点就像主站的点一样控制，同时又定期收集从站的信息，使得这组PWM模块31就像一个整体一样。设计了一套专门的通信协议，使得主站能实时刷新所有从站的输出，同时又定期收集各从站的信息，以实现总功率限制功能。
[0022]本实施例中，PWM模块31还包括RS485通信接口 312，RS485通信接口 312与上位机I连接。RS485通信接口 312采用MODBUS-RTU通信协议，用于与上位机I通信，多个PWM模块31主从联网时，上位机I只需对主站操作就可以，这样的通信效率更高。
[0023]本实施例中，PWM模块31还包括微处理器313和按键操作数码显示单元314，RS422通信接口 311和RS485通信接口 312均与微处理器313连接，按键操作数码显示单元314与微处理器313连接。微处理器313用于对信号进行处理，按键操作数码显示单元314用于供用户输入数据，并显示输出的数据。
[0024]本实施例中，PWM模块31还包括开关单元315，开关单元315与微处理器313连接，开关单元315包括32个开关Ql?Q32和32路输出端，每一个开关Ql?Q32分别与一路输出端连接，每一路输出端分别与一个固态继电器41连接。本实施例中，PWM模块31还包括用于供电的电源模块316。
[0025]本实施例中，PWM模块31可以通过参数进行功能配置，可以配置PWM模块31的各种模式、每个点的功率、总功率限制、PWM周期以及通信参数等。PWM模块31也能作普通开关量输出使用，但与只作普通开关输出使用的PCI输出卡不同，PWM模块31特有PWM占空比输出控制功能，还针对电加热行业，又专门设计总功率限制功能，以及按时间均匀分散启动各点接通功能。
[0026]本实施例中，为实现总功率限制，所有点的开关控制必须集中来处理，因此多个PWM模块31需要联网，I个为主站，其它为从站，主站接收上位机I发来的PWM数据命令，除控制本身的32个开关外，还控制所有从站的开关动作。作为主站的PWM模块31内部为每个点分配有独立的PWM周期计数器，并具有不同的初始值，根据上位机I发来各点的时间比例(即PWM占空比)，在周期达到时开启该点，在占空比达到时关闭该点。实时计算总功率，若超限，则按比例限制各点的开启时间，确保总功率在限制值之下，这样就达到了总功率限制的目的，以及各点开启按时间均匀分布功能。在进行PWM控制时由于对各点做了均匀分散启动功能，所以能减少对供电系统的冲击。
[0027]本实施例中，I个主站最多可以连接9个从站(最大320点)，所有的点每1ms刷新I次，这足以满足固态继电器41的开关加热控制要求。本发明轻松实现功率限制，总功率限制在PWM模块31中实现，其只需要简单地设计参数，而传统的PCI输出方案，则需要开发者自行解决，而且还要对各点进行实时控制，这样的设计难度要大得多。
[0028]总之，在本实施例中，PWM调节模块31是用于驱动固态继电器开关，并控制其接通的占空比，来调节输出功率。上位机I只需要透过RS485通信总线改变各路的PWM占空比就能调整加热功率。一个PWM调节模块31能实现32路电加热控制，多个PWM调节模块31还可以联网扩展，I个为主站，其它为从站，上位机I只需要对主站操作。各输出点的启动接通按时间均匀分散进行，以减少对电网冲击。实时计算总功率，通过按比例限制各点的开启时间，确保总功率在限制值之下，实现总功率限制功能，这样可以减少配电容量，提高用电安全性。透过参数设置，PWM调节模块31也可以作普通开关输出使用。由于是分布式的结构，与工控机的PCI输出卡方案相比，在安装布线、开发难度及成本方面具有明显优势。
[0029]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种多路电加热PWM控制系统，其特征在于，包括上位机、温度采集单元、PWM调节单元和固态继电器单元，所述温度采集单元采集温度信号并将其通过第一 RS485总线传送到所述上位机，所述上位机进行运算后将运算结果通过第二 RS485总线发送到所述PWM调节单元后，所述PWM调节单元实时控制所述固态继电器单元接通的占空比；所述PWM调节单元包括多个依次连接的PWM模块，所述固态继电器单元包括多个固态继电器子单元，每一个所述PWM模块分别与其位置对应的固态继电器子单元连接。
2.根据权利要求1所述的多路电加热PWM控制系统，其特征在于，所述固态继电器子单元包括多个固态继电器。
3.根据权利要求2所述的多路电加热PWM控制系统，其特征在于，所述PWM模块包括RS422通信接口，每一个所述PWM模块的RS422通信接口均连接。
4.根据权利要求3所述的多路电加热PWM控制系统，其特征在于，每一个所述PWM模块的RS422通信接口之间均通过全双工总线连接。
5.根据权利要求4所述的多路电加热PWM控制系统，其特征在于，所述PWM模块还包括RS485通信接口，所述RS485通信接口与所述上位机连接。
6.根据权利要求5所述的多路电加热PWM控制系统，其特征在于，所述PWM模块还包括微处理器和按键操作数码显示单元，所述RS422通信接口和RS485通信接口均与所述微处理器连接，所述按键操作数码显示单元与所述微处理器连接。
7.根据权利要求6所述的多路电加热PWM控制系统，其特征在于，所述PWM模块还包括开关单元，所述开关单元与所述微处理器连接，所述开关单元包括32个开关和32路输出端，每一个所述开关分别与一路输出端连接，每一路所述输出端分别与一个所述固态继电器连接。
8.根据权利要求7所述的多路电加热PWM控制系统，其特征在于，所述PWM模块还包括用于供电的电源模块。
9.根据权利要求8所述的多路电加热PWM控制系统，其特征在于，所述温度采集单元包括多个温度采集模块，所述多个温度采集模块均通过所述第一 RS485总线与所述上位机通信。
10.根据权利要求1至9任意一项所述的多路电加热PWM控制系统，其特征在于，所述上位机为工控机、人机界面或PLC。
【专利摘要】本发明提出了一种多路电加热PWM控制系统，其特征在于，包括上位机、温度采集单元、PWM调节单元和固态继电器单元，所述温度采集单元采集温度信号并将其通过第一RS485总线传送到所述上位机，所述上位机进行运算后将运算结果通过第二RS485总线发送到所述PWM调节单元后，所述PWM调节单元实时控制所述固态继电器单元接通的占空比；所述PWM调节单元包括多个依次连接的PWM模块，所述固态继电器单元包括多个固态继电器子单元，每一个所述PWM模块分别与其位置对应的固态继电器子单元连接。实施本发明的多路电加热PWM控制系统，具有以下有益效果：成本较低、开发工作量较小。
【IPC分类】G05B19-418
【公开号】CN104635678
【申请号】CN201410802346
【发明人】何伟东, 梁志荣, 甄锡宁
【申请人】佛山市汉隆自动化技术有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月17日