溫度采集與控制分離式注塑機(jī)數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度測(cè)控系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種溫度采集與控制分離式注塑機(jī)數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度測(cè)控系統(tǒng)。本發(fā)明包含數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度采集裝置、數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度控制輸出裝置，數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度采集裝置就近安裝于熱電偶處，通過(guò)通訊總線向遠(yuǎn)端主控制器或溫度控制輸出裝置傳遞數(shù)字化溫度信息；數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度控制輸出裝置就近安裝于加熱部件處，通訊總線接收遠(yuǎn)端主控制器或溫度采集裝置的溫度控制參數(shù)或溫度信息。本發(fā)明裝置根據(jù)信號(hào)數(shù)量可安裝多個(gè)，通過(guò)總線連接構(gòu)成數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度測(cè)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，本發(fā)明成本低、精度高、抗干擾能力強(qiáng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】溫度采集與控制分離式注塑機(jī)數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度測(cè)控系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于注塑機(jī)溫度測(cè)控系統(tǒng)，具體涉及一種大型注塑機(jī)數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度測(cè)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在注塑生產(chǎn)過(guò)程中，塑料原料的溫度是影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素，其主要取決于注塑機(jī)螺桿筒和噴嘴兩部分的溫度。螺桿筒溫度過(guò)高時(shí)，筒內(nèi)的塑料會(huì)發(fā)生降解；螺桿筒溫度過(guò)低時(shí)，塑料塑化不良，流動(dòng)性差，制品成型性能不好。噴嘴溫度過(guò)低會(huì)造成物料在噴嘴處堵塞，阻礙注塑過(guò)程的自動(dòng)進(jìn)行。因此注塑過(guò)程中的溫度控制精度顯得尤為重要。
[0003]在現(xiàn)有的注塑機(jī)溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，普遍采用熱電偶進(jìn)行測(cè)量溫度。熱電偶采集到得電壓信號(hào)，通過(guò)長(zhǎng)距離傳輸線，接到距離熱電偶很遠(yuǎn)的電氣柜中的控制器上面去，再在控制器上進(jìn)行溫度采樣和補(bǔ)償。由于熱電偶信號(hào)微弱，熱電偶導(dǎo)線與電氣柜中其他電氣線路混雜在一起使得熱電偶的微弱電壓信號(hào)很容易被干擾，因此，遠(yuǎn)距離的熱電偶信號(hào)傳輸，對(duì)于信號(hào)線的要求較高，而且容易產(chǎn)生溫度的測(cè)量誤差。另外，集中式的加熱控制輸出方式，也導(dǎo)致了大量加熱輸出線長(zhǎng)距離走在機(jī)柜中，不便于機(jī)器的安裝和布線。
[0004]對(duì)于大型注塑機(jī)，料筒較長(zhǎng)，需要多路溫度傳感器和加熱輸出線，使用多路長(zhǎng)導(dǎo)線，不僅影響精度，而且成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種溫度采集與控制分離式注塑機(jī)數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度測(cè)控系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的方案是:在注塑機(jī)注塑部件上增加一個(gè)專(zhuān)用的數(shù)字化溫度遠(yuǎn)傳裝置，是具備溫度信號(hào)采集、轉(zhuǎn)換、變送的轉(zhuǎn)接線盒，包括:熱電偶信號(hào)濾波電路、信號(hào)放大補(bǔ)償電路、AD轉(zhuǎn)換電路、隔離電路，CPU、通訊電路、電源電路。該裝置就近安裝在熱電偶測(cè)溫點(diǎn)附近，熱電偶輸出接于裝置的熱電偶輸入端子，實(shí)現(xiàn)近距離采集溫度信號(hào)。熱電偶信號(hào)接入裝置后，通過(guò)濾波電路進(jìn)行濾波，通過(guò)熱電偶信號(hào)放大電路進(jìn)行信號(hào)放大，并加入冷端補(bǔ)償，后經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換后通過(guò)裝置內(nèi)部的信號(hào)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)成數(shù)字信號(hào)后通過(guò)總線方式輸送到遠(yuǎn)端的主控制器和溫度控制輸出裝置。在注塑機(jī)控制加熱線圈的固態(tài)繼電器附近增加一個(gè)數(shù)字遠(yuǎn)傳溫度控制裝置，是具備數(shù)據(jù)接收、溫控算法、輸出控制的轉(zhuǎn)接線盒，包括輸出驅(qū)動(dòng)電路、隔離電路、CPU電路、通訊電路、電源電路，通過(guò)串行總線與溫度遠(yuǎn)傳裝置和主控制器相連。裝置內(nèi)CPU電路通過(guò)通訊電路從遠(yuǎn)端溫度遠(yuǎn)傳中取得溫度信號(hào)，從遠(yuǎn)端控制器中取得控制參數(shù)，然后進(jìn)行運(yùn)算計(jì)算輸出；該裝置也可從遠(yuǎn)端控制器中取得控制輸出數(shù)據(jù)直接輸出。
