為了減少電噪聲和進(jìn)一步提高可靠性的雙向可控硅，本發(fā)明選用具有零電壓檢測(cè)功能的微處理器，這樣，雙向可控硅的開(kāi)關(guān)切換是在交流電流是在零電壓附近。
[0028]如圖2所示，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明加熱器報(bào)警及控制模塊，包括加熱器報(bào)警及控制模塊主處理器uPO、加熱器報(bào)警及控制電路和加熱器溫控模塊，所述加熱器溫控模塊包括η個(gè)如圖1所示的加熱器溫度控制器102，加熱器報(bào)警及控制模塊主處理器uPO通過(guò)加熱器報(bào)警及控制電路與加熱器溫控模塊連接。
[0029]圖2中的每個(gè)加熱器溫度控制器102僅顯示了與報(bào)警相關(guān)的元器件，由如圖1所示的溫度控制器構(gòu)成，具有相同的電路結(jié)構(gòu)，主要包括一個(gè)光親固態(tài)繼電器、一個(gè)光電親合器和微處理器uPl (圖1中溫度控制器的微處理器)，而用于加熱器控制的元器件均被省略，參見(jiàn)圖1。
[0030]光親固態(tài)繼電器SSR包括發(fā)光二極管和功率開(kāi)關(guān)，根據(jù)發(fā)光二極管有無(wú)信號(hào)輸入來(lái)控制功率開(kāi)關(guān)的通斷。光電耦合器(Opto Coupler)包括發(fā)光二極管和光敏三極管，根據(jù)發(fā)光二極管有無(wú)信號(hào)輸入來(lái)控制光敏三極管的導(dǎo)通和截止。
[0031 ]光親固態(tài)繼電器SSR功率開(kāi)關(guān)的一端與光電親合器的發(fā)光二極管的正極相連，該連接端構(gòu)成加熱器溫度控制器102的輸入端(圖2中的In η)，光耦固態(tài)繼電器SSR的功率開(kāi)關(guān)的另一端為加熱器溫度控制器102的第一輸出端(圖2中的Out n-1)，光電耦合器的發(fā)光二極管的負(fù)極構(gòu)成加熱器溫度控制器102的第二輸出端(圖2中的Out n-2);光耦固態(tài)繼電器SSR的發(fā)光二極管的正極連接到5v的直流電源，負(fù)極與微處理器uPl的一個(gè)I/O接口連接。由微處理器uPl通過(guò)I/O接口來(lái)控制光耦固態(tài)繼電器SSR。
[0032]光電耦合器的光敏三極管的集電極連接到5V的直流電源，發(fā)射極接地的同時(shí)連接到微處理器uPl的CCP(capture，compare，and PWM)和模擬信號(hào)輸入端。光電親合器(OptoCoupler)則是由加熱器報(bào)警及控制模塊的輸出來(lái)控制，光電耦合器的內(nèi)置發(fā)光二極管的正極(熱器溫度控制器102的輸入端)和報(bào)警及加熱器報(bào)警及控制模塊的輸出相連。如果輸入信號(hào)是直流電壓，微處理器uPl則能夠測(cè)量其電壓值，而當(dāng)輸入信號(hào)時(shí)脈沖PWM信號(hào)時(shí)，微處理器uPl則可以測(cè)量到它的頻率。
[0033]加熱器報(bào)警及控制模塊主處理器uPO能夠通過(guò)加熱器報(bào)警及控制電路給加熱器溫控模塊提供三種不同的控制信號(hào)——(5V)DC、弱功率PWM1信號(hào)和強(qiáng)功率PWM2信號(hào)，輸入到第一加熱器溫度控制器102的輸入端。其中，強(qiáng)功率PWM2信號(hào)通過(guò)緩沖運(yùn)算放大器提高功率后，再輸出到第一加熱器溫度控制器102的輸入端。第二加熱器溫度控制器102的輸入端與第一加熱器溫度控制器102的第一輸出端連接，同樣，在后的加熱器溫度控制器102的輸入端與在前的加熱器溫度控制器102的輸出端順序連接，直到第η個(gè)加熱器溫度控制器102的輸入端與第η-1個(gè)加熱器溫度控制器102的輸出端連接，第η個(gè)加熱器溫度控制器102的輸出端連接到終端回路電容C1的一端(圖3)，終端回路電容C1的另一端與η個(gè)加熱器溫度控制器102的第二輸出端連接，終端回路電容C1與η個(gè)加熱器溫度控制器102的第二輸出端連接的一端接入到加熱器報(bào)警及控制模塊主處理器uPO。
