一种精确控制电热丝热合温度的方法及机构

摘要

一种精确控制电热丝热合温度的机构，所述精确控制电热丝热合温度的机构包括第一电源发生组件、第二电源发生组件及PLC控制器，第二可变电压为PWM直流电压；第二固态继电器的输出端串联一霍尔电流传感器连接电热丝；PLC控制器含有的PID模块及PWM控制器,PLC控制器的PID模块依据霍尔电流传感器反馈出的电热丝的阻值，计算出电热丝的温度变化，进而延长或者缩短第二固态继电器的通断时间。本发明的精确控制电热丝热合温度的方法及机构采用两组电压叠加，通过霍尔电流传感器精确检测电热丝的温度变化，进而调整电热丝对膜体的热合时间，对热合的过程的温度进行精确监管而提高热合效果，具有可明显提高产品质量的优点。

权利要求

1.一种精确控制电热丝热合温度的控制方法，其特征在于所述电热丝控制方法包括：

1）、产生第一基础电压、第二可变电压并进行叠加而连接电热丝，所述的第一基础电压为恒流直流电压，设置第一调整电位器对电压进行可变调整、及第一固态继电器对第一基础电压的输出进行通断控制；第二可变电压为PWM直流电压，设置第二固态继电器对第二可变电压输出进行通断控制；第二固态继电器的输出端串联一霍尔电流传感器连接电热丝；

2）、具有PLC控制器，PLC控制器含有的PID模块及PWM控制器，PLC控制器连接第一固态继电器、第二固态继电器、霍尔电流传感器的控制端，PLC控制器的PID模块依据霍尔电流传感器反馈出的电热丝的阻值，计算出电热丝的温度变化，进而延长或者缩短第二固态继电器的通断时间。

2.根据权利要求1所述的精确控制电热丝热合温度的控制方法，其特征在于所述的第一基础电压为18～36V，所述的第二可变电压为18～36V，第二可变电压的PWM控制设备为PLC控制器内的PWM控制器。

3.根据权利要求2所述的精确控制电热丝热合温度的控制方法，其特征在于采用耦合变压器产生第一基础电压及第二可变电压，所述的第一基础电压的输出连接在第二固态继电器的输入端上，通过第二固态继电器进行输出控制。

4.一种精确控制电热丝热合温度的机构，其特征在于所述精确控制电热丝热合温度的机构包括第一电源发生组件、第二电源发生组件及PLC控制器，所述的第一电源发生组件和第二电源发生组件产生的电压均连接到电热丝，所述的第一电源发生组件包括第一固态继电器、调节电位器第一直流电源变压器，调节电位器连接第一固态继电器的控制端，固态继电器的输出端连接在第一直流电源变压器内，第一直流电源变压器的输出端连接电热丝；

所述的第二电源发生组件包括第二固态继电器、霍尔电流传感器及第二直流电源变压器，第二固态继电器的输入端连接第二直流电源变压器的输出端，第二固态继电器的输出端串联霍尔电流传感器连接电热丝，所述的第二固态继电器的控制端与霍尔电流传感器的控制端均连接到PLC控制器。

5.根据权利要求4所述的精确控制电热丝热合温度的机构，其特征在于所述的第二电源发生组件通过PLC控制器内的PWM控制器产生恒压的PWM的直流电压，直流电压的能量输出等效为正弦波形，并通过将第一电源发生组件产生的电压连接到第二固态继电器进行输出。

