阅读说明：本技术 一种非线性的分区恒温加热盘控制系统及方法 (Nonlinear zone constant-temperature heating plate control system and method ) 是由 赵洪涛 王宏松 于 2019-10-09 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种非线性的分区恒温加热盘控制系统及方法,所述系统包括加热盘、温控装置、温度采集模块；所述温度采集模块分别与所述加热盘和温控装置连接；所述加热盘与所述温控装置连接；其中：所述加热盘由若干个加热区域组成；所述温度采集模块,分布于上述若干个加热区域,并将上述若干个加热区域的温度值采集完成后发送给温控装置；所述温控装置,用于对加热盘的各个区域进行温度控制。本发明能够对旋转状态下的加热盘实现分区非线性加热。通过精确控温,对旋转状态下的加热盘每个区域的温度进行合理的控制。一方面可以保证物品不会被过度加热,另一方面防止加热性能下降。(The invention provides a nonlinear zone constant-temperature heating plate control system and method, wherein the system comprises a heating plate, a temperature control device and a temperature acquisition module; the temperature acquisition module is respectively connected with the heating plate and the temperature control device; the heating plate is connected with the temperature control device; wherein: the heating plate consists of a plurality of heating areas; the temperature acquisition modules are distributed in the plurality of heating areas, and transmit the acquired temperature values of the plurality of heating areas to the temperature control device; and the temperature control device is used for controlling the temperature of each area of the heating plate. The invention can realize the zone nonlinear heating of the heating plate in a rotating state. The temperature of each area of the heating plate in a rotating state is reasonably controlled through accurate temperature control. On the one hand, the article can be ensured not to be heated excessively, and on the other hand, the heating performance is prevented from being reduced.)

一种非线性的分区恒温加热盘控制系统及方法

技术领域

本发明涉及自动控制领域，具体涉及一种非线性的分区恒温加热盘控制系统及方法。

背景技术

传统加热盘加热丝大都采用线性加热，温度上限为固定值。这种方式存在弊端：

1、热能使用率低。

2、在长时间使用后，加热盘中加热丝效率降低。

3、传统加热盘在旋转状态时，无法实现加热丝的精确控温。

4、传统加热盘达到制定温度后不能保持恒温，而是一味的持续最高温度加热。加热盘上的物品长期加热后会糊掉。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种非线性的分区恒温加热盘控制系统及方法。本发明的技术方案如下：

一种非线性的分区恒温加热盘控制方法，包括以下步骤：

S1：设置一种非线性的分区恒温加热盘控制系统，包括度采集模块、加热盘、温控装置；所述温度采集模块分别与所述加热盘和温控装置连接；所述加热盘与所述温控装置连接；其中：所述加热盘由若干个加热区域组成；

所述温度采集模块，分布于上述若干个加热区域，并将上述若干个加热区域的温度值采集完成后发送给温控装置；

所述温控装置，用于对加热盘的各个区域进行温度控制；

S2：温度采集模块采集加热盘各加热区域的温度；

S3：温度采集模块将采集的数据上传给温控装置；

S4：温控装置判断各加热区域的温度是否在预设温度的范围内；如否，温控装置调整温度异常的加热区域的温度值，再进行下一步；如是，则直接进行下一步；

S5：温控装置控制各加热区域的温度保持在预设温度的范围内；

S6：温控装置判断加热盘是否要切换工作状态，不同的工作状态对应不同的预设温度；如是，则返回步骤S2；如否，则返回步骤S5。

可选地，步骤S1中，所述加热盘包括鏊子、与鏊子活动连接的若干组加热丝；每一组加热丝对应一个加热区域；所述鏊子可相对于所述加热丝旋转。

可选地，所述温度采集模块设置于加热丝和/或鏊子和/或鏊子上的物品上。

可选地，所述温控装置与所述加热丝连接，控制每一组加热丝的加热时间和加热功率来控制该组加热丝对应的加热区域的温度。

可选地，所述温控装置基于所述加热丝的加热效率和鏊子本身的热传导损耗来控制该组加热丝对应的加热区域的温度。

可选地，所述步骤S4进一步包括：如加热区域的温度值高于或低于预设温度的范围，所述温控装置降低或提高对应加热区域的加热效率。

可选地，所述加热盘可对应多个工作状态，每个工作状态对应不同的工作时间和预设温度范围；所述温控装置根据所处工作状态的工作时间，来判断加热盘是否切换工作状态。

一种非线性的分区恒温加热盘控制系统，包括加热盘、温控装置、温度采集模块；所述温度采集模块分别与所述加热盘和温控装置连接；所述加热盘与所述温控装置连接；其中：

所述加热盘由若干个加热区域组成；

所述温度采集模块，分布于上述若干个加热区域，并将上述若干个加热区域的温度值采集完成后发送给温控装置；

所述温控装置，用于对加热盘的各个区域进行温度控制。

可选地，所述加热盘包括鏊子、与鏊子活动连接的若干组加热丝；每一组加热丝对应一个加热区域；所述鏊子可相对于所述加热丝旋转。

可选地，所述温度采集模块设置于加热丝和/或鏊子和/或鏊子上的物品上。

可选地，所述温控装置与所述加热丝连接，控制每一组加热丝的加热时间和加热功率来控制该组加热丝对应的加热区域的温度。

可选地，所述温控装置基于所述加热丝的加热效率和鏊子本身的热传导损耗来控制该组加热丝对应的加热区域的温度。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提出一种非线性的分区恒温加热盘控制方法，能够对旋转状态下的加热盘实现分区非线性加热。通过精确控温，对旋转状态下的加热盘每个区域的温度进行合理的控制。一方面可以保证物品不会被过度加热，另一方面防止加热性能下降。