[0034]具體的，η個(gè)加熱器溫度控制器102的第二輸出端連接到加熱器報(bào)警及控制模塊主處理器uPO的模擬信號(hào)輸入(ΑΙ)端來(lái)測(cè)量直流電壓，同時(shí)還通過(guò)第一電容C3連接到加熱器報(bào)警及控制模塊主處理器uPO的CCP端來(lái)進(jìn)行頻率的測(cè)量;終端回路電容C1與η個(gè)加熱器溫度控制器102的第二輸出端連接的一端通過(guò)AC分壓電容C2接地，同時(shí)還與一個(gè)三極管Q1的集電極連接;所述三極管Q1的基極與加熱器報(bào)警及控制模塊主處理器uPO的一個(gè)1/0端連接，三極管Q1的發(fā)射極接地。該三極管Q1在報(bào)警時(shí)是處于截止?fàn)顟B(tài)，而在對(duì)溫度控制器進(jìn)行控制時(shí)則是導(dǎo)通的。
[0035]如前所述，加熱器報(bào)警及控制模塊主處理器uPO給加熱器溫度控制器102提供三種不同的控制信號(hào)——(5V)DC、弱功率PWM1信號(hào)和強(qiáng)功率PWM2信號(hào)，這些信號(hào)分別用于溫度控制器三種工作模式一一控制模式(5VDC)、報(bào)警模式(弱功率PWM1)，或溫度設(shè)定模式(強(qiáng)功率PWM2)。
[0036]當(dāng)輸入信號(hào)是弱功率PWM1信號(hào)時(shí)(報(bào)警模式)，該信號(hào)首先輸出到第一加熱器溫度控制器102的輸入端。由于PMW1的信號(hào)非常弱，溫度控制器中的光電耦合器(Opto Coupler)處于開(kāi)路狀態(tài)，因此，這相當(dāng)于由η個(gè)溫度控制器102中的光耦固態(tài)繼電器SSR組成的串聯(lián)電路。
[0037]此時(shí)，光耦固態(tài)繼電器SSR的狀態(tài)是由微處理器uPl來(lái)控制，SSR的動(dòng)作是由內(nèi)置的發(fā)光二極管來(lái)完成。當(dāng)加熱器的溫度低于溫度控制器的設(shè)定值時(shí)，微處理器uPl連接光耦固態(tài)繼電器SSR的發(fā)光二極管負(fù)極的I /0接口會(huì)輸出高電位，使得SSR處于開(kāi)路狀態(tài)。而當(dāng)加熱器的溫度進(jìn)入溫度控制器的控制范圍時(shí)(在設(shè)定值附近，具體范圍是預(yù)先設(shè)定)，微處理器uP 1連接光耦固態(tài)繼電器SSR的發(fā)光二極管負(fù)極的I /0接口輸出低電位，使得SSR處于閉合狀態(tài)。這些串聯(lián)連接的在加熱器溫度控制器102中的光耦固態(tài)繼電器SSR，再加上終端回路電容C1，構(gòu)成報(bào)警控制電路的回路。
