【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及加热控制，具体为一种感应加热控制系统及控制方法。
技术介绍
1、在感应加热
，串联谐振感应加热电炉作为核心设备，其控制系统的性能直接关联到生产过程的稳定性与安全性。目前，大多数此类电炉仍采用传统的模拟电路控制系统，该系统在控制策略上主要依赖于先他激后自激的方式。
2、具体而言，系统首先通过他激控制启动 ，随后转入自激控制阶段，通过实时监测中频电流并检测过流信号来自动调整脉冲输出，以跟踪系统谐振频率。这种控制策略虽然实现起来相对简单，但在实际应用中却面临着抗干扰能力薄弱的显著问题。当工作环境中的导电粉尘、大功率电磁场等外部因素干扰到中频电流传感器的输出信号时，现有的自激控制方式容易因误判而发出错误的脉冲信号，进而引发系统电路短路或逆变颠覆等严重故障。这些故障不仅会导致设备损坏，还可能影响整条生产线的正常运行，甚至引发高压跳闸、变压器烧毁等连锁反应，给客户带来巨大损失。
3、此外，模拟电路控制系统的调试过程也极为复杂且高度依赖技术人员的经验。调试过程中，技术人员需要反复调整电位器以优化系统参数，这不仅耗时耗力，而且调试结果往往难以保证一致性和稳定性。同时，由于模拟电路本身的局限性，该系统无法与可编程逻辑控制、触摸屏等现代工业控制设备进行直接通信，导致人机交互界面不友好，操作复杂，难以满足现代工业对信息化、智能化的需求。
4、鉴于感应加热工业炉所处环境的恶劣性，如导电粉尘多、电磁场干扰大、高温等，以及对系统可靠性的高要求，传统模拟电路控制系统的不足愈发凸显。因此，开发一种全新的感
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供了一种感应加热控制系统及控制方法，用以解决如下技术问题：现有技术中模拟电路控制模式在感应加热电炉中抗干扰能力差、调试复杂、无法实现电炉加热过程的精确控制和智能化管理的技术问题。
2、第一方面本专利技术实施例提供了一种感应加热控制系统，包括数模转换模块，用于对模拟信号调理电路输送至的模拟信号进行数模转换，获得数字量信号，其中，模拟信号包括功率给定信号、直流电压信号、直流电流信号、中频电压信号以及中频电流信号；
3、低通滤波模块，与数模转换模块连接，用于对以数字量信号模式存在的信号进行低通滤波操作；
4、计算模块，与低通滤波模块连接，用于根据低通滤波模块滤波处理后的数字量信号，计算得到电炉的实时功率、pwm频率和相位信息；
5、pwm频率确定模块，与计算模块连接，用于根据计算得到的实时功率、pwm频率和相位信息，判断并确定用于控制驱动模块的pwm频率，同时将确定的pwm频率输送至驱动模块。
6、在本专利技术实施例的一种可能实现方式中，数模转换模块包括：
7、第一数模转换模块，用于按照固定采样频率对功率给定信号进行adc转换，获得以数字量信号模式存在的功率给定信号；
8、第二数模转换模块，用于按照固定采样频率对直流电压信号和直流电流信号进行adc转换，获得以数字量信号模式存在的直流电压信号和直流电流信号；
9、第三数模转换模块，用于按照固定采样频率对中频电压信号及中频电流信号进行adc转换，获得以数字量信号模式存在的中频电压信号和中频电流信号。
10、在本专利技术实施例的一种可能实现方式中，系统还包括：
11、存储模块，分别与第一数模转换模块、第二数模转换模块以及第三数模转换模块连接，用于将以数字量信号模式存在的功率给定信号、直流电压信号和直流电流信号以及中频电压信号和中频电流信号存储在对应的内存数组中；
12、显示模块，与计算模块连接，用于显示计算模块得到的实时功率、pwm频率和相位信息。
13、在本专利技术实施例的一种可能实现方式中，低通滤波模块具体包括：
14、第一低通滤波模块，与第一数模转换模块连接，用于对第一数模转换模块转换得到的以数字量信号模式存在的功率给定信号进行低通滤波处理；
15、第二低通滤波模块，与第二数模转换模块连接，用于对第二数模转换模块转换得到的以数字量信号模式存在的直流电压信号和直流电流信号进行低通滤波处理；
16、第三低通滤波模块，与第三数模转换模块连接，用于对第三数模转换模块转换得到的以数字量信号模式存在的中频电压信号和中频电流信号进行低通滤波处理。
17、在本专利技术实施例的一种可能实现方式中，计算模块包括：