[0007]本發(fā)明裝置根據(jù)信號(hào)數(shù)量可安裝多個(gè)，通過(guò)總線連接構(gòu)成數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度測(cè)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),本發(fā)明成本低、精度高、抗干擾能力強(qiáng)?！緦?zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度測(cè)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
圖2為數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度采集裝置；
圖3為數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度控制輸出裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。
[0010]如圖1虛線框所示，本發(fā)明由多個(gè)數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度采集裝置、數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度控制輸出裝置，通過(guò)總線連接與注塑機(jī)主控制器構(gòu)成注塑機(jī)溫控系統(tǒng)。
[0011]圖2所示是數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度采集裝置構(gòu)成示意圖，具備溫度信號(hào)采集、轉(zhuǎn)換、變送等功能，由熱電偶信號(hào)濾波電路1、信號(hào)放大補(bǔ)償電路2、AD轉(zhuǎn)換電路3、隔離電路4，CPU5、通訊電路6和電源電路7構(gòu)成。熱電偶信號(hào)由Tl-?T8-、T1+?Τ8+接線端子接入到熱電偶信號(hào)濾波電路，熱電偶信號(hào)濾波電路為低通濾波器，濾除機(jī)器運(yùn)行過(guò)程中的高頻干擾及熱電偶的長(zhǎng)引線拾取的RF干擾。熱電偶信號(hào)放大電路由集成冷結(jié)溫度補(bǔ)償?shù)木軣犭娕挤糯笃鳂?gòu)成，放大電路采用集成冷結(jié)溫度補(bǔ)償?shù)木軣犭娕挤糯笃?，將熱電偶的微弱輸入電壓信?hào)通過(guò)補(bǔ)償和放大，輸出5mV/°C的電壓信號(hào)。AD轉(zhuǎn)換電路實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換熱電偶信號(hào)放大電路輸出的電壓信號(hào)，得到12位以上的AD轉(zhuǎn)換結(jié)果。隔離電路將CPU電路、通訊電路等數(shù)字信號(hào)與熱電偶信號(hào)采集放大相關(guān)的模擬電路隔離開(kāi)，防止數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬電路的干擾。CPU負(fù)責(zé)分時(shí)控制數(shù)字電路與模擬電路的通訊時(shí)序控制，讀取AD轉(zhuǎn)換電路的結(jié)果，并控制通訊電路通過(guò)Cl?C4發(fā)送給遠(yuǎn)端的主控制器和溫度控制輸出裝置。通訊電路采用CAN總線(也可以是以太網(wǎng)等)，由CPU控制主動(dòng)發(fā)送采集到的溫度數(shù)據(jù)，有多個(gè)裝置一起安裝時(shí)，也由該通訊電路構(gòu)成遠(yuǎn)傳網(wǎng)絡(luò)。電源電路(7 )通過(guò)PI?P4輸入電源信號(hào)，產(chǎn)生采集裝置所需的工作模擬和數(shù)字電源。
[0012]圖3所示為數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度控制輸出裝置，具備數(shù)據(jù)接收、溫控算法、輸出控制功能，包括輸出驅(qū)動(dòng)電路11、隔離電路12、CPU電路13、通訊電路14、電源電路15。輸出驅(qū)動(dòng)電路將CPU電路給出的輸出控制信號(hào)通過(guò)端子Yl?Y8-和Yl+?Y8+端子控制外部固態(tài)繼電器或交流接觸器等執(zhí)行加熱指令，使用MOSFET輸出(或三極管)。隔離電路通過(guò)光耦將CPU電路、通訊電路等數(shù)字信號(hào)與熱電偶信號(hào)采集放大相關(guān)的模擬電路隔離開(kāi)，防止數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬電路的干擾。CPU電路采用嵌入式處理器，內(nèi)嵌溫度控制算法，將接受到的實(shí)際溫度值與溫度設(shè)定值進(jìn)行比較后計(jì)算加熱輸出控制量，并轉(zhuǎn)換為O或I信號(hào)通過(guò)隔離電路控制輸出驅(qū)動(dòng)電路執(zhí)行加熱過(guò)程。通訊電路通過(guò)Cl?C4接收遠(yuǎn)端的主控制器溫度控制參數(shù)及遠(yuǎn)傳溫度采集裝置采集的溫度值，采用CAN總線(也可以是以太網(wǎng)等)。電源電路通過(guò)Pl?P4輸入電源信號(hào)，產(chǎn)生溫度控制輸出裝置所需電源。
