[发明专利]用于控制加热器的控制系统

说明书

本公开涉及一种用于控制加热器系统的控制系统。控制系统包括多个区域控制电路、至少两个辅助控制器、以及主控制器。区域控制电路可操作以向加热器系统的多个加热器区域提供功率并感测区域的性能特性。辅助控制器耦接到多个区域控制电路，以控制到多个区域的功率，并基于性能特性来监测加热器区域的操作。主控制器耦接到辅助控制器并且被配置成基于性能特性为加热器区域中的每一个提供操作设定点。辅助控制器基于操作设定点来操作区域控制电路以向加热器系统供电。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年3月8日提交的美国临时申请号62/640,143的权益和优先权。上述申请的内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开涉及用于控制具有带有功率感测控制的加热器的热系统的系统和/或方法。

背景技术

本部分的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

电阻加热器用于各种应用中以向目标和/或环境提供热量。例如，这样的电阻加热器包括但不限于：筒式加热器、流体管线加热器(fluid line heater)或其它合适的加热器。控制系统通常控制电阻加热器的功率以调节加热器产生的热量。

在一些应用中，控制系统是闭环系统，其从监测电阻加热器的性能的离散传感器接收反馈数据。虽然离散传感器提供数据以微调电阻加热器的控制，但是传感器可能占据空间并且增加整个热系统的复杂性。本公开解决了这些和其他问题。

发明内容

本部分提供了本公开的一般概述，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。

在一种形式中，本公开涉及一种控制系统，其包括多个区域控制电路、至少两个辅助控制器、以及主控制器。多个区域控制电路可操作以向加热器系统的多个加热器区域提供功率并感测区域的性能特性。辅助控制器耦接到多个区域控制电路。辅助控制器基于性能特性控制到多个区域的功率并监测加热器区域的操作。主控制器耦接到辅助控制器，并且被配置成基于性能特性为加热器区域中的每一个提供操作设定点。辅助控制器基于操作设定点操作区域控制电路以向加热器系统供电。

在另一种形式中，辅助控制器中的每一个包括功率控制器和传感器控制器。每个功率控制器和每个传感器控制器耦接到主控制器，并且传感器控制器彼此耦接并且耦接到多个区域控制电路中的每一个。在一个变型中，每个功率控制器耦接到与另一个功率控制器不同的一组区域控制电路。

在又一种形式中，控制系统还包括电源开关，其可操作以将电源与控制系统耦接和断开。在一个变型中，主控制器和辅助控制器耦接到电源开关。主控制器和辅助控制器中的每一个被配置成执行至少一个诊断，并且主控制器和辅助控制器中的每一个被配置成基于至少一个诊断来操作电源开关。

在一种形式中，每个区域控制电路包括向加热器区域提供功率的功率模块和测量加热器区域的电特性的传感器模块。在一种变型中，传感器模块中的每一个耦接到辅助控制器中的两者，并且成组地提供功率模块，使得每一组功率模块耦接到与另一组功率模块不同的辅助控制器。

在另一种形式中，辅助控制器中的每一个被配置成基于性能特性执行诊断以确定每个区域是否在限定的操作参数内操作，并且辅助控制器交换诊断的结果以执行诊断验证检查。

在又一种形式中，辅助控制器从区域控制电路接收电特性，并且基于电特性计算性能特性、执行诊断、或者计算性能特性和执行诊断两者。

在一种形式中，热系统包括本文所述的控制系统和加热器系统，该加热器系统包括限定多个区域的多个电阻加热元件。多个电阻加热元件中的每一个都耦接到控制系统并具有功率感测能力，使得控制系统提供功率并测量电阻加热元件的性能特性。