专利名称：一种用于注塑机料筒的变功率加热装置的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种加热装置，特别是涉及一种用于注塑机料筒的变功率加热装置。
背景技术：
注塑机料桶的温度控制精度是注塑机一个重要的技术指标。料桶的温度控制精度 直接影响塑料制品的质量，尤其是对于精密注塑制品。高端注塑机电脑控制器的特点之一 是高精度和高可靠性的温度控制。目前，现有的注塑机加热装置都是由220V交流电源通过 继电器_接触器给电阻加热元件供电，当传感器检测到注塑机料桶的温度信号小于设定值 时，继电器导通，当大于设定值时，继电器断开，该方法的缺点是只能实现全功率加热，温 度波动大，继电器接触器通断频繁。此外，料筒各段之间温度相互耦合作用较强，尤其是相邻段之间，全功率加热容易 使温度过冲，难以保证温度控制精度。针对该问题，也有一些加热装置实现了变功率加热，通过在加热器的交流供电电 路里设置交流调压电路，这里交流调压电路是通过可控硅调压电路实现的，并且可控硅调 压电路中可控硅的控制极电路里接有可调电阻，通过改变可调电阻来改变可控硅的控制 角，实现模拟式调压变功率加热。这种加热装置能在一定程度上减少温度过冲，提高料筒温 度控制精度。但它采用手动可调电阻，而工控机的控制算法不能直接改变可调电阻阻值从 而改变可控硅的控制角，因此该方法不能实现工控机软件和硬件电路相结合的全自动变功 率加热。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种用于注塑机料筒 的变功率加热装置，该装置使电路结构得到了优化，实现了注塑机料筒温度自动控制，减少 了加热时温度的过冲，提高了温控精度。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为该用于注塑机料筒的变功率 加热装置，包括给注塑机料筒加热的加热器，用于控制所述加热器加热功率的加热控制电 路，其特征在于所述加热控制电路包括用于测量注塑机料筒的筒身温度的温度传感器；可控硅驱动电路，该可控硅驱动电路的电源输入端与市电交流电连接，输出端与 加热器连接，用于控制加热器加热功率的加热功率；交流电过零检测电路，该交流电过零检测电路的电源输入端也与市电交流电连 接，用于检测市电交流电的电压过零点；数据采集卡，交流电过零检测电路的输出端与数据采集卡的第一 A/D端口连接， 温度传感器的输出端与数据采集卡的第二 A/D端口连接；数据采集卡的第三A/D端口与远 程工控机相连；可控硅驱动电路的触发信号输入端则与数据采集卡的D/A端口连接。[0011]作为改进，所述可控硅驱动电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第 六电阻、发光二极管、光电耦合器、三极管、双向可控硅、第一电容、第二电容、第一变压器、 电桥，其中市电交流电与第一变压器的初级线圈两端相连，第一变压器次级线圈两端与电 桥的第一管脚和第三管脚相连；电桥的第二管脚与双向可控硅的第一端相连，双向可控硅 的第一端同时还与市电交流电的火线相连；电桥的第四管脚与第一电容的负极相连，第一 电容的正极与双向可控硅的第一端相连；第二电容的第一端与双向可控硅的第一端相连， 第二电容的第二端与第六电阻的第一端相连，第六电阻的第二端与双向可控硅的第二端相 连；所述加热器的第一端与双向可控硅的第二端相连，所述加热器的第二端与市电交流电 的零线相连；双向可控硅的控制端与第四电阻的第一端相连，第四电阻的第二端与三极管 的集电极相连；三极管的发射极与电桥的第四管脚相连，三极管的基极与集电极连接光电 耦合器的接收端；第三电阻连接在三极管的基极与发射极之间；第一电阻和第二电阻的第 一端均与数据采集卡的D/A端口连接，第一电阻的第二端与发光二极管的负极相连，发光 二极管的正极与光电耦合器发射极的正极相连；第二电阻的第二端与与光电耦合器发射极 的负极相连。