说明书

一种精确控制电热丝热合温度的方法及机构

技术领域：

[0001] 本发明属于制袋机械领域中的对制袋机的电热丝控制方法，具体涉及的是一种精确控制电热丝热合温度的方法及机构。背景技术：

[0002] 一直以来，制袋机械通常都是用加热丝加热后进行切断及热合的工艺，加热丝具有机械结构简单、维护方便、成本低的优点，而在包装机械领域广泛应用。目前采用的包装机械领域用加热丝来封制薄膜的封口线，加热丝加热时热量聚集在本体上，储存的一定的热容量，当加热丝接触薄膜时，热量会传递到薄膜，薄膜封口吸热收紧形成封口或者切断口，加热丝温度下降，在现有较低速的生产速度下，电热丝的电力控制方法采用恒压加热或者是间歇加热存在的区别都不大；而当需要提高生产速度，如每秒250个或以上的速度，每个袋体的加工间隔不到240毫秒，算上输送时间，电热丝的接触袋体的时间不到120毫秒，由于加工速度快,袋体与加热丝之间传递的热量需要增高，单纯通过提高电能量来提高加热丝温度，很容易出现瞬间温度过高而把薄膜的封口变成封断或者是封口质量变差，而采用间歇加电压的方式，会因为供电设备采用铁心藕合变压器进行通断变化会存在其响应时间高于加工周期的缺陷，再加上变压器自身出现涡流的影响，响应速度过高，间歇时间不准且难以准确控制，而采用开关电源也存在需要使用超高能量控制零件的问题，使用目前的器件不能输出准确的电压，同时，提高电能量意味着提高输出电流电压，加热丝一般采用低压(15-36v)直流，提高输出则需要选择超高规格的电流控制器，在实际使用中也是不现实的，因此目前的加热丝存在温度难易精准控制，导致薄膜封口不稳定的技术难题。发明内容：

[0003] 本发明的目的是提供一种可以克服上述缺陷的精确控制电热丝热合温度的方法及机构。

[0004] 本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种精确控制电热丝热合温度的控制方法，包括：

[0005] 1)、产生第一基础电压、第二可变电压并进行叠加而连接电热丝，所述的第一基础电压为恒流直流电压，设置第一调整电位器对电压进行可变调整、及第一固态继电器对第一基础电压的输出进行通断控制；第二可变电压为PWM直流电压，设置第二固态继电器对第二可变电压输出进行通断控制；第二固态继电器的输出端串联一霍尔电流传感器连接电热丝；

[0006] 2)、具有PLC控制器，PLC控制器含有的PID模块及PWM控制器，PLC控制器连接第一固态继电器、第二固态继电器、霍尔电流传感器的控制端，PLC控制器的PID模块依据霍尔电流传感器反馈出的电热丝的阻值，计算出电热丝的温度变化，进而延长或者缩短第二固态继电器的通断时间。

[0007] 两个电压叠加对电热丝进行加热，获得的能量比单纯的直流控制更准确。

[0008] 所述的第一基础电压为18～36V，优选的为24V，所述的第二可变电压为18～36V，优选的为24V，第二可变电压的PWM控制设备为PLC控制器内的PWM控制器。

[0009] 采用耦合变压器产生第一基础电压及第二可变电压，所述的第一基础电压的输出连接在第二固态继电器的输入端上，通过第二固态继电器进行输出控制。

[0010] 本发明同时提出一种精确控制电热丝热合温度的机构，关键在于所述精确控制电热丝热合温度的机构包括第一电源发生组件、第二电源发生组件及PLC控制器，所述的第一电源发生组件和第二电源发生组件产生的电压均连接到电热丝，所述的第一电源发生组件包括第一固态继电器、调节电位器第一直流电源变压器，调节电位器连接第一固态继电器的控制端，固态继电器的输出端连接在第一直流电源变压器内，第一直流电源变压器的输出端连接电热丝；所述的第二电源发生组件包括第二固态继电器、霍尔电流传感器及第二直流电源变压器，第二固态继电器的输入端连接第二直流电源变压器的输出端，第二固态继电器的输出端串联霍尔电流传感器连接电热丝，所述的第二固态继电器的控制端与霍尔电流传感器的控制端均连接到PLC控制器。

[0011] 所述的第二电源发生组件通过PLC控制器内的PWM控制器产生恒压的PWM的直流电压，直流电压的能量输出等效为正弦波形，并通过将第一电源发生组件产生的电压连接到第二固态继电器进行输出。

[0012] 本发明的精确控制电热丝热合温度的方法及机构采用两组电压叠加，设置一基础恒流恒压的电压作为基础电压及一可变的作为叠加电压，叠加到电热丝上，并采用一个霍尔传感器检测电热丝的电阻变化而判断其温度的结构，通过精确检测电热丝的温度变化，进而调整电热丝对膜体的热合时间，对热合的过程的温度进行精确监管而提高热合效果，具有可明显提高产品质量的优点。附图说明：

