[发明专利]一种安全性高的数字温控仪表

说明书

技术领域

本发明涉及工业控制领域中温度控制过程中应用功能研究，提供一种安全性高的数字温控仪表设计通过对于输出回路动作次数记录和报警保证了输出回路的安全性；通过对于温控仪表内部温度的监测保证了温控器的可靠运行，具有运行/停止功能保障的输出安全控制。

背景技术

工业控制领域中温度控制应用的场合很多，通常说来过程中温度控制主要包括加热装置、冷却装置、检测装置、控制单元和控制对象等如图1所示，首先检测装置检测控制对象的实际温度，控制单元比较控制对象的实际温度和设定温度的差值，通过PID或模糊等理论计算需要输出的加热或制冷功率大小，由加热装置或冷却装置动作在控制对象上，在图1构成的闭环控制回路上实现如图2所示的温度控制过程。

加热装置和冷却装置是由加热器或冷却器(如电热棒和风扇)以及动作执行器(如继电器)等组成，因此加热器或冷却器以及动作执行器都是有使用寿命的，在超出或接近使用寿命期限，会引发各种故障或产生误动作，造成温度控制过程的失效；另外温度控制过程的不安全因素是由于在控制过程中环境温度造成控制单元的内部温度过高，造成控制芯片程序不稳定或者电子元器件的失效，使得无法实现预定温度控制任务。

由于传统数字温控仪表在实现温度控制的无法同时得到输出回路执行次数或温控仪表内部温度等信息，因此避免加热装置和冷却装置寿命造成的温度控制过程不安全性，往往通过加热器或冷却器以及动作执行器出厂标记日期来估算，这样往往造成过高或过低估计加热器或冷却器以及动作执行器寿命，造成使用寿命未到就更换装置的浪费，或者超出使用寿命，还在满负荷工作等不安全隐患；同样使用人员也很难避免温控仪表内部温度过高，造成控制芯片程序不稳定或者电子元器件的失效的不安全性。

发明内容

本发明的目的在于工业控制领域中温度控制过程中安全性功能研究，提供一种安全性高的数字温控仪表设计通过对于输出回路动作次数记录和报警保证了输出回路的安全性；通过对于温控仪表内部温度的监测保证了温控器的可靠运行，具有运行/停止功能保障的输出安全控制。

本发明的安全性高的数字温控仪表主要是由电源电路，输入采集电路，显示电路和按键电路，处理器电路，加热输出电路，制冷输出电路，报警输出电路等组成如图3所示。本发明的数字温控仪表通过与加热装置、冷却装置、报警装置、检测装置连接实现对控制对象的控制如图4所示。其温控控制过程如下，首先检测装置检测控制对象的实际温度，控制单元比较控制对象的实际温度和设定温度的差值，通过PID或模糊等理论计算需要输出的加热或制冷功率大小，由加热装置或冷却装置动作在控制对象上，或者提供报警信号给报警装置实现闭环控制回路的温度控制过程如图5所示。

本发明的对于加热装置执行次数的记录是通过对加热输出电路动作记录来实现的，对于制冷装置执行次数的记录是通过对制冷输出电路动作记录来实现的，对于报警装置执行次数的记录是通过对报警输出电路动作记录来实现的，如图6所示。加热装置执行次数作为真实的加热装置的使用情况，反映了加热装置的使用寿命；同样制冷装置执行次数作为真实的制冷装置的使用情况，反映了制冷装置的使用寿命；报警装置执行次数作为真实的报警装置的使用情况，反映了报警装置的使用寿命；

本发明的安全性高的数字温控仪表可以通过软件设置来使能或屏蔽输出回路执行次数的记录功能，如果该功能设置为使能，温控仪表根据实际使用输出回路的情况智能显示相关的设置参数，用户可以设置输出回路执行次数使用寿命，用户可以观测输出回路执行次数，当输出回路执行次数接近用户可以设置输出回路执行次数使用寿命，本发明的安全性高的数字温控仪表会通过显示电路进行报警，其过程如图7所示。

本发明的安全性高的数字温控仪表通过内部温度检测电路实现对于温控仪表内部温度的检测如图8所示，并将温控仪表内部温度信息作为环境温度报警信息，当温控仪表内部温度接近或超过预先的设定值时本发明的安全性高的数字温控仪表会通过显示电路进行报警，提示用户停止控制过程或进行处理，其过程如图9所示。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1是温度控制示意图；

图2是闭环温度控制过程示意图；

图3是本发明的数字温控仪表电路原理图；

图4是本发明的数字温控仪温度控制结构示意图；

图5是本发明的数字温控仪温度控制过程示意图；

图6是本发明的加热器或冷却器以及动作执行器寿命记录功能原理图。

图7是本发明的热器或冷却器以及动作执行器寿命记录功能应用框图。