2、本发明的通过采集不同区域温度数据，实现非线性温度控制。根据温度变化情况、鏊子热传导损耗、加热丝升降温曲线等因素，适当调整加热丝的温度，实现恒温控制。

3、提高了热能使用率

4、保证加热盘上的物品均匀加热。

5、能根据需要调节加热时的功率。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明具体实施例一种非线性的分区恒温加热盘控制系统的结构示意图；

图2是本发明具体实施例加热盘的区域划分示意图；

图3是本发明具体实施例加热盘温度变化加热曲线图；

图4是本发明具体实施例一种非线性的分区恒温加热盘控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明可以应用在需要精确控温的设备。例如需要进行恒温控制的加热盘。本实施例以常见的煎饼果子机的加热盘为例进行说明。

如图1，一种非线性的分区恒温加热盘控制系统，包括加热盘、温控装置、温度采集模块；所述温度采集模块分别与所述加热盘和温控装置连接；所述加热盘与所述温控装置连接；其中：

所述加热盘由若干个加热区域组成；

所述温度采集模块，分布于上述若干个加热区域，并将上述若干个加热区域的温度值采集完成后发送给温控装置；

所述温控装置，用于对加热盘的各个区域进行温度控制。

加热盘安装方式包括但不限于如图1所示，其中，加热盘整体分为加热丝和鏊子两个部分。所述鏊子与若干组加热丝活动连接；每一组加热丝对应一个加热区域；所述鏊子可相对于所述加热丝旋转。

所述温度采集模块设置于加热丝和/或鏊子和/或鏊子上的物品上。

所述温控装置与所述加热丝连接。

所述温控装置基于所述加热丝的加热效率和鏊子本身的热传导损耗，通过精确控制每一组加热丝的加热时间和加热功率来达到精确控制该组加热丝对应的加热区域的温度的效果。

其中，加热丝的加热效率是购买加热丝产品时自带的参数，为已知值。因为加热丝要比鏊子升温速度快，所以鏊子要达到与加热丝相同的温度，需要加热丝提供额外的一部分的热量，而这额外的一部分热量就是鏊子本身的热传导损耗。温控装置基于这两个数据，来控制加热丝加热鏊子，使鏊子达到目标预设温度。

如图2，本实施例中，所述加热盘被分成了三个区域，以鏊子的表面来划分。区域1为鏊子的中心部分，区域2和区域3对称设置，二者可环绕区域1进行旋转。

其中，温度采集模块可以为温度传感器，也可以为红外相机或者其他能够检测温度的装置。可以根据图2区域示意图中的三个区域安装适当数量的温度采集模块。本实例以安装三个温度检测装置为例。通过三个温度采集模块，对旋转状态下加热盘中加热丝温度、鏊子温度或煎饼果子表面温度进行采集。以检测鏊子的表面温度为例，一旦检测到鏊子某个区域表面温度达到100℃～106℃，就降低该区域对应加热丝的加热效率，使其达到恒温的效果，反之，如检测到表面温度低于100℃时，就提高该区域加热丝的加热效率，使其达到100℃。

如图4，一种非线性的分区恒温加热盘控制方法，包括以下步骤：

S1：设置上述非线性的分区恒温加热盘控制系统，包括温度采集模块、加热盘、温控装置；所述温度采集模块分别与所述加热盘和温控装置连接；所述加热盘与所述温控装置连接；其中：所述加热盘由若干个加热区域组成；

所述温度采集模块，分布于上述若干个加热区域，并将上述若干个加热区域的温度值采集完成后发送给温控装置；

所述温控装置，用于对加热盘的各个区域进行温度控制。

S2：温度采集模块采集加热盘各加热区域的温度；

S3：温度采集模块将采集的数据上传给温控装置；

S4：温控装置判断各加热区域的温度是否在预设温度的范围内；如否，温控装置调整温度异常的加热区域的温度值，再进行下一步；如是，则直接进行下一步；

S5：温控装置控制各加热区域的温度保持在预设温度的范围内；

S6：温控装置判断加热盘是否要切换工作状态，不同的工作状态对应不同的预设温度；如是，则返回步骤S2；如否，则返回步骤S5。

其中，步骤S1中，所述加热盘包括鏊子、与鏊子活动连接的若干组加热丝；每一组加热丝对应一个加热区域；所述鏊子可相对于所述加热丝旋转。所述温度采集模块设置于加热丝和/或鏊子和/或鏊子上的物品上。

