专利名称：一种回流焊机温度控制系统的制作方法
技术领域：
本发明属于回流焊机温度控制系统技术领域，尤其是涉及一种回流焊机温度控制系统。
背景技术：
传统的温度控制方法，大多是利用电热偶线随温度变化而改变的电信号作为控制信号，对电加热元件作定点的开关控制。在温度控制期间，当被加热区域温度升高至设定温度时，温度控制器会发出信号停止加热，但由于能量由电热元件热传递到被加热区域需要一个过程，该过程所需的时间与电热元件和被加热器件之间的介质等有关，因此，当加热信号停止时电热元件的内部温度会高于设定温度，将继续对被加热区域进行加热，使被加热区域的温度比设定温度高；当被加热区域温度下降到设定温度时，温度控制器发出加热信号，但加热元件与被加热器件达到热平衡需一定时间，因此，被加热区域的温度会继续下降。所以，传统的开关控制温度会产生这种惯性温度误差。目前，隧道炉和回流焊机都是采用PID温度控制方式进行温度控制调整的，该温度控制方式是根据热电偶采集的测量信号与设定值的偏差进行比例(Pvar)、积分(Ivar) 和微分(Dvar)运算，从而输出某个适当的控制信号给执行机构，促使测量值恢复到设定值，达到自动控制的效果。但实际操作时，PID温度控制方式不可避免会产生滞后现象，而且难以满足大扰动下快速响应形成最小程度的过冲和下冲的需求。综上，对于隧道炉和回流焊机输入大工件情况时，上述PID温度控制方法存在温度控制滞后、难以满足大扰动下快速响应形成最小程度的过冲和下冲的需求等缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种回流焊机温度控制系统，其设计合理、操作简单且使用效果好，在解决温度控制滞后的同时，解决了大扰动下温度波动大的难题，具有升温快且无过冲现象，大工件输入情况下温度波动小、节约成本等优点。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种回流焊机温度控制系统，其特征在于包括可编程控制器、与可编程控制器相接的参数设置单元、分别对回流焊机中多个温区内的温度进行实时检测的多个温度检测单元和与可编程控制器相接的上位监控机， 多个所述温度检测单元均接可编程控制器，多个所述温度检测单元分别布设在多个所述温区内，所述可编程控制器与分别布设在所述回流焊机中多个温区内的多个电加热器和多个加热风机相接且多个所述电加热器和多个所述加热风机均由可编程控制器进行控制，多个所述加热风机分别由多个热风电机进行驱动且多个所述加热风机分别与多个热风电机相接；所述回流焊机的前端部和/或后端部设置有用于检测判断是否有被焊接工件输入或输出的光电探头，且所述回流焊机内部的工件行走通道上设置有对其行走速度进行实时检测的测速探头，所述光电探头和测速探头均接可编程控制器；所述电加热器的驱动控制回路中串接有对其加热功率进行控制调整的电磁开关，所述电磁开关的导通角由可编程控制器进行控制且所述电磁开关与可编程控制器相接，所述热风电机由可编程控制器进行控制且其与可编程控制器相接。上述一种回流焊机温度控制系统，其特征是所述温度检测单元为热电偶测温探头。上述一种回流焊机温度控制系统，其特征是所述工件行走通道包括带动被焊接工件按预定轨道运动的运输链条、分别布设在所述回流焊机的前后端部且供运输链条安装的链轮和对链轮进行驱动的链条运输电机，所述链条运输电机的动力输出轴与两个链轮中主动轮的轮轴进行传动连接。上述一种回流焊机温度控制系统，其特征是所述电磁开关为固态继电器。上述一种回流焊机温度控制系统，其特征是所述被焊接工件为PCB板。上述一种回流焊机温度控制系统，其特征是所述光电探头和测速探头分别布设在所述回流焊机的前端部和后端部。本发明与现有技术相比具有以下优点1、所用温度控制系统结构简单、设计合理，各组件布设安装方便且电路部分接线简单，成本低。2、升温快，且无过冲现象由于本发明在升温过程中加热器件以全部功率加热，仅在接近设定温度时降低加热功率，所以升温迅速，可节约时间成本。同时，由于接近设定温度时加热功率的值与该设定温度热平衡状态所需的加热功率相等，从而避免了过冲现象。3、大工件输入情况下，温度波动小由于本发明采用预测热能损失并进行补偿的办法，工件吸收的能量与温区补偿的能量相同，从而保证温区温度波动小。4、节约成本由于温度过冲程度小，所以热能损失降低。5、适用范围广，可广泛应用于隧道炉和回流焊机。