[发明专利]模面和板料多点闭环测控的热冲压温度控制系统

权利要求书

1.模面和板料多点闭环测控的热冲压温度控制系统，其特征在于：所述系统由水冷模具、高温金属板料、红外测温仪、热电偶、数据采集模块、温度控制计算机、D/A控制模块、水箱、水泵、水管、供水控制箱、调节阀、流量传感器、分水器、电源及配套控制软件组成；所述红外测温仪及热电偶安装于水冷模具温度待测点，其中红外测温仪用于检测高温金属板料温度，热电偶用于采集水冷模具工作表面温度，红外测温仪及热电偶所采集到的温度信息经由数据采集模块处理后通过PCI传递给温度控制计算机；所述D/A控制模块一端通过PCI与温度控制计算机连接，一端与调节阀连接，温度控制计算机所输出的调节指令由PCI传递给D/A控制模块并经由D/A控制模块转换为电信号传递给调节阀，从而控制冷却水进水口流量；所述水箱内的冷却水经由水泵加压后通过水管流入供水控制箱，然后通过水管接入水冷模具各冷却水流道进水口，冷却水流经水冷模具各冷却水流道后通过分水器汇集，再经过水管流回水箱；所述供水控制箱内安装有分水器、流量传感器及调节阀，水泵加压后的冷却水首先流入供水控制箱内的分水器，经过分水器的分流作用再分别流入若干个调节阀内，通过调节阀后，冷却水将流入各调节阀出口端的分水器进行再次分流，再次分流后的冷却水通过水管流出供水控制箱，之后流入水冷模具各冷却水流道；所述流量传感器安装于每个调节阀出水端分水器分流后的其中一条支路上，用于检测该支路上的冷却水流量。

2.根据权利要求1所述的模面和板料多点闭环测控的热冲压温度控制系统，其特征是：通过安装于水冷模具各位置红外测温仪和热电偶分别实时测量高温金属板料和模面温度信息，并作为反馈量送入温度控制计算机，温度控制计算机内的数字温度控制算法完成高精度温度补偿指令输出；温度补偿指令通过D/A控制模块以电信号方式作用于调节阀，对调节阀阀口开合度进行调整，从而改变管道中冷却水流量；此时，流量传感器会检测管道中冷却水流量情况，并将检测信息反馈给温度控制计算机及调节阀，检测到的冷却水流量数据会与温度控制计算机内数字温度控制算法完成的冷却水流量调整信息进行对比，若存在偏差，调节阀阀口将继续进行调整，使冷却水管道内水流速达到预期目标，从而改变模具的冷却能力，实现对高温金属板料和模面温度的闭环控制。

3.根据权利要求1所述的模面和板料多点闭环测控的热冲压温度控制系统，其特征是：每个调节阀出水端分水器分流后的支路上的水管尺寸一致。

4.根据权利要求1所述的模面和板料多点闭环测控的热冲压温度控制系统，其特征是：所述的系统设置有两种工作模式：手动模式和自动模式；手动模式：通过在软件界面上输入给定流速，实现对不同水道中水流速的控制，进而控制温度；自动模式：根据控制工艺要求，以温度作为最终反馈量，控制调节阀改变水流速。

5.根据权利要求4所述的模面和板料多点闭环测控的热冲压温度控制系统，其特征是，所述手动模式运行：在手动模式运行状态下，通过系统软件输入每个调节阀的开合度，从而控制各管道内的水流速；在热冲压加工过程中，如果不对调节阀的开合度进行调整，其开合度将保持不变，各管道内的水流速也保持不变；如果在热冲压加工过程中对调节阀的开合度进行重新设置与调整，将改变其开合度，各管道内的水流速也将进行相应的调整；同时，红外测温仪与热电偶会将板料的温度及模具表面温度进行实时检测，并显示和记录温度随时间的变化，并且流量传感器会采集各管道冷却水流速的变化，并显示和记录冷却水流速随时间的变化。

6.根据权利要求4所述的模面和板料多点闭环测控的热冲压温度控制系统，其特征是，所述自动模式运行：在自动模式运行状态下，通过系统软件输入每个检测位置的给定温度值；在热冲压加工过程中，以所选温度检测信号和各管道流量信号为输入，调节阀的控制信号为输出，形成冷却水流速的闭环控制；工作过程中，温度控制计算机通过高速D/A输出模块向调节阀传达阀口开合度调整信号；同时调节阀下游的流量计将检测到的流量信息反馈给调节阀，使其做出快速响应；而从红外测温仪与热电偶检测到的板料的温度及模具表面温度将会即时反馈给温度控制计算机，温度控制计算机内的数字温度控制算法完成高精度温度补偿指令输出及冷却水流量调整信息；温度补偿指令将会通过D/A控制模块以电信号方式作用于电控调节阀，对电控调节阀阀口开合度进行调整，从而改变管道中冷却水流量；此时，流量传感器会检测管道中冷却水流量情况，并将检测信息反馈给温度控制计算机及电控调节阀，该检测到的冷却水流量数据会与温度控制计算机内数字温度控制算法完成的冷却水流量调整信息进行对比，若存在偏差，电控调节阀阀口将继续进行调整，使冷却水管道内水流速达到预期目标，从而改变模具的冷却能力，实现对高温金属板料和模面温度的闭环控制。