基于开关量的温控方法、系统、计算机装置及存储介质与流程

1.本发明涉及温控技术领域，尤其涉及一种基于开关量的温控方法、系统、计算机装置及存储介质。


背景技术：

2.随着很多设备和仪表对工作温度的不同要求，相应的出现了不同种类的温控装置和温控算法。
3.目前比较成熟的温控解决方案，主要是通过pwm改变占空比的方式来控制加热功率，然后再加入调整优化好的pid算法来实现温度控制，此种温控方法系统较为复杂、且需要额外的硬件设备，成本高。但针对现有技术中存在很多设备或仪器只嵌入了最简单的继电器开关量信号来控制加热装置进行加热而言，此种温度加热控制方式不精确，存在很大的温度偏差，即由于温度传导有时间延迟，当检测到设备的温度达到设定的温度时，此时关闭继电器开关停止加热，仍然会出现设备温度继续升高的现象甚至会超出合理的范围。因此亟需一种能够针对在只有继电器开关量信号控制加热时，因加热和温度检测存在时间延迟而导致加热温度控制不精确的解决方法。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于开关量的温控方法、系统、计算机装置及存储介质，用于解决现有技术中针对只有继电器开关量信号控制加热时，导致加热温度控制不精确，造成加热温度超出合理允许范围的问题。
5.本发明第一方面提供一种基于开关量的温控方法，包括：
6.s10、开启加热装置对设备进行加热，记录开始对所述设备进行加热到检测到所述设备温度开始上升时所用的第一时间；
7.s20、关闭所述加热装置停止加热，记录停止加热时所述设备温度与所述设备温度持续上升至最高温度时之间的温度差值；
8.s30、记录所述设备从所述最高温度回落至初始温度所用的第二时间；其中，所述初始温度为对所述设备进行加热时所述设备的温度；
9.s40、基于所述第一时间和所述温度差值计算所述加热装置对所述设备的实际加热速度，基于所述第二时间和所述温度差值计算所述设备的自然冷却速度；设定所述设备需要加热到的设定温度，根据所述设定温度与所述初始温度计算所述设备的待加热量；
10.s50、基于所述实际加热速度、所述自然冷却速度、所述第一时间及所述待加热量计算出所述加热装置将所述设备从所述初始温度加热至所述设定温度所需要的第一加热时间；其中所述第一加热时间使得所述加热装置将所述设备加热到一定温度后便停止加热，然后利用所述加热装置的余温继续对所述设备加热、以将所述设备的温度加热至所述设定温度；
11.s60、启动所述加热装置对所述设备进行加热，待加热时间到达所述第一加热时间
时，关闭所述加热装置停止加热。
12.进一步的，所述步骤s50中基于所述实际加热速度、所述自然冷却速度、所述第一时间及所述待加热量计算出所述加热装置将所述设备加热至所述设定温度所需要的第一加热时间，是根据下列公式计算的：
[0013][0014]
其中，δtp/t1为所述实际加热速度，δtp/t2为所述自然冷却速度，tp1-tp0为所述待加热量，jt1为所述第一加热时间，t1为所述第一时间，δtp为所述温度差值，t2为所述第二时间，tp1为所述设定温度，tp0为所述初始温度。
[0015]
进一步的，还包括：
[0016]
s70、当检测到所述设备温度下降到预设的温控温度时，根据公式：
[0017][0018]
计算出所述加热装置将所述设备从所述温控温度加热到所述设定温度所需要的第二加热时间，其中，jt2为所述第二加热时间，tp为所述温控温度，所述设定温度大于所述温控温度，且所述设定温度与所述温控温度之间的温度差值为所述设备所允许的温度误差值；
[0019]
s80、启动所述加热装置对所述设备进行加热，待加热时间到达所述第二加热时间时，关闭所述加热装置停止加热；
[0020]
s90、循环执行步骤s70、s80。
[0021]
进一步的，所述设定温度与所述温控温度之间的温度差值为1℃～5℃。
[0022]
进一步的，所述步骤s10中记录开始对所述设备进行加热到检测到所述设备温度开始上升时所用的第一时间之前，还包括判断所述设备温度是否开始上升，所述判断方法为：
[0023]
