[發明專利]用于控制加熱器的控制系統

有效

• 申請號: 201980017869.8
• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN111837453B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 約翰·萊姆克;馬丁·可利;威廉·博林格;斯坦頓·H·布賴特洛;亞當·基德尼;庫爾特·彼得森;詹姆斯·昂特熱
• 申請（專利權）人: 沃特洛電氣制造公司
• 主分類號: H05B3/42
• 分類號: H05B3/42;H05B1/02
• 代理公司: 北京市萬慧達律師事務所 11111
• 代理人: 王蕊;張劼

本公開涉及一種用于控制加熱器系統的控制系統。控制系統包括多個區域控制電路、至少兩個輔助控制器、以及主控制器。區域控制電路可操作以向加熱器系統的多個加熱器區域提供功率并感測區域的性能特性。輔助控制器耦接到多個區域控制電路，以控制到多個區域的功率，并基于性能特性來監測加熱器區域的操作。主控制器耦接到輔助控制器并且被配置成基于性能特性為加熱器區域中的每一個提供操作設定點。輔助控制器基于操作設定點來操作區域控制電路以向加熱器系統供電。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2018年3月8日提交的美國臨時申請號62/640,143的權益和優先權。上述申請的內容通過引用整體并入本文。

技術領域

本公開涉及用于控制具有帶有功率感測控制的加熱器的熱系統的系統和/或方法。

背景技術

本部分的陳述僅提供與本公開相關的背景信息，并且可能不構成現有技術。

電阻加熱器用于各種應用中以向目標和/或環境提供熱量。例如，這樣的電阻加熱器包括但不限于：筒式加熱器、流體管線加熱器(fluid?line?heater)或其它合適的加熱器。控制系統通常控制電阻加熱器的功率以調節加熱器產生的熱量。

在一些應用中，控制系統是閉環系統，其從監測電阻加熱器的性能的離散傳感器接收反饋數據。雖然離散傳感器提供數據以微調電阻加熱器的控制，但是傳感器可能占據空間并且增加整個熱系統的復雜性。本公開解決了這些和其他問題。

發明內容

本部分提供了本公開的一般概述，而不是其全部范圍或其所有特征的全面公開。

在一種形式中，本公開涉及一種控制系統，其包括多個區域控制電路、至少兩個輔助控制器、以及主控制器。多個區域控制電路可操作以向加熱器系統的多個加熱器區域提供功率并感測區域的性能特性。輔助控制器耦接到多個區域控制電路。輔助控制器基于性能特性控制到多個區域的功率并監測加熱器區域的操作。主控制器耦接到輔助控制器，并且被配置成基于性能特性為加熱器區域中的每一個提供操作設定點。輔助控制器基于操作設定點操作區域控制電路以向加熱器系統供電。

在另一種形式中，輔助控制器中的每一個包括功率控制器和傳感器控制器。每個功率控制器和每個傳感器控制器耦接到主控制器，并且傳感器控制器彼此耦接并且耦接到多個區域控制電路中的每一個。在一個變型中，每個功率控制器耦接到與另一個功率控制器不同的一組區域控制電路。

在又一種形式中，控制系統還包括電源開關，其可操作以將電源與控制系統耦接和斷開。在一個變型中，主控制器和輔助控制器耦接到電源開關。主控制器和輔助控制器中的每一個被配置成執行至少一個診斷，并且主控制器和輔助控制器中的每一個被配置成基于至少一個診斷來操作電源開關。

在一種形式中，每個區域控制電路包括向加熱器區域提供功率的功率模塊和測量加熱器區域的電特性的傳感器模塊。在一種變型中，傳感器模塊中的每一個耦接到輔助控制器中的兩者，并且成組地提供功率模塊，使得每一組功率模塊耦接到與另一組功率模塊不同的輔助控制器。

在另一種形式中，輔助控制器中的每一個被配置成基于性能特性執行診斷以確定每個區域是否在限定的操作參數內操作，并且輔助控制器交換診斷的結果以執行診斷驗證檢查。

在又一種形式中，輔助控制器從區域控制電路接收電特性，并且基于電特性計算性能特性、執行診斷、或者計算性能特性和執行診斷兩者。

在一種形式中，熱系統包括本文所述的控制系統和加熱器系統，該加熱器系統包括限定多個區域的多個電阻加熱元件。多個電阻加熱元件中的每一個都耦接到控制系統并具有功率感測能力，使得控制系統提供功率并測量電阻加熱元件的性能特性。