专利名称：基于分段函数的热处理炉温度控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种温度控制系统，尤其是涉及一种基于分段函数的热处理炉温度控制系统。
背景技术：
在冶金和机械热处理行业中，金属材料的冶炼温度、退火与正火温度、淬火与回火温度等对于金属材料的组织、机械性能和加工性能等都有着决定性的影响，因而热处理炉的加热温度控制系统的控制简易程度和控制精度显得至关重要。现有热处理炉用的温度自动调节系统一般都是由感温元件、基地式仪表与执行器组成的定值单参数自动调节系统，因为热处理工艺要求将炉温控制在一个稳定的数值上，因而通常都采用的是将被调量(即炉温)保持在一个给定数值的控制方案。实际使用过程中，加工件的热处理过程一般均比较复杂，需分多个阶段且在不同的温度条件下对加工件进行热处理，因而温度调整次数比较频繁。同时，整个热处理过程中不仅包括恒温控制阶段，还包括以恒定的升温速率进行升温处理的升温控制阶段和以恒定的降温速率进行降温处理的降温控制阶段。但现如今市场上所使用的热处理炉温度控制系统进行温度调整时，一般均需要通过与控制器相接的参数设置单元输入对应的参数以对加热温度进行相应调整，因而难以满足被处理工件的实际热处理需求。综上，实际操作过程中，现有的热处理炉温度控制系统存在智能化程度较低、使用操作不便且使用效果较差、难以满足被处理工件的实际热处理需求，需分多次输入各阶段的温度控制参数，操作比较复杂，且对温度参数的临时调整也相对不便；同时，升温控制阶段和降温控制阶段的温度控制过程难以实现。
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，提供一种基于分段函数的热处理炉温度控制系统，其设计合理、接线方便、使用操作简便且使用效果好、智能化程度高、处理炉控制参数调整方便，可根据输入温度控制函数对热处理炉的热处理过程直接进行现场或远程自动调整。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种基于分段函数的热处理炉温度控制系统，包括对热处理炉内的加热温度进行实时检测的温度检测单元、根据温度检测单元所检测温度信息对所述热处理炉的加热装置进行控制的控制器以及分别与控制器相接的显示单元一、参数设置单元、时钟电路和报警提示单元，所述温度检测单元与控制器相接，所述控制器与加热装置相接，其特征在于:还包括以分段函数形式输入被处理工件多个热处理阶段的温度控制函数的参数输入装置、对参数输入装置所输入的温度控制函数进行同步存储的数据存储单元、对所述温度控制函数进行分析并相应分许得出被处理工件各热处理阶段的温度控制方案的数据处理器和对数据处理器所分析得出的温度控制方案进行直观显示的显示单元二，所述参数输入装置、数据存储单元和显示单元二均与数据处理器相接；所述数据处理器与控制器相接，且控制器根据数据处理器的分析处理结果对加热装置进行控制；所述数据处理器为ARM微处理器。上述基于分段函数的热处理炉温度控制系统，其特征是:所述参数输入装置、数据存储单元、显示单元二和数据处理器组成温度控制参数调控装置，所述温度控制参数调控装置布设于一个手持式外部壳体内。上述基于分段函数的热处理炉温度控制系统，其特征是:所述参数输入装置为布设于所述手持式外部壳体外侧壁上的控制键盘。上述基于分段函数的热处理炉温度控制系统，其特征是:还包括上位监控机，所述上位监控机分别与控制器和数据处理器进行双向通信。上述基于分段函数的热处理炉温度控制系统，其特征是:所述控制器与数据处理器之间以无线通信方式进行双向通信，控制器上接有无线通信模块一，且数据处理器上对应接有与无线通信模块一相配合使用的无线通信模块二，所述无线通信模块一与无线通信模块二的工作频段相同。上述基于分段函数的热处理炉温度控制系统，其特征是:所述无线通信模块一与无线通信模块二均为3G通信模块。本发明与现有技术相比具有以下优点:1、设计合理、成本低且安装布设方便。2、电路简单且接线方便。