再改进，所述交流电过零检测电路包括第二变压器、第一整流二极管、第二整流二 极管、第二十六电阻、第二十七电阻、运算放大器、三极管，其中数据采集卡的第一 A/D端口 与三极管的集电极相连，三极管的发射极接地；三极管的基极与运算放大器的输出端相连； 市电交流电与第二变压器的初级线圈两端相连，第二变压器次级线圈两端分别连接第一整 流二极管、第二整流二极管的正极，第一整流二极管、第二整流二极管的负极均与第二十七 电阻的第一端相连，第二十七电阻的第二端与运算放大器的反相输入端，运算放大器的同 相输入端接地。与现有技术相比，本实用新型的优点在于1、本实用新型可用于对温度精度要求较高的注塑机，可以使注塑机料筒实现独自 的全自动数字式变功率加热，提高注塑机料筒温控精度，减少料筒加热时电能的损耗，可以 降低因温度影响而导致的次品率，提高注塑生产效率。2、本实用新型采用双向可控硅替代原有加热装置的继电器，实现无触点开关控 制，延长了加热装置的实用寿命。
图1为本实用新型实施例总体设计框图；图2为本实用新型实施例中交流电过零检测电路原理图；图3为本实用新型实施例中交流电过零检测电路的过零点检测程序框图；图4为本实用新型实施例中料筒分段加热及温度检测示意图；图5为本实用新型实施例中可控硅驱动电路的原理图；图6为本实用新型实施例加热器的功率调整程序框图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。如图1所示的用于注塑机料筒的变功率加热装置，采用4个加热器分别给注塑机料筒的固体输送段、熔融加热段、保温段和挤出段的进行加热，每个加热器的外围都配置有 一个加热控制电路，加热控制电路则包括温度传感器、可控硅驱动电路、交流电过零检测电 路、数据采集卡和工控机；这里温度传感器采用WRK7-202型的热电偶，测量范围0 400°C ； 数据采集卡采用PCI7483型号的数据采集卡。交流电过零检测电路包括第二变压器TRA2、第一整流二极管D1、第二整流二极管 D2、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、运算放大器AR1、三极管T，其中数据采集卡的第
一A/D端口与三极管T的集电极相连，三极管T的发射极接地；三极管T的基极与运算放 大器AR1的输出端相连；市电交流电与第二变压器TRA2的初级线圈两端相连，第二变压器 TRA2次级线圈两端分别连接第一整流二极管D1、第二整流二极管D2的正极，第一整流二极 管D1、第二整流二极管D2的负极均与第二十七电阻R27的第一端相连，第二十七电阻R27 的第二端与运算放大器AR1的反相输入端，运算放大器AR1的同相输入端接地；参见图2所 示；市电正弦交流电源经第二变压器TRA2和第一整流二极管D1、第二整流二极管D2后变 成半正弦波形的直流电，在直流电非零点时，运算放大器AR1两端输入不相等，因此输出为 5V，使三极管T导通，信号输出端输出0V ；在过零点时刻运算放大器AR1两端输入都为零， 输出也为零，此时三极管T截止，输出信号为5V，该5V信号由PCI-7483数据采集卡的第一 A/D 口传送到工控机，工控机检测PCI-7483数据采集卡第一A/D 口电压的跳变，从而获取交 流电源电压过零点。工控机通过电压过零检测软件每隔0. lms采集一次PCI-7483数据采集卡第一 A/ D 口电压数据并保存，并与上一次比较，若与上次相等，则在该0. lms内没有电压过零点，电 压过零检测软件跳到开始处进行循环检测，若检测到的电压数据大于上次，则可判断电压 在该0. lms内有过零点，把标志位置为True，参见图3所示。本实施例中，四个热电偶检测各段料筒的温度，并通过PCI-7483数据采集卡的第
