• 申請號: 201210331516.5
• 申請日: 2012-09-10
• 公開（公告）號: CN102830733A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 陳婷
• 申請（專利權）人: 陳婷
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20;G05B13/04
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 劉淑敏

技術領域

本發明涉及溫控調節技術，尤其涉及一種多位開關智能溫度控制裝置及其控制方法。

背景技術

溫度控制器，廣泛應用于介質存儲與輸送、環境溫度調節、防凍防滑融雪、冷庫溫度控制等場合?，F有的溫控方法通常有以下幾種：

一、比例-積分-微分控制器（PID）及其他復雜智能控制方法。該方法需要加熱器或制冷器功率的能夠連續輸出，因而必須借助執行機構，這些執行機構通常是可控硅、變頻器等，他們除了價格昂貴、體積大外，還隨加熱器或制冷器功率增大而自身發熱嚴重，甚至需要還需要外加散熱器，這些控制系統構建成本高、無功功損耗大，一般適用于需要非常精確控制的溫控場合。

二、開關型溫度控制方式。僅使用繼電器作為執行機構，具有造價低的特點，加熱時，其控制方式是：當溫度低于設定溫度低限后全功率開啟加熱器，當溫度高于或低于某設定溫度后，全部關閉加熱器；制冷時：其控制方式是當溫度高于設定溫度低限后全功率開啟制冷器；當溫度低于某設定溫度后，全部關閉制冷器。這種方法自動化程度低，在運行過程中溫控對象的實時溫度振蕩幅度大，較大的高低溫差勢必導致熱損失量大，即無功功耗大，同時這種全開全關型的加熱器或制冷器維持溫度的過程中、相對于本案所述控制方法來說切換頻率高，尤其是功率很大時對電網的沖擊污染大。?

三、多位開關型溫度控制方式。如：三位式控制是指溫度控制儀表具有主、副二個控制輸出，分別控制二個加熱/制冷裝置。以某恒溫干燥箱為例：采用主、副二個加熱器或制冷器，主加熱功率1500W，副加熱功率1000W，要求控制溫度為200度。主控溫度（上限）可設定為200度，副控溫度（下限）設定為185度。其工作原理如下：

當恒溫箱溫度值低于主、副控設定值時，主控和副控繼電器均吸合，二個加熱器或制冷器同時加熱，系統快速升溫。

當測量值達到副控設定值，但低于主控設定值時，副控繼電器釋放，斷開副控加熱器或制冷器的能源供給，升溫速率下降。

當測量值達到主控設定時，主控繼電器釋放，斷開主加熱器或制冷器的能源供給。主、副加熱器或制冷器均失去能源供給，恒溫箱溫度逐漸下降，直至降到主控設定值的回差下限值時，主控繼電器吸合，主加熱器或制冷器重新工作，溫度上升周而復始。其制冷過程與以上原理一致。

可見，多位型開關控制是把加熱器或制冷器功率分為幾個檔次（通常是幾個加熱器或制冷器），而且事先設定各種溫度限值，各個溫度限值均對應設定的加熱器或制冷器組合，其控溫的范圍大，自動化程度明顯偏低。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種多位開關智能溫度控制裝置及其控制方法，以克服現有多位開關溫控技術中存在的溫控振蕩范圍大、無功功耗高以及自動化程度較低的不足，在保證溫度控制精度和溫度平穩性的同時，大幅減少運行過程中的熱量損失，并降低溫度控制裝置的成本。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種多位開關智能溫度控制裝置，主要包括溫度檢測與處理模塊、微處理器、存儲器、數據總線以及控制輸出處理模塊；所述溫度檢測與處理模塊、微處理器、存儲器、控制輸出處理模均與所述數據總線相連；其中：

所述溫度檢測與處理模塊，用于檢測并處理實時溫度，并將實時溫度經數據總線傳送給微處理器；

所述存儲器，用于存儲實現多位開關智能溫度控制方法的控制程序，以及用于存儲包括溫度、加熱器數量在內的設定數據和運行過程數據；

所述微處理器調用存儲器中的設定數據、控制程序、過程數據，實時計算當前應該開啟或關閉的加熱器的數量，并在滿足預設條件時發出開啟或關閉所述數量加熱器的指令，然后通過所述控制輸出處理模塊執行開啟或關閉所述數量的加熱器指令；

所述的控制輸出處理模塊，用于執行開關輸出端口的開關指令，即接收微處理器發出的開啟或關閉指令，并執行輸出開關指令即打開或關閉與之對應的端口上所連接的加熱器。

其中：所述溫度控制裝置進一步包括與數據總線相連的通信處理器或外設接口，用于通過該通信處理器或外設接口將所述的設定數據存儲到存儲器中、并在運行過程中，將必要的運行過程數據反饋到人機操作界面。

所述溫度檢測與處理模塊還包括多路溫度采集端口，用于采集溫度系統的實時溫度值。

所述的控制輸出處理模塊還包括多路開關輸出端口，用于接收微處理器發出的開啟或關閉指令，輸出開關電路打開或關閉與之相連的相應數量的加熱器。

控制裝置進一步包括輔助檢測與處理模塊，用于檢測并處理相關的電氣參數和電氣故障狀態。