3、使用操作简单且智能化程度高，温度参数调整方便。4、使用效果好、能够实现远程监控且实用价值高，本发明只需通过控制键盘以分段函数形式简便、快速输入被加工工件整个热处理过程的温度控制函数，之后数据处理器对温度控制函数进行分析并相应分许得出被处理工件各热处理阶段的温度控制方案并将其分析结果同步传送至控制器，控制器按照分析得出的温度控制方案对热处理炉的加热装置进行自动控制，从而实现了被加工工件整个热处理过程的简便、智能化控制过程。5、适用面广，推广应用前景广泛，能有效推广适用至相关其它需进行参数控制调整的控制领域中。综上所述，本发明设计合理、接线方便、使用操作简便且使用效果好、智能化程度高、处理炉控制参数调整方便，可根据输入温度控制函数对热处理炉的热处理过程直接进行现场或远程自动调整，大大简化了热处理炉的参数调整工作，方便快捷。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为本发明的电路原理框图。附图标记说明:I 一温度检测单元； 2—控制器；3—加热装置；
4一显示单元一；5—参数设置单元；6—时钟电路；
7—报警提示单元；8—参数输入装置；9 一数据存储单元；
10—数据处理器；11 一显示单元二；
12—温度控制参数调控装置；13—无线通信模块一；
14一无线通信模块二； 15—上位监控机。
具体实施例方式如图1所示，本发明包括对热处理炉内的加热温度进行实时检测的温度检测单元
1、根据温度检测单元I所检测温度信息对所述热处理炉的加热装置3进行控制的控制器2以及分别与控制器2相接的显示单元一 4、参数设置单元5、时钟电路6和报警提示单元7，所述温度检测单元I与控制器2相接，所述控制器2与加热装置3相接。同时，本发明还包括以分段函数形式输入被处理工件多个热处理阶段的温度控制函数的参数输入装置8、对参数输入装置8所输入的温度控制函数进行同步存储的数据存储单元9、对所述温度控制函数进行分析并相应分许得出被处理工件各热处理阶段的温度控制方案的数据处理器10和对数据处理器10所分析得出的温度控制方案进行直观显示的显示单元二 11，所述参数输入装置8、数据存储单元9和显示单元二 11均与数据处理器10相接。所述数据处理器10与控制器2相接，且控制器2根据数据处理器10的分析处理结果对加热装置3进行控制。 所述数据处理器10为ARM微处理器。本实施例中，所述参数输入装置8、数据存储单元9、显示单元二 11和数据处理器10组成温度控制参数调控装置12，所述温度控制参数调控装置12布设于一个手持式外部壳体内。所述参数输入装置8为布设于所述手持式外部壳体外侧壁上的控制键盘。本实施例中，所述无线通信模块一 13与无线通信模块二 14均为3G通信模块。因而实际使用时，所述温度控制参数调控装置可以集成在用户手机内。同时，为实现远程监控，本发明还包括上位监控机15，所述上位监控机15分别与控制器2和数据处理器10进行双向通信。本实施例中，所述控制器2与数据处理器10之间以无线通信方式进行双向通信，控制器2上接有无线通信模块一 13，且数据处理器10上对应接有与无线通信模块一 13相配合使用的无线通信模块二 14，所述无线通信模块一 13与无线通信模块二 14的工作频段相同。实际使用过程中，所述温度控制方案包括温度控制模式与相应的温度控制参数，所述温度控制模式包括恒温控制模式(与恒温处理阶段相对应)、以恒定升温速率进行升温处理的升温控制模式(与升温处理阶段相对应)和以恒定降温速率进行降温处理的降温控制模式(与降温处理阶段相对应)，由于温度控制函数中各分段函数形式均为I = kx+b,则所述温度控制模式可根据参数输入装置8所输入温度控制函数直接得出:当某一分段函数中系数k = O时，说明与该分段函数相对应的热处理阶段为恒温热处理阶段；当某一分段函数中系数k > O时，说明与该分段函数相对应的热处理阶段为升温处理阶段，且该升温处理阶段中以升温速率k进行升温处理；当某一分段函数中系数1^ < O时，说明与该分段函数相对应的热处理阶段为降温处理阶段，且该降温处理阶段中以降温速率k进行降温处理。