二A/D 口把各段料筒温度数据传送到工控机，与设定温度比较，由工控机模糊PID温度控制 算法得出下一时刻控制各段料筒加热器加热功率的可控硅的控制角，得到下一时刻料筒各 段加热器加热功率，实现对注塑机料筒固体输送段、熔融加热段、保温段和挤出段的数字式 变功率加热，使各段实现独立的全自动数字式变功率加热，参见图4所示。可控硅驱动电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第六 电阻R6)发光二极管LED、光电耦合器U1、三极管T1、双向可控硅KS、第一电容C1、第二电 容C2、第一变压器TRA1、电桥BRIDGE1，其中市电交流电与第一变压器TRA1的初级线圈两 端相连，第一变压器TRA1次级线圈两端与电桥BRIDGE1的第一管脚和第三管脚相连；电桥 BRIDGE1的第二管脚与双向可控硅KS的第一端相连，双向可控硅KS的第一端同时还与市电 交流电的火线相连；电桥BRIDGE1的第四管脚与第一电容C1的负极相连，第一电容C1的正 极与双向可控硅KS的第一端相连；第二电容C2的第一端与双向可控硅KS的第一端相连， 第二电容C2的第二端与第六电阻R6的第一端相连，第六电阻R6的第二端与双向可控硅KS 的第二端相连；所述加热器的第一端与双向可控硅KS的第二端相连，所述加热器的第二端 与市电交流电的零线相连；双向可控硅KS的控制端与第四电阻R4的第一端相连，第四电阻 R4的第二端与三极管T1的集电极相连；三极管T1的发射极与电桥BRIDGE1的第四管脚相 连，三极管T1的基极与集电极连接光电耦合器U1的接收端；第三电阻R3连接在三极管T1 的基极与发射极之间；第一电阻R1和第二电阻R2的第一端均与数据采 卡的D/A端口连接，第一电阻R1的第二端与发光二极管LED的负极相连，发光二极管LED的正极与光电耦 合器U1发射极的正极相连；第二电阻R2的第二端与与光电耦合器U1发射极的负极相连； 参见图5所示；当温度控制算法得出各段料筒可控硅的控制角后，就在控制角终点由工控 机通过PCI-7483数据采集卡的D/A 口向可控硅驱动电路的信号输入端输入一个低电平，使 得光耦U1导通，经三极管T1放大，驱动可控硅KS导通，加热器开始加热，直到交流电源电 压下次过零点时可控硅截止。重新计时，到达导通点可控硅再导通，如此反复。可控硅每秒 可以动作上百次，这样就实现了数字式变功率加热，其中，电桥BRIDGE1和有极电容C1为驱 动可控硅导通提供直流电源。当温度下降到一定值后，由热电偶反馈料筒检测温度，与设定 温度比较后，由算法控制各组加热器进行小功率加热，使温度上升。不断重复上述过程，使 温度在较小范围内波动。这样通过该数字式变功率加热装置就能有效的减少温度的过冲， 减小能耗，提高了温控精度。 图6为数据处理和功率调整程序框图，该程序使工控机根据设定温度与检测温 度，通过注塑机料筒温度模糊PID控制算法得出下一时刻各段料筒加热器的加热功率。当 电压过零点检测程序的标志位为True时，即获取交流电源电压的过零点，程序开始记时， 当达到可控硅控制角的终点时，由该线程通过数据采集卡的D/A在图5的信号输入端输入 一个低电平，双向可控硅导通，加热器开始加热，直到下次过零点可控硅截止。
权利要求一种用于注塑机料筒的变功率加热装置，包括给注塑机料筒加热的加热器，用于控制所述加热器加热功率的加热控制电路，其特征在于所述加热控制电路包括用于测量注塑机料筒的筒身温度的温度传感器；可控硅驱动电路，该可控硅驱动电路的电源输入端与市电交流电连接，输出端与加热器连接，用于控制加热器加热功率的加热功率；交流电过零检测电路，该交流电过零检测电路的电源输入端也与市电交流电连接，用于检测市电交流电的电压过零点；数据采集卡，交流电过零检测电路的输出端与数据采集卡的第一A/D端口连接，温度传感器的输出端与数据采集卡的第二A/D端口连接；数据采集卡的第三A/D端口与远程工控机相连；可控硅驱动电路的触发信号输入端则与数据采集卡的D/A端口连接。