所述温控装置与所述加热丝连接。

所述温控装置基于所述加热丝的加热效率和鏊子本身的热传导损耗，通过精确控制每一组加热丝的加热时间和加热功率来达到精确控制该组加热丝对应的加热区域的温度的效果。

其中，加热丝的加热效率是购买加热丝产品时自带的参数，为已知值。因为加热丝要比鏊子升温速度快，所以鏊子要达到与加热丝相同的温度，需要加热丝提供额外的一部分的热量，而这额外的一部分热量就是鏊子本身的热传导损耗。温控装置基于这两个数据，来控制加热丝加热鏊子，使鏊子达到目标预设温度。

所述步骤S4进一步包括：如加热区域的温度值高于或低于预设温度的范围，所述温控装置降低或提高对应加热区域的加热效率。

其中，所述加热盘可对应多个工作状态，每个工作状态对应不同的工作时间和预设温度范围；所述温控装置根据所处工作状态的时间，来判断加热盘是否切换工作状态。所述不同工作状态的工作时间是根据加热盘上的物品需要加热的时间来定的，本发明不对具体时间值作出限定。

参见图3，本实施例中，所述加热盘对应四种工作状态，分别为：待机状态、加热状态、中温加热状态和再加工状态。该述四个状态的工作时间和预设温度范围均不相同。本实施例中，各个工作状态的预设温度范围均为举例，本发明不对其作出限定。其中：

待机状态是指制作煎饼果子前，温控装置将每个鏊子区域的温度分别预热至100℃～106℃。待机状态的工作时间假设为T0。此时鏊子模拟的区域位置和表面温度信息如图3待机状态所示。到达鏊子表面的温度受加热丝的加热效率和鏊子自身的热传导损耗影响，所以鏊子到达100℃所需的时间比加热丝到达100℃的时间长。如图3中鏊子与位置信息所示，鏊子不同区域的温度在待机状态下时每个区域分开加热。时间到达T0后，温控装置判断加热盘要切换为下一个工作状态，即加热状态。

加热状态的预设温度在100℃，预设温度范围在100℃的上下浮动，浮动的多少要根据实际情况来定，本发明不对其作出限定。加热状态的工作时间假设为T1。在处于加热状态时，将煎饼果子放置鏊子表面。此时的鏊子的区域位置和表面温度如图3加热状态所示，此时鏊子的区域2与区域3所处位置因加热盘整体处于旋转状态而改变。区域1温度104℃表示鏊子在之前状态时温度低于100℃，所以温控装置单独将区域1温度再次加热。时间到达T1后，温控装置判断加热盘要切换为下一个工作状态，即中温加热状态。

中温加热状态的预设温度在60℃，预设温度范围在60℃的上下浮动，浮动的多少要根据实际情况来定，本发明不对其作出限定。中温加热状态的工作时间假设为T2。当煎饼果子加热完成后，加热盘整体进入保温状态，鏊子温度降低至预设温度60℃。此时的鏊子的区域位置和表面温度如图3保温状态所示。此时鏊子的区域2与区域3所处位置因加热盘整体处于旋转状态而改变。因为制作煎饼果子时，是先将原材料倒至区域1，随后再由区域1均匀覆盖到所有区域，区域1加热时间比其他区域的加热时间略长。所以区域1首先降低加热丝的加热效率来降低温度。致使图3保温状态下区域1的温度小于区域2和区域3。在所有区域都降低至60C℃左右时，如鏊子某个区域表面温度高于60℃，就降低该区域对应加热丝的加热效率，使其达到恒温的效果，反之，如检测到表面温度低于60℃时，就提高该区域加热丝的加热效率，使其达到60℃。时间到达T2后，温控装置判断加热盘要切换为下一个工作状态，即再加工状态。

再加工状态的预设温度在80℃，预设温度范围在80℃的上下浮动，浮动的多少要根据实际情况来定，本发明不对其作出限定。再加工状态的工作时间假设为T3。处于再加工状态是指：需要在后续加工其他的食物，如煎饼果子中常有的鸡蛋，热狗等，将温度加热至预设温度，等待食物加热完成后，再将鏊子设置为保温状态。再加工状态时，鏊子的区域位置和表面温度如图3再加工状态所示，此时鏊子的区域2与区域3所处位置因加热盘整体处于旋转状态而改变。时间到达T3后，温控装置判断加热盘要切换为下一个工作状态。下一个工作状态可以重新从待机状态开始。

加热时间曲线与旋转后各区域所处位置如图3所示，本实施例方法中加热丝使能时间：来源于加热丝的加热效率、鏊子的热传导损耗。

本实施例通过获取三个地方(加热丝，鏊子，煎饼)的表面温度，判断出哪些区域需要进行的不同操作(加温，降温，保温)，所以不会造成加热盘上的物品糊掉。

本实施例通过控制加热丝的加热效率达到精准控温的效果。加热丝的加热效率和鏊子的旋转速度可以通过机器自动控制，也可以人为进行操作。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。