一种适用于多温区的恒温控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及恒温控制技术领域，尤其涉及一种适用于多温区的恒温控制系统。


背景技术：

2.在工业、农业、医疗、军事等领域中，有很多仪器、设备都需要用到加温恒温控制系统。而目前，市面上的温控系统，大多都是单点、单温区恒温控制的产品为主，而多温区恒温控制系统的产品相对比较少，且使用安全性不高。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种适用于多温区的恒温控制系统，该系统可适用于多温区恒温控制领域，且采用多块独立功能板的设计方式，并在每一独立功能板上设计了多个模块电路，可方便温区控制的扩展和便于后期的升级维护，同时，设有多个通信单元，可便于外部的机器设备进行对接，此外，还设有监控模块，可实时监测每一加热芯的加热温度，进而保证其加热的安全性。
4.为实现上述目的，采用以下技术方案：
5.一种适用于多温区的恒温控制系统，包括布置于每一温区的加热芯和测温k型电偶，还包括温控器主控模块，以及分别与温控器主控模块连接的温控器可控驱动模块、采样模块和监控模块；所述温控器主控模块用于经温控器可控驱动模块控制每一加热芯开通或关闭，采样模块用于采集流经每一加热芯的电流信息并反馈至温控器主控模块；所述监控模块用于采集每一测温k型电偶检测的加热芯的温度信息并反馈至温控器主控模块，以对加热芯的加热温度进行监控。
6.进一步地，所述温控器主控模块包括主控板、设置于主控板上的主控mcu、与主控mcu连接的若干主控温度采样模块，以及用于为温控器主控模块供电的主控电源模块；所述测温k型电偶包括主控测温电偶、监控测温电偶；所述主控温度采样模块和监控模块分别用于采集主控测温电偶、监控测温电偶检测的加热芯的温度信息。
7.进一步地，所述温控器主控模块还包括与主控mcu连接的主控存储模块、主电源上电检测模块、防死机断电处理模块和主控通信模块。
8.进一步地，所述主控通信模块包括usb通信单元、can通信单元、net通信单元。
9.进一步地，所述温控器可控驱动模块包括驱动板、设置于驱动板上的若干用于控制加热芯工作的可控驱动单元，以及用于对可控驱动单元散热降温的若干辅助散热单元。
10.进一步地，所述采样模块包括采样板，以及设置于采样板上的若干电流采样单元和若干adc转换处理单元。
11.进一步地，所述监控模块包括监控板，以及设置于监控板上的监控通信单元、监控报警单元，以及用于采集监控测温电偶检测的加热芯温度信息的若干监控温度采样单元。
12.采用上述方案，本实用新型的有益效果是：
13.该系统可适用于多温区恒温控制领域，且采用多块独立功能板的设计方式，并在每一独立功能板上设计了多个模块电路，可方便温区控制的扩展和便于后期的升级维护，同时，设有多个通信单元，可便于外部的机器设备进行对接，此外，还设有监控模块，可实时监测每一加热芯的加热温度，进而保证其加热的安全性。
附图说明
14.图1为本实用新型的原理性框图；
15.图2为本实用新型的主控电源模块的电路图；
16.图3为本实用新型的主控存储模块的电路图；
17.图4为本实用新型的usb通信单元的电路图；
18.图5为本实用新型的can通信单元的电路图；
19.图6为本实用新型的net通信单元的电路图；
20.图7为本实用新型的主控温度采样模块的电路图；
21.图8为本实用新型的主电源上电检测模块的电路图；
22.图9为本实用新型的防死机断电处理模块的电路图；
23.图10为本实用新型的电流采样单元的电路图；
24.图11为本实用新型的adc转换处理单元的电路图；
25.图12为本实用新型的可控驱动单元的电路图；
26.其中，附图标识说明：
27.1—温控器主控模块；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2—温控器可控驱动模块；
28.3—采样模块；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
4—监控模块；
29.11—主控mcu；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
12—主控温度采样模块；
30.13—主控电源模块；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
14—主控存储模块；
31.15—主电源上电检测模块；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
16—防死机断电处理模块；
32.17—主控通信模块；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
21—可控驱动单元；
33.22—辅助散热单元；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
31—电流采样单元；
34.32—adc转换处理单元；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
41—监控通信单元；
35.42—监控报警单元；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
43—监控温度采样单元；