设定温度波动阈值，实时获取所述设备的当前温度，且获取当前时刻之前的最小温度值，若当前时刻获取的所述当前温度大于或等于所述最小温度值与所述温度波动阈值之和，则判断所述设备温度开始上升。
[0024]
进一步的，所示步骤s70中当检测到所述设备温度下降到预设的温控温度时之前，还包括判断所述设备温度是否在下降，所述判断方法为：
[0025]
设定温度波动阈值，实时获取所述设备的当前温度，且获取当前时刻之前的最大温度值，若当前时刻获取的所述当前温度小于或等于所述最大温度值与所述温度波动阈值之差，则判断所述设备温度在下降。
[0026]
进一步的，所述温度波动阈值为1℃～2℃之间的任意一数值。
[0027]
本发明所提供的一种基于开关量的温控方法的有益效果为，通过本发明的温控方法能够计算出加热装置将设备加热至设定温度真正所需要的加热时间，即使得加热装置对设备加热到该加热时间后便关闭该加热装置，然后利用该加热装置的余热继续对设备进行加热即热传导，正好可以将设备的温度加热至设定温度(不会超过合理的误差范围)，从而对设备的加热温度控制更加精确。与现有技术相比，本方法能够在只有简单的继电器开关量信号控制加热装置的条件下，使得加热装置将设备的温度加热至设定温度值上下小范围
的波动，实现相对精确的温度加热控制，且原理和结构简单，成本低。
[0028]
本发明另一方面还提供一种计算机装置，所述计算机装置用于运行计算机程序以执行上述所述的基于开关量的温控方法。
[0029]
本发明的计算机装置的有益效果与上述基于开关量的温控方法的有益效果相同，故在此不再进行赘述。
[0030]
本发明另一方面还提供一种基于开关量的温控系统，包括：温控器、与所述温控器电连接的继电器开关、与所述继电器开关电连接的加热装置及与所述温控器电连接的温度传感器；其中，所述温控器包括上述所述的计算机装置。
[0031]
本发明的基于开关量的温控系统的有益效果与上述基于开关量的温控方法的有益效果相同，故在此不再进行赘述。
[0032]
本发明另一方面还提供一种计算机可读存储介质，包括：用于储存一个或多个计算机软件指令，所述计算机软件指令被运行时执行上述所述的基于开关量的温控方法。
[0033]
本发明的计算机可读存储介质的有益效果与上述基于开关量的温控方法的有益效果相同，故在此不再进行赘述。
附图说明
[0034]
图1为本发明所提供的基于开关量的温控方法的流程示意图。
[0035]
图2为本发明所提供的基于开关量的温控系统的结构示意图。
[0036]
附图标记说明：
[0037]
100-设备；10-温控器；20-继电器开关；30-加热装置；40-温度传感器。
具体实施方式
[0038]
以下通过特定的具体示例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本发明所揭露的消息轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用系统，本发明中的各项细节也可以根据不同观点与应用系统，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0039]
在通篇说明书中，当说某器件与另一器件“连接”时，这不仅包括“直接连接”的情形，也包括在其中间把其它元件置于其间而“间接连接”的情形。另外，当说某种器件“包括”某种构成要素时，只要没有特别相反的记载，则并非将其它构成要素排除在外，而是意味着可以还包括其它构成要素。
[0040]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于表示目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的表示中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0041]
下面以附图1-2为参考，针对本发明的实施例进行详细说明，以便本发明所属技术领域的技术人员能够容易地实施。需要说明的是，本发明可以以多种不同形态体现，并不限定于此处说明的实施例。
[0042]
针对现有技术中的一些设备或仪器只嵌入了较为简单的继电器开关量信号来控
