[发明专利]一种面向线网反应器的快速温度控制系统

摘要

本发明属于温度控制技术领域，尤其涉及一种面向线网反应器的快速温度控制系统。其特征在于，所述系统的被控对象为线网反应器，其温度由热电偶采集，热电偶的输出信号经温度变送器进行电压变换后传送到核心控制单元，核心控制单元计算出控制量输入到功率调节器，再由功率调节器输出给单相隔离变送器，控制实际加到线网反应器两端的功率，形成线网反应器的温度闭环控制；上位机监控软件采用串口连接与核心控制单元通信，将人工指令和参数输入到核心控制单元，核心控制单元将当前的热电偶的温度值在显示屏上刷新显示。本发明克服了传统方法需要专门设计实验台特定的直流功率调节器的缺陷，克服了传统实验台升温速度仅有几种固定选择的局限性。

主权项

一种面向线网反应器的快速温度控制系统，其特征在于，包括：核心控制单元用于实现温度信号的模数转换，控制信号的数模转换，以及核心控制算法，所述核心控制单元为ARM控制芯片，包括内置的A/D及D/A转换器，以及基于操作系统的控制算法，ARM控制芯片的时间参数满足对控制快速性的要求，基于ARM实现的核心控制程序分成四个任务，这四个任务按照优先级顺序由高到低的顺序依次为：任务1、接收上位机指令，这些指令包括开始加热、停止加热指令、不同的模式包括调试模式、直接输出控制、单独加热、分段加热选择、以及目标温度、目标速度的设置参数；任务2、处理读取的温度数据并进行调节输出；任务3、当前温度回传上位机，用于实时显示当前线网反应器温度，便于客观地观察整个升温过程，以及确定升温速度；任务4、刷新OLED显示屏，实时显示当前线网反应器温度，便于随时读取温度；这四个任务依据优先级，按照FIFO的原则占用CPU时间片，从而完成基于ARM的实时控制过程；传感变送单元包括热电偶和温度变送器，用于实时采集温度信号，并将温度信号转换成核心控制单元能够接受的电压信号；功率控制器包括功率调节器和单相隔离变压器，作为功率控制的执行机构,将核心控制单元产生的控制信号输出给功率调节器,并通过单向隔离变压器控制线网反应器的温度；人机交互监控单元包括上位机和OLED显示屏,监控画面由上位机监控软件实现，用于实时升温过程监控以及输入指令和参数；所述系统的被控对象为线网反应器，线网反应器的温度由热电偶采集，所述热电偶的分型选取由线网反应器的典型工作温度范围决定，如果典型工作温度在600℃～1000℃，则选择K型热电偶；如果典型工作温度在1000℃～1300℃，则选择S型热电偶；如果典型工作温度在1000℃～1600℃，则选择L型热电偶，所述温度控制系统的最高升温速度为1700℃/s，热电偶的输出信号经温度变送器进行电压变换后传送到核心控制单元，核心控制单元计算出控制量输入到功率调节器，再由功率调节器输出给单相隔离变压器，控制实际加到线网反应器两端的功率，从而达到控制线网反应器温度的目的，形成线网反应器的温度闭环控制；上位机采用串口连接与核心控制单元通信，将人工指令和参数输入到核心控制单元，核心控制单元将当前的热电偶的温度值在OLED显示屏上刷新显示，实现过程的监控。