36.171—usb通信单元；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
172—can通信单元；
37.173—net通信单元。
具体实施方式
38.以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。
39.参照图1至12所示，本实用新型提供一种适用于多温区的恒温控制系统，包括布置于每一温区的加热芯和测温k型电偶，还包括温控器主控模块1，以及分别与温控器主控模块1连接的温控器可控驱动模块2、采样模块3和监控模块4；所述温控器主控模块1用于经温控器可控驱动模块2控制每一加热芯开通或关闭，采样模块3用于采集流经每一加热芯的电流信息并反馈至温控器主控模块1；所述监控模块4用于采集每一测温k型电偶检测的加热芯的温度信息并反馈至温控器主控模块1，以对加热芯的加热温度进行监控。
40.其中，所述温控器主控模块1包括主控板、设置于主控板上的主控mcu11、与主控mcu11连接的若干主控温度采样模块123，以及用于为温控器主控模块1供电的主控电源模块13；所述测温k型电偶包括主控测温电偶、监控测温电偶；所述主控温度采样模块123和监控模块4分别用于采集主控测温电偶、监控测温电偶检测的加热芯的温度信息；所述温控器主控模块1还包括与主控mcu11连接的主控存储模块14、主电源上电检测模块15、防死机断电处理模块16和主控通信模块17。
41.所述主控通信模块17包括usb通信单元171、can通信单元172、net通信单元173；所述温控器可控驱动模块2包括驱动板、设置于驱动板上的若干用于控制加热芯工作的可控驱动单元21，以及用于对可控驱动单元21散热降温的若干辅助散热单元22；所述采样模块3包括采样板，以及设置于采样板上的若干电流采样单元31和若干adc转换处理单元32；所述监控模块4包括监控板，以及设置于监控板上的监控通信单元41、监控报警单元42，以及用于采集监控测温电偶检测的加热芯温度信息的若干监控温度采样单元43。
42.本实用新型工作原理：
43.继续参照图1至12所示，本实施例中，该恒温控制系统还包括上位机系统，上位机系统可与温控器主控模块1连接，可以方便直观的设置各项参数，以及收集记录各温区温度数据，同时，可对收集到的温度数据进行分析处理，并以表格、图表、曲线图等方式直观显示出来，便于查看，此外，该系统还包括底板，底板是提供各板之间连接通信控制的接口插座；该系统具体包括：
44.主控电源模块13：参照图2所示，是主控板上的电源模块电路，该电路带有防反接功能，主要是给主控板提供 24v、 5v、 3.3v、 1.8v的电源电压；
45.主控mcu11：是主控板上的核心处理芯片，其采用的芯片型号为stm32h743；
46.主控存储模块14：参照图3所示，是用于保存各温区的设定温度及各温区的pid调节参数；
47.usb通信单元171：参照图4所示，该电路将usb接口转成串口后，外部的电脑上位机系统可以通过该通信接口和主控mcu11进行通信交互；
48.can通信单元172：参照图5所示，外部的仪器设备可以通过该通信接口和主控mcu11进行通信交互；
49.net通信单元173：参照图6所示，外部的机器、仪器设备可以通过该通信接口和主控mcu11进行通信交互；
50.主控温度采样模块123：参照图7所示，主控板上设有多个这样的模块电路，该电路的功能是反馈主控测温电偶测到的温度值(采集加热芯的温度)，并通过u3芯片转换，主控mcu11可以直接读取到各温区的当前采样到的温度值；
51.主电源上电检测模块15：参照图8所示，是主控板上的主电源上电检测与上电控制模块电路，该电路的功能是控制加热主电源(为加热芯供电的外部电源)交流接触器的开通或关闭；
52.防死机断电处理模块16：参照图9所示，是主控板上的防止死机及断电处理的模块电路，该电路在主控mcu11运行不正常或者死机时，其out_en_clk端特定频率的脉冲信号没有，而输出到温控器可控驱动模块2的电源电压vbb_out端则没有电压输出，温控器可控驱动模块2没有电压，进而关闭功率管输出，达到断电保护的作用；而当主控mcu11正常运行
时，out_en_clk端有特定频率的脉冲信号输出，vbb_out端有电压输出给温控器可控驱动模块2正常工作；
53.温控器可控驱动模块2：参照图12所示，包括设置于驱动板上的若干可控驱动单元21和若干辅助散热单元22，可控驱动单元21是加热芯的控制开关，该电路是功率开关器件，因此，设置了辅助散热单元22(散热器)对其散热降温；
54.采样模块3：参照图10所示，包括设置于采样板上的若干电流采样单元31，该电路的功能是通过交流互感器采样加热芯的电流信号，然后传输至adc转换处理单元32，参照图11所示，adc转换处理单元32包括adc转换芯片，主控板的主控mcu11可以通过adc转换芯片，读取各温区的加热芯在加热时的电流情况；
55.监控模块4：包括设置于监控板上的监控通信单元41、监控报警单元42和若干监控温度采样单元43，上位机系统可通过监控通信单元41控制监控模块4工作，并可实时显示各温区加热芯的监测状况，监控温度采样单元43可以接收监控测温电偶采集的加热芯温度信息，可配合主控温度采样模块123对加热芯在加温过程的温度变化进行监控，以及在加热芯的加温温度异常时，通过监控报警单元42向外界报警，提高安全性。
56.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。