[发明专利]一种恒功率输出控制加热的多点自动控温方法

说明书

技术领域

本发明涉及吸塑、注塑、挤塑等塑料成型类生产设备的温度控制方法，特别是一种恒功率输出控制加热的多点自动控温方法。 

背景技术

多点加热控温设备如吸塑、注塑、挤塑等塑料成型类生产设备拥有大量独立(10-2000加热控制点)加热瓦控制温度的设备系统，加热控制是这类设备最关键最核心的部分，它的稳定性直接影响产品合格率和耗能量，世界上此类(本发明适用于吸塑、注塑、挤塑等塑料成型类设备，以下简称多点加热控温设备)设备众多数量的加热控制基本上采用设定加热时间脉宽调功法的开环控制(设定温度的闭环PID控制干扰无法抑制、成本高不适用，详情见下面说明)，目前这种方式的控温稳定性差，分析其原因主要有： 

1)控温的加热瓦易老化，外围接线都会影响加热瓦实际加热输出功率，加热瓦出厂时1000W，但三个月使用后因老化可能只有700瓦，原来设定的值又要手动改变才能适应加热瓦老化； 

2)工厂供电电压随着用电负荷的变化而变化，按照1000W的阻性负载(约48欧电阻)，电压每变化2V，加热瓦功率变化220*220/48-218*218/48＝18W； 

3)环境温度变化，早上和中午环境温度可能相差20度，0度时按照1000W的负载全部加热最高能加热到500度，这样20度也相当于加热瓦10W功率； 

以上这些因素变化都会直接影响加热瓦功率变化，直接影响控温稳定性，是影响控温稳定性的主要因素，进而使得此类设备的加热工艺调整复杂，废品率大。 

传统上多点加热控温设备大都采用脉宽宽度调功法实现对每块加热瓦温度控制，目前主要有以下两种控温方式有： 

1)设定加热时间百分比控温 

目前此类设备制造商大都采用调节每块加热瓦加热时间百分比(0-100)大小实现对每块加热瓦功率控制，来实现对加热瓦温度控制，这种方式投资少，但加热系统稳定性差、控温精度低(假如0-100对应加热温度0-500度，1个加热百分比精度是5度)、能耗高，主要原因是加热瓦易老化、供电电压和环境温度变化，都会直接影响加热温度稳定性，所以目前此类设备加热参数要操作工不停调整，致使加热工艺相当复杂，对操作工素质要求高。 

2)设定温度通过PID调节器控温 

给每块加热瓦加装温度传感器，通过PID调节达到控温目的，但这种控制方案大大增加了投资成本，安装维护更复杂，另外数量众多的热电偶检测很难确保不受到强电干扰，此类设备热电偶和加热瓦强电装在一起很难将弱电和强电分开，干扰时常发生使系统变得非常不稳定，故障点大大增多，这种方法目前采用很少。 

恒功率输出控制加热的多点自动控温方法在这个背景下诞生 

名词解释：脉宽宽度调功法：通过对加热模块或PLC编程，把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形(如图1中T0)输出，本方法是通过改变脉冲的宽度或占空比产生矩形波输出到加热瓦，这样 可以调节加热瓦输出功率大小目的，如图1所示。 

加热时间百分比：加热时间百分比是指功率一定时(如600瓦)，由电脑将1秒(或2、3、5、10秒等)倍数时间段(如图1中T)分成100个等份进行脉宽宽度调功法，通过调节加热时间通断比0-100，设置50此时加热瓦功率是现有功率50％，设置100此时加热瓦功率是现有功率100％，一直加热。此设定值是当前此加热瓦功率输出，并随时通过电脑调节和存储。加热时间百分比也称加热功率百分比。 

加热时间千分比：加热时间千分比是指功率一定时(如600瓦)，由电脑将1秒(或2、3、5、10秒等)倍数时间段(如图1中T)分成1000个等份进行脉宽宽度调功法，通过调节加热时间通断比0-1000，设置500此时加热瓦功率是现有功率50％，设置1000此时加热瓦功率是现有功率100％，一直加热。此设定值是当前此加热瓦功率输出，并随时通过电脑调节和存储。加热时间千分比也称加热功率千分比。 

加热模块：每个模块有16路可控硅加热控制通道，每8路共一项电220V电源，最大接1.2千瓦的负载，能自动检测出每个通道的短路和断路通过主机报警。接收主机命令加热模块通过分时独立给每个通道通电方法，能在很短时间(4秒)内自动检测出每个通道输出的最大电流，通过主机自动计算出每路加热瓦功率。 

发明内容

本发明提供了一种恒功率输出的加热瓦的多点自动控温系统，其包括加热瓦、加热模块、环境温度传感器、电压传感器以及主机；