制加热装置而言，由于加热装置与设备(或仪器)上的温度检测点有一定的距离，故通过加热装置对设备进行加热时，会存在温度传导有时间延迟的情况。即当设备上的温度检测点检测到温度到达设定温度时，再通过继电器开关关闭加热装置停止加热，此时加热装置的余热会继续对设备进行热传导，导致设备的温度继续升高会超出合理的误差范围。
[0043]
鉴于上述情况，本发明的一方面提供一种基于开关量的温控方法，如图1所示，该温控方法包括：
[0044]
s10、开启加热装置对设备进行加热，记录开始对设备进行加热到检测到设备温度开始上升时所用的第一时间t1；
[0045]
s20、关闭加热装置停止加热，记录停止加热时设备的温度与设备温度持续上升至最高温度时之间的温度差值δtp；
[0046]
s30、记录设备从最高温度回落至初始温度tp0所用的第二时间t2；其中，所述初始温度tp0为对设备进行加热时所述设备的温度；
[0047]
s40、基于第一时间t1和所述温度差值δtp计算加热装置对设备的实际加热速度，基于第二时间t2和温度差值δtp计算设备的自然冷却速度；设定所述设备需要加热到的设定温度，根据设定温度与初始温度tp0计算所述设备的待加热量；
[0048]
s50、基于所述实际加热速度、所述自然冷却速度、所述第一时间t1及所述待加热量计算出所述加热装置将所述设备从所述初始温度tp0加热至所述设定温度tp1所需要的第一加热时间jt1；其中，所述第一加热时间jt1使得所述加热装置将所述设备加热到一定温度后便停止加热，然后利用所述加热装置的余温继续对所述设备加热、以将所述设备的温度加热至所述设定温度；
[0049]
在此，需要说明的是，在本实施例中将设备加热至设定温度是指将设备加热至设定温度值附近，使得设备温度在设定温度值上下小范围波动，使得设备温度不会超过设备所允许的合理的温度误差范围。
[0050]
s60、启动所述加热装置对所述设备进行加热，待加热时间到达所述第一加热时间时，关闭所述加热装置停止加热。
[0051]
通过本发明的温控方法能够计算出加热装置30将设备100加热至设定温度真正所需要的加热时间，即使得加热装置对设备加热到该加热时间后便关闭该加热装置，然后利用该加热装置的余热继续对设备进行加热即热传导，正好可以将设备的温度加热至设定温度(不会超过合理的误差范围)，从而对设备的加热温度更加精确。与现有技术相比，本方法能够在只有简单的继电器开关量信号控制加热装置的条件下，使得加热装置将设备的温度加热至设定温度值上下小范围的波动，实现相对精确的温度加热控制，且原理和结构简单，成本低。
[0052]
进一步的，在本实施例中，步骤s50中所述的基于所述实际加热速度、所述自然冷却速度、所述第一时间及所述待加热量计算出所述加热装置将所述设备加热至所述设定温度所需要的第一加热时间，是根据下列公式计算的：
[0053][0054]
其中，δtp/t1为实际加热速度，δtp/t2为自然冷却速度，tp1-tp0为待加热量， jt1为第一加热时间，t1为第一时间，δtp为温度差值，t2为第二时间，tp1为设定温度， tp0
为初始温度。
[0055]
进一步的，考虑到在实际工作中，有时需要将设备温度持续维持至某一设定温度，故优选的，在本实施例中，温控方法还包括：
[0056]
s70、当检测到所述设备温度下降到预设的温控温度时，根据公式：
[0057][0058]
计算出所述加热装置将所述设备从所述温控温度加热到所述设定温度所需要的第二加热时间，其中，jt2为所述第二加热时间，tp为所述温控温度，且需要说明的是，在本实施例中，所述设定温度tp1大于所述温控温度tp，且所述设定温度tp1与所述温控温度tp之间的温度差值为所述设备所允许的温度误差值；
[0059]
s80、启动所述加热装置对所述设备进行加热，待加热时间到达所述第二加热时间时，关闭所述加热装置停止加热；
[0060]
s90、循环执行步骤s70、s80。
[0061]
