[發明專利]一種溫度控制系統和方法

有效

• 申請號: 201410311533.1
• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN104035461A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 歐陽泉;朗文科;羅之華
• 申請（專利權）人: 深圳市捷佳偉創新能源裝備股份有限公司
• 主分類號: G05D23/30
• 分類號: G05D23/30
• 代理公司: 深圳市康弘知識產權代理有限公司 44247
• 代理人: 胡朝陽;孫潔敏

技術領域

本發明涉及溫度控制系統和方法，尤其涉及一種能精確控制升溫過程的溫度控制系統和方法。

背景技術

隨著科技的不斷發展，溫度控制系統被廣泛應用在生產加工中，例如，MOCVD設備的反應室中就設置溫度控制系統，MOCVD設備在生產時，需要保證反應室中的溫度穩定，才能保證產品的工藝質量。

目前，市場上的溫度控制系統存在以下缺點：

1、控制部件選用不科學。通常采用傳統的變壓器加可控硅控制，電源的利用效率低從而能耗大；

2、加熱方式安全性不高。傳統的加熱方式無法檢測加熱電壓、功率、打火、短路等狀況，從而不具備異常情況報警功能，因而對設備和人員存在潛在危害；

3、溫度控制過程不精確。傳統的普通溫控器無法進行斜率升溫，從而無法精確控制升溫過程。

因此，如何設計一種節能、安全、精確控制升溫過程的溫度控制系統和方法是業界亟待解決的技術問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提出一種節能、安全、精確控制升溫過程的溫度控制系統和方法。

本發明采用的技術方案是，設計一種溫度控制系統，包括：控制平臺及至少一組控制加熱裝置，所述一組控制加熱裝置控制一個溫度監控點，所述控制平臺預先設定各溫度監控點的指定溫度和升溫斜率；所述控制加熱裝置包括：設于一密閉空間內的加熱裝置和溫度傳感器、與加熱裝置連接的智能電源、與溫度傳感器連接的智能溫控表，所述智能電源與智能溫控表連接，所述智能溫控表與控制平臺連接；所述溫度傳感器將實時檢測溫度反饋給智能溫控表，智能溫控表根據升溫斜率計算實時指定溫度值，并將實時指定溫度值和實時檢測溫度進行對較計算后，向智能電源輸入信號控制智能電源調整輸出電流，從而改變加熱裝置的加熱效率。

所述智能溫控表采用PID算法計算對比實時指定溫度和實時檢測溫度。

所述智能電源與所述控制平臺連接，所述控制平臺實時讀取智能溫控表記錄的實時檢測溫度和智能電源的電氣參數，當讀取的實時檢測溫度超溫或智能電源報警時，所述控制平臺切斷智能電源。

所述控制平臺包括：PLC及與其連接的上位機，所述上位機上輸入指定溫度及升溫斜率，由PLC傳送至智能溫控表。

所述控制平臺還連接一異常提示裝置。

所述加熱裝置采用加熱片，所述溫度傳感器采用K型熱電偶。

所述智能溫控表選用具備自動演算功能和用戶可編程功能的YOKOYAWA?UT55A型。

所述各組控制加熱裝置內的智能電源采用一個IGBT智能直流電源，所述IGBT智能直流電源內設有至少一個獨立配電系統，所述各獨立配電系統分別與各組控制加熱裝置內的加熱裝置、智能溫控表連接，所述IGBT智能直流電源采用RS485接口通訊連接。

本發明還提供了一種溫度控制方法，包括：

步驟1、向控制平臺輸入指定溫度以及升溫斜率；

步驟2、溫度傳感器實時檢測其所在位置的實時檢測溫度，并將檢測到的溫度值反饋給智能溫控表；

步驟3、智能溫控表根據升溫斜率計算實時指定溫度值，并將實時指定溫度值和實時檢測溫度進行對較計算后，向智能電源輸入控制信號；

步驟4、智能電源根據控制信號調整輸出電流，改變加熱裝置的加熱效率。

其中，所述步驟2還包括：

步驟2.1、控制平臺實時讀取智能溫控表記錄的實時檢測溫度和智能電源的電氣參數，當控制平臺讀取到實時檢測溫度超溫或智能電源報警時，控制平臺切斷智能電源并觸發異常提示裝置。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：1、升溫過程的精確控制。通過控制平臺向智能溫控器內輸入指定溫度和升溫斜率后，當實時檢測溫度與實時指定溫度偏差變大時，智能溫控器控制智能電源加大電流輸出，當實時檢測溫度與實時指定溫度接近時，智能溫控器控制智能電源減小電流輸出，在接近指定溫度時不產生溫度過沖；

2、反應室加熱系統運行時，加熱效率高，能夠實時監控各種加熱參數；

3、在加熱系統出現異?；蛘邷夭畲髸r，能夠有報警提示，安全性能高。

附圖說明

下面結合實施例和附圖對本發明進行詳細說明，其中：

圖1是本發明系統的結構框圖；

圖2是本發明控制系統的原理框圖；

圖3是本發明的PID算法控制原理圖。

具體實施方式