【權(quán)利要求】
1.溫度采集與控制分離式注塑機(jī)數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度測(cè)控系統(tǒng)，包含數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度采集裝置、數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度控制輸出裝置，其特征在于:數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度采集裝置就近安裝于熱電偶處，通過(guò)通訊總線向遠(yuǎn)端主控制器或溫度控制輸出裝置傳遞數(shù)字化溫度信息；數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度控制輸出裝置就近安裝于加熱部件處，通訊總線接收遠(yuǎn)端主控制器或溫度采集裝置的溫度控制參數(shù)或溫度信息； 所述的數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度采集裝置包括熱電偶信號(hào)濾波電路(I)、信號(hào)放大補(bǔ)償電路(2)、AD轉(zhuǎn)換電路(3)、第一隔離電路(4),第一 CPU電路(5)、第一通訊電路(6)和第一電源電路(7)； 熱電偶信號(hào)由Tl-?T8-、T1+?Τ8+接線端子接入到熱電偶信號(hào)濾波電路(I )，熱電偶信號(hào)濾波電路(I)為低通濾波器，濾除機(jī)器運(yùn)行過(guò)程中的高頻干擾及熱電偶的長(zhǎng)引線拾取的RF干擾；信號(hào)放大補(bǔ)償電路(2)由集成冷結(jié)溫度補(bǔ)償?shù)木軣犭娕挤糯笃鳂?gòu)成，放大電路采用集成冷結(jié)溫度補(bǔ)償?shù)木軣犭娕挤糯笃?，將熱電偶的微弱輸入電壓信?hào)通過(guò)補(bǔ)償和放大，輸出5mV/°C的電壓信號(hào)；AD轉(zhuǎn)換電路(3)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換信號(hào)放大補(bǔ)償電路(2)輸出的電壓信號(hào)，得到12位以上的AD轉(zhuǎn)換結(jié)果；第一隔離電路(4)將第一 CPU電路、第一通訊電路的數(shù)字信號(hào)與熱電偶信號(hào)采集放大的模擬電路隔離開(kāi)，防止數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬電路的干擾；第一CPU電路(5)負(fù)責(zé)分時(shí)控制數(shù)字電路與模擬電路的通訊時(shí)序控制，讀取AD轉(zhuǎn)換電路(3)的結(jié)果，并控制第一通訊電路(6)通過(guò)Cl?C4發(fā)送給遠(yuǎn)端的主控制器和數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度控制輸出裝置；第一通訊電路(6)采用CAN總線或以太網(wǎng)，由第一 CPU電路(5)控制主動(dòng)發(fā)送采集到的溫度數(shù)據(jù)；第一電源電路(7)通過(guò)Pl?P4輸入電源信號(hào)，產(chǎn)生采集裝置所需的工作模擬和數(shù)字電源； 所述的數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度控制輸出裝置包括輸出驅(qū)動(dòng)電路(11)、第二隔離電路(12)、第二CPU電路(13)、第二通訊電路(14)和第二電源電路(15)； 輸出驅(qū)動(dòng)電路(11)將第二 CPU電路(13)給出的輸出控制信號(hào)通過(guò)端子Yl-?Y8-和Yl+?Y8+端子控制外部固態(tài)繼電器或交流接觸器執(zhí)行加熱指令，使用MOSFET或三極管輸出；第二隔離電路(12)通過(guò)光耦將第二 CPU電路、第二通訊電路的數(shù)字信號(hào)與熱電偶信號(hào)采集放大的模擬電路隔離開(kāi)，防止數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬電路的干擾；第二 CPU電路(13)采用嵌入式處理器，內(nèi)嵌溫度控制算法，將接受到的實(shí)際溫度值與溫度設(shè)定值進(jìn)行比較后計(jì)算加熱輸出控制量，并轉(zhuǎn)換為O或I信號(hào)通過(guò)隔離電路控制輸出驅(qū)動(dòng)電路(11)執(zhí)行加熱過(guò)程；第二通訊電路(14)通過(guò)Cl?C4接收遠(yuǎn)端的主控制器溫度控制參數(shù)及數(shù)字化遠(yuǎn)傳溫度采集裝置采集的溫度值，采用CAN總線或以太網(wǎng)；第二電源電路(15)通過(guò)Pl?P4輸入電源信號(hào)，產(chǎn)生溫度控制輸出裝置所需電源。
【文檔編號(hào)】B29C45/78GK103612375SQ201310534076
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】嚴(yán)義, 趙建勇, 鄔惠峰 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)