综上，通过该温控方法，能够将设备温度持续维持在设备温度tp1与温控温度tp之间，即将设备温度持续维持在设定温度值左右(不会超过设备所允许的合理的温度误差范围。) 具体的，在本实施例中，设定温度tp1与温控温度tp之间的温度差值为1℃～5℃，当然，需要说明的是，在其他可选的实施例中，本领域技术人员可根据实际需要将设定温度tp1与温控温度tp之间的温度差值设定为任意值。示例性的，例如，设定为温度tp1为55℃，温控温度为50℃，通过该温控方法对设备进行温控时，通过上述步骤s10至步骤s60将设备加热到设定温度55℃，然后当设备温度自然冷却下降到温控温度50℃时，此时通过步骤s70和步骤s80通过加热装置继续对设备进行加热，加热第二时间jt2后，继而可将设备温度加热至设定温度55℃，当然，需要说明的是，此处通过加热装置对设备加热第二时间jt2，依旧是加热装置对设备加热第二时间之后停止加热，然后通过加热装置的余热继续进行热传导，以将设备温度加热至设定温度。就这样通过循环往复执行步骤s70和步骤s80，可将设备温度持续维持在温控温度50℃至设定温度55℃之间。
[0062]
进一步的，在本实施例中，所述步骤s10中记录开始对所述设备进行加热到检测到所述设备温度开始上升时所用的第一时间之前，还包括判断所述设备温度是否开始上升，所述判断方法为：
[0063]
设定温度波动阈值，实时获取所述设备的当前温度，且获取当前时刻之前的最小温度值，若当前时刻获取的所述当前温度大于或等于所述最小温度值与所述温度波动阈值之和，则判断所述设备温度开始上升。
[0064]
进一步的，在本实施例中，所示步骤s70中当检测到所述设备温度下降到预设的温控温度时之前，还包括判断所述设备温度是否在下降，所述判断方法为：
[0065]
设定温度波动阈值，实时获取所述设备的当前温度，且获取当前时刻之前的最大温度值，若当前时刻获取的所述当前温度小于或等于所述最大温度值与所述温度波动阈值之差，则判断所述设备温度在下降。
[0066]
具体的，在本实施例中，所述温度波动阈值为1℃～2℃之间的任意一数值。当然，需要说明的是，本发明并不对其进行具体限定，在其他可选的实施例中，本领域技术人员根据实际需要可将温度波动阈值设置为任意数值。
[0067]
本发明通过上述温度上升判断方法与温度下降判断方法能够避免设备外部周围环境因素对温度引起波动的影响，进而使得只有在设备温度是仅因加热装置对设备加热而引起其温度的上升时才开始记录第一时间t1，进而使得计算出来的第一加热时间jt1更为准确。
[0068]
本发明另一方面提供一种计算机装置，该计算机装置用于运行计算机程序以执行上述所述的基于开关量的温控方法。
[0069]
本发明的计算机装置的有益效果与上述基于开关量的温控方法的有益效果相同，故在此不再进行赘述。
[0070]
本发明另一方面还提供一种基于开关量的温控系统，具体如图2所示，该温控系统包括温控器10、与所述温控器10电连接的继电器开关20、与所述继电器开关20电连接的加热装置30及与所述温控器10电连接的温度传感器40；其中，所述温控器10包括上述所述的计算机装置用于运行计算机程序以执行上述所述的基于开关量的温控方法。
[0071]
本发明的基于开关量的温控系统的有益效果与上述基于开关量的温控方法的有益效果相同，故在此不再进行赘述。
[0072]
本发明还提供一种计算机可读存储介质，用于储存一个或多个计算机软件指令，该计算机软件指令被运行时执行上述所述的基于开关量的温控方法。
[0073]
本发明的计算机可读存储介质的有益效果与上述基于开关量的温控方法的有益效果相同，故在此不再进行赘述。
[0074]
综上，本发明的基于开关量的温控方法、系统、计算机装置及存储介质，能够计算出加热装置将设备加热至设定温度真正所需要的加热时间，即使得加热装置对设备加热到该加热时间后便关闭该加热装置，然后利用该加热装置的余热继续对设备进行加热即热传导，正好可以将设备的温度持续维持在至设定温度(不会超过合理的误差范围)，从而对设备的加热温度控制地更加精确。与现有技术相比，本发明能够在只有简单的继电器开关量信号控制加热装置的条件下，使得加热装置将设备的温度加热维持在设定温度值上下进行小范围的波动，实现相对精确的温度加热控制，且原理和结构简单，成本低。
[0075]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。