2.根据权利要求1所述的用于注塑机料筒的变功率加热装置，其特征在于所述可控 硅驱动电路包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第六电阻 (R6)、发光二极管(LED)、光电耦合器(U1)、三极管(T1)、双向可控硅(KS)、第一电容(C1)、 第二电容(C2)、第一变压器(TRA1)、电桥(BRIDGE1)，其中市电交流电与第一变压器(TRA1) 的初级线圈两端相连，第一变压器(TRA1)次级线圈两端与电桥(BRIDGE1)的第一管脚和 第三管脚相连；电桥(BRIDGE1)的第二管脚与双向可控硅(KS)的第一端相连，双向可控硅 (KS)的第一端同时还与市电交流电的火线相连；电桥(BRIDGE1)的第四管脚与第一电容 (C1)的负极相连，第一电容(C1)的正极与双向可控硅(KS)的第一端相连；第二电容(C2) 的第一端与双向可控硅(KS)的第一端相连，第二电容(C2)的第二端与第六电阻(R6)的第 一端相连，第六电阻(R6)的第二端与双向可控硅(KS)的第二端相连；所述加热器的第一端 与双向可控硅(KS)的第二端相连，所述加热器的第二端与市电交流电的零线相连；双向可 控硅(KS)的控制端与第四电阻(R4)的第一端相连，第四电阻(R4)的第二端与三极管(T1) 的集电极相连；三极管(T1)的发射极与电桥(BRIDGE1)的第四管脚相连，三极管(T1)的基 极与集电极连接光电耦合器(U1)的接收端；第三电阻(R3)连接在三极管(T1)的基极与发 射极之间；第电阻(R1)和第二电阻(R2)的第一端均与数据采集卡的D/A端口连接，第一 电阻(R1)的第二端与发光二极管(LED)的负极相连，发光二极管(LED)的正极与光电耦合 器(U1)发射极的正极相连；第二电阻(R2)的第二端与与光电耦合器(U1)发射极的负极相 连。
3.根据权利要求1所述的用于注塑机料筒的变功率加热装置，其特征在于所述交流 电过零检测电路包括第二变压器(TRA2)、第一整流二极管(D1)、第二整流二极管(D2)、第 二十六电阻(R26)、第二十七电阻(R27)、运算放大器(AR1)、三极管(T)，其中数据采集卡的 第一 A/D端口与三极管⑴的集电极相连，三极管⑴的发射极接地；三极管⑴的基极 与运算放大器(AR1)的输出端相连；市电交流电与第二变压器(TRA2)的初级线圈两端相 连，第二变压器(TRA2)次级线圈两端分别连接第一整流二极管(D1)、第二整流二极管(D2) 的正极，第一整流二极管(D1)、第二整流二极管(D2)的负极均与第二十七电阻(R27)的第 一端相连，第二十七电阻(R27)的第二端与运算放大器(AR1)的反相输入端，运算放大器 (AR1)的同相输入端接地。
专利摘要本实用新型涉及一种用于注塑机料筒的变功率加热装置，包括给注塑机料筒加热的加热器，用于控制所述加热器加热功率的加热控制电路，其特征在于所述加热控制电路包括用于测量注塑机料筒的筒身温度的温度传感器，可控硅驱动电路，交流电过零检测电路，数据采集卡，交流电过零检测电路的输出端与数据采集卡的第一A/D端口连接，温度传感器的输出端与数据采集卡的第二A/D端口连接；数据采集卡的第三A/D端口与远程工控机相连；可控硅驱动电路的触发信号输入端则与数据采集卡的D/A端口连接。与现有技术相比，本实用新型可以使注塑机料筒实现独自的全自动数字式变功率加热，提高注塑机料筒温控精度，减少料筒加热时电能的损耗。
文档编号B29C45/78GK201579962SQ200920196959
公开日2010年9月15日 申请日期2009年9月18日 优先权日2009年9月18日
发明者潘晓彬, 陈福练 申请人:宁波大学