一种基于可控硅的智能功率输出方法及模块与流程

本发明涉及可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PLC）领域，尤其涉及一种基于可控硅的智能功率输出方法及模块。

背景技术：
在采用PLC对于温度进行控制的场合，现有技术中最常用的方法是利用温度测量和PID（比例-积分-微分）控制的PWM（脉冲宽度调制）波的输出，在类似瓶胚注塑机行业应用中需要大量的温度控制（如，128点）。如果用温度测量结合PWM输出控制方式，现场布线会非常复杂而且成本会很高。现有的一种替代的方案是利用可控硅功率模块，根据加热丝恒定功率发热恒定的原理实现恒温控制。但是因为用户电网电压的波动，使得温度控制的精确性受到很大的影响。

技术实现要素：
鉴于现有技术的不足，本发明实施例一种基于可控硅的智能功率输出方法及模块，可以在用户电网电压出现波动时，实现对温度的精准控制。为了达到上述发明目的，本发明实施例提供了一种基于可控硅的智能功率输出方法，所述方法包括如下步骤：检测用户电网的实际电压；根据用户设定电网接入功率电源、设定输出千分比，计算获得所述检测到的实际电压所对应的实际输出千分比；根据所述输出千分比所对应的功率有效值，查询一预存的功率分度表，获得所述功率有效值所对应的分度位置，其中，所述功率分度表中存储有可控硅半周期的每一分度位置与功率有效值的对应关系；控制可控硅的导通脉冲，使所述可控硅在所述分度位置开始导通。其中，进一步包括预先生成并存储所述功率分度表的步骤，所述步骤包括：将可控硅半周期分为N份；按下面的公式，计算每一分度位置上，其至第N份的功率有效值：(t=n/N*π)其中，n为第n分度位置，π为半周期角度；记录每一分度位置与其对应的功率有效值，生成一功率分度表，并存储。其中，根据用户设定电网接入功率电源、设定输出千分比，计算获得所述检测到的实际电压所对应的实际输出千分比的步骤具体为：根据下述公式计算获得所述实际输出千分比：实际输出千分比=用户设定电网接入功率电源*设定输出千分比/实际电压其中，所述可控硅为双向可控硅。相应地，本发明实施例提供的一种基于可控硅的智能功率输出模块，包括：电压测量单元，用于检测用户电网的实际电压；处理单元，用于根据用户设定电网接入功率电源、设定输出千分比，计算获得所述检测到的实际电压所对应的实际输出千分比；并用于根据所述输出千分比所对应的功率有效值，查询一预存的功率分度表，获得所述功率有效值所对应的分度位置，其中，所述功率分度表中存储有可控硅半周期的每一分度位置与功率有效值的对应关系；可控硅控制单元，用于控制可控硅的导通脉冲，使所述可控硅在所述分度位置开始导通。其中，所述处理单元进一步包括：实际输出千分比获得单元，用于根据下述公式计算获得所述实际输出千分比：实际输出千分比=用户设定电网接入功率电源*设定输出千分比/实际电压；功率分度表生成单元，用于预先生成并存储所述功率分度表。其中，所述功率分度表生成单元进一步包括：划分单元，用于将可控硅半周期分为N份；计算单元，用于按下面的公式，计算每一分度位置上，其至第N份的功率有效值：(t=n/N*π)其中，n为第n分度位置，π为半周期角度；记录存储单元，用于记录每一分度位置与其对应的功率有效值，生成一功率分度表，并存储。其中，所述可控硅为双向可控硅。其中，进一步包括：过零检测单元，用于检测可控硅的零电压的位置；电流测量电路，用于检测当前的电流，在发现电流异常时，进行告警处理。实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明实施例提供的技术方案，可以根据检测到的用户电网的实际电压，并结合用户设定的接入功率电源和输出千分比，获得实际输出千分比，并通过查表获得对应的分度位置，从而控制可控硅在相应的位置输出导通脉冲，从而使得即使电网电压波动，但是经过可控硅的调整后输出功率稳定，可以保证负载上的温度保持恒定。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明提供的一种基于可控硅的智能功率输出方法的一个实施例的主流程示意图；图2是本发明提供的一种基于可控硅的智能功率输出模块的一个实施例的结构示意图；图3是图2中处理模块的一个实施例的结构示意图；图4是图3中功率分度表生成单元的一个实施例的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本发明的实施例进行详见说明。