18、实时功率计算模块，与第二低通滤波模块连接，用于对第二低通滤波模块滤波后的直流电压信号和直流电流信号进行乘法计算，得到电炉的实时功率；
19、傅里叶计算模块，与第三低通滤波模块连接，用于对第三低通滤波处理后的中频电压信号和中频电流信号进行傅里叶计算，得到电炉的pwm频率和相位信息。
20、在本专利技术实施例的一种可能实现方式中，pwm频率确定模块具体包括：
21、离散pid计算模块，用于根据当前通讯或电位器给定功率数值以及计算模块计算得到的实时功率，执行离散pid计算动作；
22、pwm频率饱和判断模块，与离散pid计算模块连接，用于将离散pid计算模块计算输出的结果与计算模块计算得到的pwm频率和相位信息进行比较，判断pwm频率是否饱和限制，当判定pwm频率处于饱和状态时，对离散pid计算模块计算输出的pwm频率做限幅处理，并将其输送至驱动模块；当判定pwm频率处于不饱和状态时，则结束。
23、第二方面，本专利技术实施例还提供了一种感应加热控制方法，包括
24、数模转换模块对模拟信号调理电路输送至的模拟信号进行数模转换，获得数字量信号，其中，所述模拟信号包括功率给定信号、直流电压信号、直流电流信号、中频电压信号以及中频电流信号；
25、低通滤波模块对以数字量信号模式存在的信号，进行低通滤波操作；
26、计算模块根据低通滤波模块滤波处理后的数字量信号，计算得到电炉的实时功率、pwm频率和相位信息；
27、pwm频率确定模块根据计算得到的实时功率、pwm频率和相位信息，判断并确定控制驱动模块的pwm频率，同时将确定的pwm频率输送至驱动模块。
28、在本专利技术实施例的一种可能实现方式中，数模转换模块的信号转换方法具体包括：
29、第一数模转换模块按照固定采样频率对功率给定信号进行adc转换，获得以数字量信号模式存在的功率给定信号；
30、第二数模转换模块按照固定采样频率对直流电压信号和直流电流信号进行adc转换，获得以数字量信号模式存在的直流电压信号和直流电流信号；
31、第三数模转换模块按照固定采样频率对中频电压信号及中频电流信号进行adc转换，获得以数字量信号模式存在的中频电压信号和中频电流信号；
32、低通滤波模块的低通滤波操作方法具体包括：
33、第一低通滤波模块对第一数模转换模块转换得到的以数字量信号模式存在的功率给定信号进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种感应加热控制系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的感应加热控制系统，其特征在于，所述数模转换模块包括：
3.根据权利要求2所述的感应加热控制系统，其特征在于，所述系统还包括：
4.根据权利要求2所述的感应加热控制系统，其特征在于，所述低通滤波模块具体包括：
5.根据权利要求4所述的感应加热控制系统，其特征在于，所述计算模块包括：
6.根据权利要求1所述的感应加热控制系统，其特征在于，所述PWM频率确定模块具体包括：
7.一种感应加热控制方法，其特征在于，所述方法包括：
8.根据权利要求1所述的感应加热控制方法，其特征在于，所述数模转换模块的信号转换方法具体包括：
9.根据权利要求2所述的感应加热控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
【技术特征摘要】
1.一种感应加热控制系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的感应加热控制系统，其特征在于，所述数模转换模块包括：
3.根据权利要求2所述的感应加热控制系统，其特征在于，所述系统还包括：
4.根据权利要求2所述的感应加热控制系统，其特征在于，所述低通滤波模块具体包括：
5.根据权利要求4所述的感应加热控制系统，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘兴科，刘顺福，刘培国，
申请(专利权)人：山东科华智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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