综上所述，本发明设计合理、安装布设及接线方便、操作简单且使用效果好，其采用热能损失预测及补偿的方法进行温度控制，将温度控制分为三个过程，即升温过程、恒温过程和过工件调节过程，因而在解决温度控制滞后的同时，解决了大工件输入等大扰动下温度波动大的难题，具有升温快且无过冲现象，大工件输入情况下温度波动小、节约成本等优点。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明的布设位置结构示意图。图2为本发明的电路原路框图。图3为利用本发明对回流焊机进行温度控制的方法流程图。附图标记说明1-热电偶测温探头；2-上位监控机；3-光电探头；4-测速探头；5-可编程控制器； 6-固态继电器；7-电加热器；8-加热风机；9-热风电机；10-链轮；Il-PCB板；12-运输链条；
13-链条运输电机； 14-孔板；15-网板；16-参数设置单元。
具体实施例方式如图1、图2所示，本发明包括可编程控制器5、与可编程控制器5相接的参数设置单元16、分别对回流焊机中多个温区内的温度进行实时检测的多个温度检测单元和与可编程控制器5相接的上位监控机2，多个所述温度检测单元均接可编程控制器5，多个所述温度检测单元分别布设在多个所述温区内，所述可编程控制器5与分别布设在所述回流焊机中多个温区内的多个电加热器7和多个加热风机8相接且多个所述电加热器7和多个所述加热风机8均由可编程控制器5进行控制，多个所述加热风机8分别由多个热风电机9进行驱动且多个所述加热风机8分别与多个热风电机9相接。所述回流焊机的前端部和/或后端部设置有用于检测判断是否有被焊接工件输入或输出的光电探头3，且所述回流焊机内部的工件行走通道上设置有对其行走速度进行实时检测的测速探头4，所述光电探头3 和测速探头4均接可编程控制器5。所述电加热器7的驱动控制回路中串接有对其加热功率进行控制调整的电磁开关，所述电磁开关的导通角由可编程控制器5进行控制且所述电磁开关与可编程控制器5相接。所述热风电机9由可编程控制器5进行控制且其与可编程控制器5相接本实施例中，所述温度检测单元为热电偶测温探头1。所述工件行走通道包括带动被焊接工件按预定轨道运动的运输链条12、分别布设在所述回流焊机的前后端部且供运输链条12安装的链轮10和对链轮10进行驱动的链条运输电机13，所述链条运输电机13 的动力输出轴与两个链轮10中主动轮的轮轴进行传动连接。所述电磁开关为固态继电器 6，所述被焊接工件为PCB板11。所述工件行走通道的上下两侧分别设置有孔板14和网板 15。实际进行布设时，所述光电探头3和测速探头4分别布设在所述回流焊机的前端部和后端部。如图3所示，利用本发明对所述回流焊机进行温度控制时，其温度控制过程包括以下步骤步骤一、向可编程控制器5分别输入回流焊机多个温区的新设定目标温度Ts、温度差值Δ Τ、全加热功率Ptl、恒温加热功率P1和过工件调整加热功率Ρ2。步骤二、通过可编程控制器5自动对所述多个温区的温度进行控制调整，且温度控制调整过程中，所述温度检测单元实时对各温区的实际温度进行检测并将所检测信号同步传送至可编程控制器5，其控制调整过程如下201、全功率升温过程通过可编程控制器5对所述电磁开关的导通角进行控制调整且将电加热器7和加热风机8的加热功率调整为最大功率即全加热功率Ptl，所述多个温区内的电加热器7和加热风机8同时启动且均以全加热功率Ptl对各温区进行加热；202、恒温过程将所述多个温区的实际温度逐渐上升至与Ts相差ΔΤ时，通过可编程控制器5对所述电磁开关的导通角进行控制调整且将电加热器7和加热风机8的加热功率调整为恒温加热功率P1,并将电加热器7的加热功率保持为P1,此过程中整个温区内呈热平衡状态；其中P1与Ts温度条件下各温区热平衡状态所需的加热功率相同，并且Pp 八丁与！^三者一一对应；
203、过工件功率调节过程将被焊接工件放置于工件行走通道上，且被焊接工件通过所述工件行走通道输入回流焊机内部时，可编程控制器5通过光电探头3所检测的被焊接工件是否进入回流焊机、各温区宽度和测速探头4所检测被焊接工件的运动速率即可分析得出被焊接工件输入及输出各温区的时间，当被焊接工件回流焊机中的一温区时，通过可编程控制器5对电磁开关的导通角进行控制调整，将本温区内电加热器7和加热风机 8的加热功率调整为过工件调整加热功率I32 ；当被焊接工件从本温区内输出时，通过可编程控制器5对电磁开关的导通角进行控制调整，返回步骤二，将本温区内电加热器7和加热风机8的加热功率调整为P1 ；如此不断重复，直至被焊接工件连续通过所述回流焊机中的多