另外，对于恒温处理阶段而言，所述温度控制参数包括热处理时间和加热温度，且二者均可根据与该分段函数相对应的分段函数直接推出；对于升温处理阶段而言，所述温度控制参数包括升温速率k、热处理时间、起始加热温度和终止加热温度，且上述温度控制参数均可根据与该分段函数相对应的分段函数直接推出；对于降温处理阶段而言，所述温度控制参数包括降温速率C、热处理时间、起始加热温度和终止加热温度，且上述温度控制参数均可根据与该分段函数相对应的分段函数直接推出。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
1.一种基于分段函数的热处理炉温度控制系统，包括对热处理炉内的加热温度进行实时检测的温度检测单元(I)、根据温度检测单元(I)所检测温度信息对所述热处理炉的加热装置(3)进行控制的控制器(2)以及分别与控制器(2)相接的显示单元一(4)、参数设置单元(5)、时钟电路(6)和报警提示单元(7)，所述温度检测单元⑴与控制器(2)相接，所述控制器(2)与加热装置(3)相接，其特征在于:还包括以分段函数形式输入被处理工件多个热处理阶段的温度控制函数的参数输入装置(8)、对参数输入装置(8)所输入的温度控制函数进行同步存储的数据存储单元(9)、对所述温度控制函数进行分析并相应分许得出被处理工件各热处理阶段的温度控制方案的数据处理器(10)和对数据处理器(10)所分析得出的温度控制方案进行直观显示的显示单元二(11)，所述参数输入装置(8)、数据存储单元(9)和显示单元二(11)均与数据处理器(10)相接；所述数据处理器(10)与控制器(2)相接，且控制器(2)根据数据处理器(10)的分析处理结果对加热装置(3)进行控制；所述数据处理器(10)为ARM微处理器。
2.按照权利要求1所述的基于分段函数的热处理炉温度控制系统，其特征在于:所述参数输入装置(8)、数据存储单元(9)、显示单元二(11)和数据处理器(10)组成温度控制参数调控装置(12)，所述温度控制参数调控装置(12)布设于一个手持式外部壳体内。
3.按照权利要求2所述的基于分段函数的热处理炉温度控制系统，其特征在于:所述参数输入装置(8)为布设于所述手持式外部壳体外侧壁上的控制键盘。
4.按照权利要求1、2或3所述的基于分段函数的热处理炉温度控制系统，其特征在于:还包括上位监控机(15)，所述上位监控机(15)分别与控制器(2)和数据处理器(10)进行双向通信。
5.按照权利要求2或3所述的基于分段函数的热处理炉温度控制系统，其特征在于:所述控制器(2)与数据处理器(10)之间以无线通信方式进行双向通信，控制器(2)上接有无线通信模块一(13)，且数据处理器(10)上对应接有与无线通信模块一(13)相配合使用的无线通信模块二(14)，所述无线通信模块一(13)与无线通信模块二(14)的工作频段相同。
6.按照权利要求5所述的基于分段函数的热处理炉温度控制系统，其特征在于:所述无线通信模块一(13)与无线通信模块二(14)均为3G通信模块。
全文摘要
本发明公开了一种基于分段函数的热处理炉温度控制系统，包括温度检测单元、对热处理炉的加热装置进行控制的控制器、显示单元一、参数设置单元、时钟电路和报警提示单元，还包括以分段函数形式输入被处理工件多个热处理阶段的温度控制函数的参数输入装置、数据存储单元、对温度控制函数进行分析并相应分许得出被处理工件各热处理阶段的温度控制方案的数据处理器和对分析得出的温度控制方案进行直观显示的显示单元二，控制器根据温度控制方案对加热装置进行控制。本发明设计合理、接线方便、操作简便且使用效果好、智能化程度高、处理炉控制参数调整方便，可根据输入温度控制函数对热处理炉的热处理过程直接进行现场或远程自动调整。
文档编号F27D19/00GK103148707SQ20111040106
公开日2013年6月12日 申请日期2011年12月6日 优先权日2011年12月6日
发明者周晓丽 申请人:西安扩力机电科技有限公司