[发明专利]一种多路PID温度控制装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，涉及一种多路PID温度控制装置及其控制方法。

背景技术

在自动控制领域，单变量的PID控制系统已经非常成熟且被广泛应用，如在模具温度控制机（简称模温机）中就有广泛的应用。由电加热管加热的热板系统是模具温度控制机器主要形式之一，在现有的模温机中，普遍采用单变量PID控制器来实现温控，在较大的加热系统中，采用多个独立的温控系统来做温度控制。这种方式虽然单个温控装置实现了较高精度的控制，但由于各个加热管功率、加热管间距、散热环境等因素的不同，各加热单元之间又是独立没有关联的，这使得模温机热板的局部温差较大，到达热平衡的时间较长，尤其是动态精度难以达到较高要求，严重限制了塑料模具加工的工艺水平和生产效率。

针对上述存在的问题，现有的中国专利公开文献提出了一种光学级透明制品用高精密注塑机[申请号：CN201210240993.0]，其包括温控系统，温控系统包括多个彼此独立的子系统，每一子系统包括PID运算模块、温度检测传感器、控制模块、一组加热模块以及水流量控制阀；温度检测传感器检测其所处位置的温度值并输出至PID运算模块，PID运算模块根据检测温度值与设定值的偏差进行PID计算从而输出控制信号至控制模块，控制模块根据控制信号控制加热模块开启或闭合以及控制水流量控制阀的开启或闭合。本发明虽然使得注塑机加热更加精确，但是该发明通过控制加热模块开启或闭合以及控制水流量控制阀的开启或闭合来实现模具加热平衡和均匀，频繁的开启和关闭加热模块，容易对加热模块的寿命造成影响，并且没有解决时加热板的动态温度均衡性达到一致的问题。

中国发明专利申请公开说明书CN200710053106.8公开了一种多路高精度温度控制器，虽然该多路高精度温度控制器将若干个PID温度控制器集合到一起，但各PID控制器之间没有实时同步调整，不能很好的实现加热板的均衡控温。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种多路PID温度控制装置及其控制方法，该控制装置及其控制方法能够使模温机加热板动态温度均衡性保持一致，动态精度高，模具加热均匀。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种多路PID温度控制装置，其特征在于，该控制装置包括控制单元、交流电源、若干个温度传感器、若干个晶闸管功率调节器和若干个加热管，所述的每个加热管对应一个温度传感器和晶闸管功率调节器，所述的每个温度传感器分别与控制单元的输入端连接，所述的每个晶闸管功率调节器分别与控制单元的输出端连接，所述的交流电源和加热管分别与晶闸管功率调节器连接，所述的控制单元接收由各温度传感器输送的温度值并根据PID的算法计算出下一时刻对应加热管的功率调节方向，晶闸管功率调节器根据控制单元的信号调节晶闸管的导通占空比来调节输出功率。

该多路PID温度控制装置中的每个温度传感器对应检测一个加热管所处位置的温度值并将该检测的温度值输送给控制单元，控制单元分别对该接收到的温度值进行处理并根据PID的算法计算出下一时刻温度传感器所对应的加热管的功率调节方向，其PID的算法主要是根据采样温度值和设定温度值来确定输出功率的增减，在本多路PID温度控制装置可实现各个加热管的分别调节，从而使各个加热管的输出温度分别达到设定温度值，实现模具加工的均匀性。

在上述的多路PID温度控制装置中，所述的控制单元包括总PID运算模块和若干个分PID运算模块，所述的若干个分PID运算模块分别对应一个温度传感器、加热管和晶闸管功率调节器。

在上述的多路PID温度控制装置中，所述的控制单元接收由各温度传感器输送的温度值并进行处理从而得到平均温度值，所述的平均温度值一方面作为温度采样值输送给总PID运算模块进行运算，另一方面作为动态给定值输送给各分PID运算模块进行运算。

在上述的多路PID温度控制装置中，所述的总PID运算模块将得到的平均温度值作为温度采样值与控制单元内预先设定的目标温度值进行比较，把比较得到的差值信号经过一定规律的计算后得到相应的总控制值，并将该总控制值输送给控制单元进行相应的控制。