个温区；其中凡= TVctm2;-7^，式中1、m、c和ν分别为被焊接工件的长度、质量、比热容
和流经温区的运行速率，Ta和Tb分别为被焊接工件在进入温区前和输出温区后的温度。综上，实际使用过程中，可编程控制器5通过输出移相控制信号有效地对固态继电器6的导通角进行控制，进而对电加热器7和加热风机8的加热功率进行控制调整，使回流焊机的各温区均保持设定温度1 。具体而言，首先，进行全功率升温过程通过电加热器 7和加热风机8以Ptl的加热功率对回流焊机内的多个温区进行加热；当各温区的1^与Ts 相差Δ T时，通过可编程控制器5将电加热器7和加热风机8的加热功率调整为P1 (即进行继电器控制降低加热功率)，之后便保持加热功率P1不变，整个温区呈热平衡状态，即恒温过程；当被焊接工件进入回流焊机的温区时，进入继电器控制升高加热功率过程，将该温区内电加热器7和加热风机8的加热功率调整为P2，进入过工件功率调节过程；当被焊接工件从本温区输出后，将该温区内电加热器7和加热风机8的加热功率调整为P1,即返回进入恒温过程；当工作时间结束时，关机。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
权利要求
1.一种回流焊机温度控制系统，其特征在于包括可编程控制器(5)、与可编程控制器 (5)相接的参数设置单元(16)、分别对回流焊机中多个温区内的温度进行实时检测的多个温度检测单元和与可编程控制器( 相接的上位监控机O)，多个所述温度检测单元均接可编程控制器( ，多个所述温度检测单元分别布设在多个所述温区内，所述可编程控制器 (5)与分别布设在所述回流焊机中多个温区内的多个电加热器(7)和多个加热风机(8)相接且多个所述电加热器(7)和多个所述加热风机(8)均由可编程控制器( 进行控制，多个所述加热风机(8)分别由多个热风电机(9)进行驱动且多个所述加热风机(8)分别与多个热风电机(9)相接；所述回流焊机的前端部和/或后端部设置有用于检测判断是否有被焊接工件输入或输出的光电探头(3)，且所述回流焊机内部的工件行走通道上设置有对其行走速度进行实时检测的测速探头，所述光电探头( 和测速探头(4)均接可编程控制器(5)；所述电加热器(7)的驱动控制回路中串接有对其加热功率进行控制调整的电磁开关，所述电磁开关的导通角由可编程控制器( 进行控制且所述电磁开关与可编程控制器 (5)相接，所述热风电机(9)由可编程控制器( 进行控制且其与可编程控制器( 相接。
2.按照权利要求1所述的一种回流焊机温度控制系统，其特征在于所述温度检测单元为热电偶测温探头(1)。
3.按照权利要求1或2所述的一种回流焊机温度控制系统，其特征在于所述工件行走通道包括带动被焊接工件按预定轨道运动的运输链条(12)、分别布设在所述回流焊机的前后端部且供运输链条(1 安装的链轮(10)和对链轮(10)进行驱动的链条运输电机 (13)，所述链条运输电机(1 的动力输出轴与两个链轮(10)中主动轮的轮轴进行传动连接。
4.按照权利要求1或2所述的一种回流焊机温度控制系统，其特征在于所述电磁开关为固态继电器(6)。
5.按照权利要求1或2所述的一种回流焊机温度控制系统，其特征在于所述被焊接工件为PCB板(11)。
6.按照权利要求1或2所述的一种回流焊机温度控制系统，其特征在于所述光电探头( 和测速探头(4)分别布设在所述回流焊机的前端部和后端部。
全文摘要
本发明公开了一种回流焊机温度控制系统，包括可编程控制器、参数设置单元、多个温度检测单元和与可编程控制器相接的上位监控机，多个温度检测单元分别布设在多个温区内，分别布设在多个温区内的多个电加热器和多个加热风机均由可编程控制器进行控制；回流焊机上设置有光电探头，且回流焊机内部工件行走通道上设置有测速探头，电加热器的驱动控制回路中串接有对其加热功率进行控制调整的电磁开关且电磁开关的导通角由可编程控制器进行控制。本发明设计合理、操作简单且使用效果好，在解决温度控制滞后的同时，解决了大扰动下温度波动大的难题，具有升温快且无过冲现象，大工件输入情况下温度波动小、节约成本等优点。
文档编号B23K3/00GK102566625SQ20101058084
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月9日 优先权日2010年12月9日
发明者张国琦, 曹捷, 麻树波 申请人:西安中科麦特电子技术设备有限公司