[0038]如果第一加熱器溫度控制器102所控制的加熱器已經(jīng)進(jìn)入溫度控制器的控制范圍時(shí)，內(nèi)部的光耦固態(tài)繼電器SSR則處于閉合狀態(tài)，此時(shí)，報(bào)警的弱功率PWM1輸入信號(hào)將會(huì)從第一加熱器溫度控制器102的第一輸出端輸出，再?gòu)牡诙訜崞鳒囟瓤刂破?02的輸入端進(jìn)入第二加熱器溫度控制器102，依次進(jìn)行，直到第η加熱器溫度控制器102。但當(dāng)其中某個(gè)加熱器溫度控制器102所控制的加熱器尚未進(jìn)入溫度控制器的控制范圍時(shí)，該加熱器溫度控制器102中的光耦固態(tài)繼電器SSR則處于開(kāi)路狀態(tài)，此時(shí)，報(bào)警的弱功率PWM1信號(hào)輸入信號(hào)將不會(huì)從該加熱器溫度控制器102的第一輸出端輸出，弱功率PWM1信號(hào)不會(huì)返回到加熱器報(bào)警及控制模塊主處理器uPO。
[0039]這樣，只有當(dāng)沿線所有η個(gè)加熱器溫度控制器102都進(jìn)入溫度控制器的控制范圍時(shí)，報(bào)警的弱功率PWM1輸入信號(hào)才能從第一加熱器溫度控制器102傳到第η個(gè)加熱器溫度控制器102，再通過(guò)終端終端回路電容C1來(lái)形成閉合的AC回路，將由加熱器報(bào)警及控制模塊發(fā)出的報(bào)警用的弱功率PWM1輸入信號(hào)傳回到加熱器報(bào)警及控制模塊。反之，如果沿線η個(gè)加熱器溫度控制器102中只要有一個(gè)溫度控制器未進(jìn)入溫度控制器的控制范圍，報(bào)警的弱功率PWM1輸入信號(hào)則無(wú)法傳回到加熱器報(bào)警及控制模塊主處理器uPO。所以，當(dāng)加熱器報(bào)警及控制模塊主處理器uPO能夠接受到自己發(fā)出的報(bào)警的弱功率PWM1時(shí)，證明沿線所有的加熱器都已經(jīng)到進(jìn)入溫度控制器的控制范圍，工作正常。反之，則說(shuō)明最少有一個(gè)加熱器未進(jìn)入溫度控制器的控制范圍。這時(shí)，加熱器報(bào)警及控制模塊將會(huì)發(fā)出報(bào)警。
[0040]當(dāng)加熱器報(bào)警及控制模塊僅用于報(bào)警時(shí)，終端回路電容器C1可以由短路電路來(lái)替代。因?yàn)殡娙莺推胀娋€都可以保證AC回路的暢通。但是，如果采用短路電路的話，加熱器報(bào)警及控制模塊就不能用來(lái)進(jìn)行加熱器溫度控制器102工作模式的切換，和改變加熱器溫度控制器102的溫度設(shè)定值(詳見(jiàn)后面的說(shuō)明)。
[0041 ]當(dāng)加熱器報(bào)警及控制模塊要對(duì)加熱器溫度控制器102進(jìn)行控制操作時(shí)，首先要發(fā)送一個(gè)特定的不同于溫度報(bào)警頻率的PWM1’信號(hào)。當(dāng)該信號(hào)到達(dá)第一加熱器溫度控制器102的輸入端時(shí)，第一加熱器溫度控制器102中的微處理器uPl會(huì)通過(guò)光電耦合器檢測(cè)該信號(hào)的頻率。如果確認(rèn)是加熱器報(bào)警及控制模塊將發(fā)送控制的特定頻率的信號(hào)時(shí)，加熱器溫度控制器102中的微處理器uPl將會(huì)發(fā)出指令將光耦固態(tài)繼電器SSR強(qiáng)制閉合，這樣可以讓特定頻率的PWM1，信號(hào)從第一溫度控制器102的第一輸出端輸出，并傳遞到第二加熱器溫度控制器102的輸入端。同樣，以此類推，在后的加熱器溫度控制器102中的微處理器將會(huì)發(fā)出指令將光耦固態(tài)繼電器SSR逐一強(qiáng)制閉合，直至η個(gè)加熱器溫度控制器102的光耦固態(tài)繼電器SSR全部閉合。
[0042]當(dāng)所有加熱器溫度控制器102中的光耦固態(tài)繼電器SSR都強(qiáng)制閉合后，加熱器報(bào)警及控制模塊會(huì)輸出一個(gè)5VDC電壓，來(lái)判斷終端回路是否短路。如果終端回路處于DC短路狀態(tài)，加熱器報(bào)警及控制模塊