[发明专利]一种热封切制袋机多路温度控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及制袋机机械控制领域，特别涉及一种制袋机的热封切装置温度控制系统。

背景技术

热封切制袋机是利用塑料的热塑原理，采用烫刀加热使塑料薄膜的封口部位变成黏流状态，同时借助烫刀的下压力将上下两层塑料融合到一起，待冷却后定位裁切，最终将塑料薄膜制成包装袋。制袋机生产过程中要求精确实现对烫封、切割以及送料运动的控制，其中对烫刀的温度控制是决定热封质量的关键因素之一。

目前国内众多制袋机系统均已采用集成的多路温度控制器，可以同时控制多路烫刀温度，并且可以通过上位机显示多路实时温度值并能实时调整温度控制参数以及目标温度，以达到更好的控制效果。但大多控制器可以同时控制的温度通道数量不够多一般为4路或者6路，采用位数较小的，如10位或者12位的模数转换芯片导致检测以及控制的温度精度不够高，通信能力不够强、人机交互界面不够友好，如只能用按键输入、数码管或者小尺寸的液晶显示板输出显示等等。

为解决上述问题，本发明设计了基于16位AD转换芯片AD7705以及32位ARM处理器LPC2138的多路温度控制系统。该系统可以同时实现多达8路温度采集，8路对应的温度控制输出以及多个自由口输出，测量温度分辨率达到0.1℃，多个温度控制器可以通过工业数据总线通信并仅由一台上位机进行监视和控制的功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制袋机的热封切装置多路温度控制系统，用于改善提高电加热材料的温度控制精度和控制的响应时间，并提供良好的人机界面接口，方便与标准的工控产品以及PC机进行数据通信。

按照本发明的技术方案，所述多路温度控制系统包括：电加热材料，内嵌在所述电加热材料中的温度传感器，与所述固态继电器相连的控制器，与所述控制器相连的固态继电器，与所述控制器相连的人机交互模块，以及为所述固态继电器、控制器和人机交互模块供电的开关电源。所述控制器则由信号调理电路模块、主控模块、输出驱动模块以及通信接口模块组成。

系统工作原理：所述温度传感器随着所述电加热材料温度变化感应出不同热电势信号，由所述控制器采集、转换后得到所述电加热材料实际温度，所述控制器根据所述人机交互模块设定的目标温度，采用PID控制算法计算得到输出，通过所述固态继电器控制所述电加热材料单位周期内通电加热的时间，实现对所述电加热材料的温度控制。所述人机交互模块可以同时显示多路实时温度值，可以显示并修改多路温度控制算法和所述多路温度控制系统运行的参数。

具体每个部分的工作原理如下：

所述电加热材料具体为烫刀或者烫排，通过交流电为其加热。

所述温度传感器具体为K型或者J型或者E型或者N型或者R型或者S型或者T型热电偶，内嵌于所述电加热材料中，采集到感应热电势后由所述控制器采集。

所述控制器，信号调理电路模块由差分放大电路和多路模拟选择开关和16位模数转换芯片AD7705组成，通过信号调理电路选择、采集到各路热电势信号后通过差分放大电路放大再经过模数转换芯片得到各路温度的数字信号，并送到主控模块。主控模块的主芯片为32位ARM芯片LPC2138，负责对通信接口模块、输出驱动模块、模数转换芯片进行控制，并运行温度转换程序通过查表都得到各路实际温度，将实际温度与所述人机交互模块设定的目标温度进行比较后，采用预先设定好的PID控制算法计算得到各路温度加热材料需要通电加热的时间，并由所述输出驱动模块控制输出。所述输出驱动模块由大电流场效应管及其附属电路构成，接收来自所述主控模块的弱电控制信号，通过光耦转换电路实现对大电流信号电路的控制。所述通信接口模块由高速光耦和485芯片组成，负责控制和管理与所述人机交互模块之间的数据通信。

所述固态继电器，接受所述输出驱动模块输出的大电流控制信号实现对工频交流电信号的通断，从而实现对所述电加热材料通电加热时间的控制，最终实现对所述电加热材料的温度控制。

所述人机交互模块，负责显示各路的实时温度值，实现对各路温度的手动、自动控制设定，实现对各路温度的自动控制算法参数进行修改和设定，实现对所述多路温度控制系统选择不同的温度传感器类型的设定，实现对所述多路温度控制系统的运行参数设定。

该多路温度控制系统的有益效果在于：(1)温度测量精度高，最小可以达到0.1℃；(2)可以同时测量和控制的温度路数多，最多有8路，同时还有4路自由输出口可以用于其它输出；(3)通信能力强，兼容性好，能够支持目前绝大多数触摸屏设备和所有添加了标准MODBUS协议功能的上位机软件，保证了系统具有友好的人机交互界面，操作方便。

附图说明