[0013] 图1为本发明结构示意图。具体实施方式：

[0014] 如图1所示，一种精确控制电热丝热合温度的控制方法，包括：

[0015] 1)、产生第一基础电压2、第二可变电压并进行叠加而连接电热丝，所述的第一基础电压为恒流直流电压，设置第一调整电位器4对电压进行可变调整、及第一固态继电器1对第一基础电压的输出进行通断控制；第二可变电压为PWM直流电压，设置第二固态继电器5对第二可变电压输出进行通断控制；第二固态继电器的输出端串联一霍尔电流传感器6连接电热丝3；

[0016] 2)、具有PLC控制器，PLC控制器含有的PID模块及PWM控制器，PLC控制器连接第一固态继电器、第二固态继电器、霍尔电流传感器6的控制端，PLC控制器的PID模块依据霍尔电流传感器反馈出的电热丝的阻值，计算出电热丝的温度变化，进而延长或者缩短第二固态继电器的通断时间。

[0017] 两个电压叠加对电热丝进行加热，获得的能量比单纯的直流控制更准确，同时通过霍尔电流传感器的检测作用，检测电热丝的变化温度，并可在PLC控制器进行微调，只需要在控制程序中设置一个经过有限检测次数及计算就可以获得的经验数据，再根据现场的条件进行快速调整。

[0018] 所述的第一基础电压为18～36V，优选的为24V，所述的第二可变电压为18～36V，优选的为24V，第二可变电压的PWM控制设备为PLC控制器内的有的PWM控制器。

[0019] 采用耦合变压器产生第一基础电压及第二可变电压，所述的第一基础电压的输出连接在第二固态继电器的输入端上，通过第二固态继电器进行输出控制。

[0020] 本发明的一种精确控制电热丝热合温度的机构，所述精确控制电热丝热合温度的机构包括第一电源发生组件、第二电源发生组件及PLC控制器，所述的第一电源发生组件和第二电源发生组件产生的电压均连接到电热丝，所述的第一电源发生组件包括第一固态继电器、调节电位器第一直流电源变压器，调节电位器连接第一固态继电器的控制端，固态继电器的输出端连接在第一直流电源变压器内，第一直流电源变压器的输出端连接电热丝；所述的第二电源发生组件包括第二固态继电器、霍尔电流传感器及第二直流电源变压器，第二固态继电器的输入端连接第二直流电源变压器的输出端，第二固态继电器的输出端串联霍尔电流传感器连接电热丝，所述的第二固态继电器的控制端与霍尔电流传感器的控制端均连接到PLC控制器。第一电源发生组件、第二电源发生组件均采用耦合变压器产生电压。

[0021] 所述的第二电源发生组件通过PLC控制器内的PWM控制器产生恒压的PWM的直流电压，直流电压的能量输出等效为正弦波形，并通过将第一电源发生组件产生的电压连接到第二固态继电器进行输出。

[0022] 作为改进的实施例，第二电源发生PWM产生的直流电压波形为二次变量方程式波形曲线。

[0023] 结合附图1，对本发明进行进一步说明，本发明采用两级电压组合控制的方法，可实现精准控制加热丝的温度。控制原理如下：根据薄膜的材料、厚度，第一级调整电位器RP1，通过可调压固态SSR1，调整变压器的初级电压(即U2与N的电压值)，控制加热丝的基础电压(即U3与U4的电压值)。关键是第二级通过上位机PLC控制固态SSR2通断时间周期。根据不同材料、及材料厚度的薄膜封口，设定加热丝的加热电流，再通过霍尔电流传感器TA1的反馈电流，通过PLC的PID模块进一步控制第二固态继电器SSR2通断时间周期，当薄膜接触加热丝带走热量，加热丝温度下降，假如电流互感器TA1的反馈电流减少，则第二固态继电器SSR2的接通时间变长；补偿加热丝热量，使薄膜封口稳定。

[0024] 其中的第一固态继电器可选购北京灵通的可调压固态控制器(R25A型号)，第二固态继电器可选购快达固态继电器(型号ELS4825S)，霍尔电流传感器可选购茶花霍尔电流传感器(型号A-CS020EK1)。