如图1所示，示出了本发明提供的一种基于可控硅的智能功率输出方法的一个实施例的主流程示意图，在该实施例中，所述方法包括如下步骤：步骤S10，检测用户电网的实际电压；步骤S12，根据用户设定电网接入功率电源、设定输出千分比，计算获得所述检测到的实际电压所对应的实际输出千分比；步骤S14，根据所述输出千分比所对应的功率有效值，查询一预存的功率分度表，获得所述功率有效值所对应的分度位置，其中，所述功率分度表中存储有可控硅半周期的每一分度位置与功率有效值的对应关系，且该功率有效值与实际输出千分比存在对应关系；步骤S16，控制可控硅的导通脉冲，使所述可控硅在所述分度位置开始导通,其中，所述可控硅为双向可控硅，以使可控硅在正弦波的上半周期和下半周期都可以导通。其中，步骤S12具体为：根据下述公式计算获得所述实际输出千分比：实际输出千分比=用户设定电网接入功率电源*设定输出千分比/实际电压。例如：用户接入功率电源220VAC，设定输出千分比为500‰，即用户需要获得110v的电压，如果测量到的用户接入功率电源实际是230VAC，那么实际的输出千分比应该是220*0.5/230=478.2‰。这样一来，在用户电网电压出现波动的情况下，也能输出用户期望的输出电压值。其中，进一步包括预先生成并存储所述功率分度表的步骤，所述步骤包括：将可控硅半周期分为N份；按下面的公式一，计算每一分度位置上，其至第N份的功率有效值：(t=n/N*π)（一）其中，n为第n分度位置，π为半周期角度；记录每一分度位置与其对应的功率有效值，生成一功率分度表，并存储。例如，在一个例子中，在生成有效功率输出分度表时，把半周期分成N份（设计中N=720），半周期时间T=10ms或者8.333ms（分别对应50HZ和60HZ的电网），对应角度π，根据前述公式（一）即可以可算出计算每一分度位置上，其至第N份的功率有效值，从而成功率分度表，在实际应用中，该表存储于一处理单元（MCU）中。处理单元中的程序根据用户设定输出比例（即根据温度和理想的电网电压设定的输出）查表在相应的位置输出导通脉冲，从而使得即使电网电压波动，但是经过可控硅的调整后输出功率稳定，可以保证负载上的温度保持恒定。如图2所示，示出了本发明提供的一种基于可控硅的智能功率输出模块的一个实施例的结构示意图，并请一并结合图3和图4所示，在该实施例中，该基于可控硅的智能功率输出模块1，包括：电压测量单元11，用于检测用户电网的实际电压；处理单元10，用于根据用户设定电网接入功率电源、设定输出千分比，计算获得所述检测到的实际电压所对应的实际输出千分比；并用于根据所述输出千分比所对应的功率有效值，查询一预存的功率分度表，获得所述功率有效值所对应的分度位置，其中，所述功率分度表中存储有可控硅半周期的每一分度位置与功率有效值的对应关系；可控硅控制单元14，用于控制可控硅的导通脉冲，使所述可控硅在所述分度位置开始导通。过零检测单元13，用于检测可控硅的零电压的位置；电流测量电路12，用于检测当前的电流，在发现电流异常时，进行告警处理。在该智能功率输出模块1中还包括有用于与PLC进行通信的通信接口15以及用于供电的电源单元16.其中，所述处理单元10进一步包括：实际输出千分比获得单元100，用于根据下述公式计算获得所述实际输出千分比：实际输出千分比=用户设定电网接入功率电源*设定输出千分比/实际电压；功率分度表生成单元101，用于预先生成并存储所述功率分度表。其中，所述功率分度表生成单元101进一步包括：划分单元102，用于将可控硅半周期分为N份；计算单元103，用于按下面的公式，计算每一分度位置上，其至第N份的功率有效值：(t=n/N*π)其中，n为第n分度位置，π为半周期角度；记录存储单元104，用于记录每一分度位置与其对应的功率有效值，生成一功率分度表，并存储。其中，所述可控硅为双向可控硅。实施本发明实施例，具有如下的有益效果：本发明实施例提供的技术方案，可以根据检测到的用户电网的实际电压，并结合用户设定的接入功率电源和输出千分比，获得实际输出千分比，并通过查表获得对应的分度位置，从而控制可控硅在相应的位置输出导通脉冲，从而使得即使电网电压波动，但是经过可控硅的调整后输出功率稳定，可以保证负载上的温度保持恒定。以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。