专利名称：加热温度控制装置及具有该装置的光伏组件分解回收设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及光伏组件分解回收领域，特别涉及一种加热温度控制装置及具有该装置的光伏组件分解回收设备。
背景技术：
随着光伏行业的飞速发展，光伏组件的安装量与日俱增，为了减轻社会负担，保护环境，报废及到期的光伏组件需要进行环保回收并使资源二次利用。光伏组件在分解回收处理过程中，需要对光伏组件进行加热以完成EVA的分解，而这个加热温度必须严格控制。 如果温度偏低，EVA不但不能够呈现低浓度的熔融状态，反而是其粘稠度最高的状态，不利于整体组件的分解。如果温度偏高，将会使EVA分解出有毒气体，不利于环境保护。这就要求对温度加以严格控制，达到既分解光伏组件又保护环境的目的。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种加热温度控制装置及具有该装置的光伏组件分解回收设备，以解决光伏组件分解过程中，温度对光伏组件产生的影响。具体方案如下一种加热温度控制装置，应用于光伏组件分解回收设备，包括对分解舱进行加热的驱动加热电路，所述分解舱内设置有导热材料；采集分解舱内导热材料的温度并进行处理的温度采集电路；将所述温度采集电路采集的温度与预先设定的温度进行比较，根据比较结果生成控制信号，并将所述控制信号发送给所述驱动加热电路，以控制所述驱动加热电路工作的主控电路；以及连接各电路并为各电路供电的电源。优选的，所述温度采集电路包括采集分解舱中的温度，并将其转换成电压信号的热电偶温度传感器；将所述热电偶温度传感器采集的电压信号进行非线性校正及放大的变送器；将所述非线性校正及放大后的电压进行模数转换的A/D转换电路。优选的，所述驱动加热电路包括加热分解舱的加热器；接收主控电路发送的控制信号，并根据所述控制信号控制所述加热器的可控硅控制器。优选的，还包括与主控电路相连接，当所述温度采集电路采集的温度与预先设定的温度进行比较，结果为所述采集的温度大于所述预先设定的温度时，进行报警的报警电路。优选的，所述报警电路中的报警装置为蜂鸣器。优选的，还包括
监控所述主控电路的工作情况，并在出现异常时复位主控电路的监控及复位电路。优选的，还包括与PC机连接的RS232串行电路接口。优选的，还包括输入和显示装置运行参数的人机接口电路。优选的，所述的人机接口电路包括接收输入的预先设定的温度的键盘控制器；将所述预先设定的温度与温度采集电路采集的温度进行显示的LCD液晶显示器。一种光伏组件分解回收设备，包括分解舱、设置于所述分解舱内的导热材料和如上所述的加热温度控制装置。与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果本实施例公开的加热温度控制装置，通过利用主控电路，将实时采集的分解舱的温度与预先设定的温度值进行比较，根据比较结果生成控制信号，以控制驱动加热电路的工作状态的方式，实现了对分解舱温度的实时和准确的控制，保证了分解舱的温度在预设的温度范围内，保证了分解过程的有效进行，达到了既将光伏组件分解，又保护环境的目的。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。图1为本发明实施例公开的加热温度控制装置的结构示意图；图2为本发明实施例公开的温度采集电路的结构示意图；图3为本发明实施例公开的驱动加热电路的结构示意图；图4为本发明实施例公开的源电路的结构示意图；图5为本发明实施例公开的又一加热温度控制装置的结构示意图；图6为本发明实施例公开的报警电路的结构示意图；图7为本发明实施例公开的监控及复位电路的结构示意图；图8为本发明实施例公开的键盘控制器结构示意图；图9为本发明实施例公开的LCD液晶显示器电路结构示意图；图10为本发明实施例公开的RS232串口接口电路结构示意图；图11为发明实施例公开的光伏组件分解回收设备结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本实施方式提供了一种加热温度控制装置，应用于光伏组件分解回收设备，其结构如图1所示，包括驱动加热电路11、温度采集电路12、主控电路13和电源电路14。驱动加热电路11对分解舱进行加热，以使分解舱内的光伏组件在高温下分解；温度采集电路12采集分解舱温度并进行处理；主控电路13将所述温度采集电路采集的温度与预先设定的温度进行比较，根据比较结果生成控制信号，并将所述控制信号发送给所述驱动加热电路，以控制所述驱动加热电路工作，当采集的温度高于预先设定的温度时，则生成降温控制信号，当采集的温度低于预先设定的温度时，则生成升温控制信号，从而保证驱动加热电路将分解舱的温度保持在与预先设定的温度相同或者可允许的范围内，还包括连接各电路并为各电路供电的电源电路14。进一步的，本实施例中的分解舱内设置有导热材料，该导热材料可以为导热硅胶、 导热硅脂、导热聚丙烯等，从而使得温度采集电路与被测对应直接接触，使得采集的温度值不受中间介质的影响，对温度变化反应灵敏，使得采集的温度更加准确。本实施例公开的加热温度控制装置，通过利用主控电路，将实时采集的分解舱的温度与预先设定的温度值进行比较，根据比较结果生成控制信号，以控制驱动加热电路的工作状态的方式，实现了对分解舱温度的实时和准确的控制，保证了分解舱的温度在预设的温度范围内，保证了分解过程的有效进行，达到了既将光伏组件分解，又保护环境的目的。进一步的，上述实施例中的温度采集电路的结构如图2所示，包括温度传感器 21、变送器22和A/D转换电路23。其中，温度传感器21采集分解舱中的温度，并将其转换成电压信号，变送器22将所述热电偶温度传感器采集的电压信号进行非线性校正及放大， A/D转换电路23将所述非线性校正及放大后的电压进行模数转换，将模拟电压值转换成数字电压值。其中，所述的温度传感器21包括温度采集器和温度电压转换器，所述的温度变送器包括电压-电流转换器和电流-电压转换器。由于光伏组件中的EVA或PVB分解温度要求严格，本实施例选用五个热电偶温度传感器，安放在分解舱的不同位置，进行多点、多方位的测量。鉴于光伏组件分解回收加热稳定控制装置的温度要求在0 320°C之间，同时考虑到温度检测元件及变送器的温度控制精度，本实施例选用高精度、稳定性好、抗干扰能力强、测量范围为0 350°C的WZP-231钼热电阻热电偶传感器进行光伏组件分解回收装置的温度采集。该电路的工作原理如下首先，热电偶采集分解舱中的温度，并将其装换为微弱的电压信号，然后传送给温度变送器，温度变送器中的电压-电流变送器，将电压信号变换为电流信号，输出0 IOmA的电流信号，以方便传输，然后传送给电流-电压变送器，经放大后转化为2 5V电压信号，最后将得到的放大后的电压信号传送给A/D转换电路，经模数转换芯片ADC0809进行转换，变为数字量后送入单片机主控电路进行分析处理。模数转换芯片ADC0809为多路模拟开关，其内无时钟，ALE端的频率是单片机频率的1/6，可利用ADUC845单片机提供的地址锁存允许信号ALE经D触发器二分频后获得。 ADC0809芯片具有输出三态锁存器，其8位数据输出引脚可直接与数据总线相连，其引脚 23 (ADC A) ,24 (ADC B) ,25 (ADCC)与 8 数据锁存器芯片 74HC573 的低三位 Q0, Ql, Q3 相连， 用来选通INO IN7中的一个通道。本实施例中以ADuC845单片机作为主控电路，该单片机的引脚P3. 6作为选通信号，在允许启动各通道转换与读取相应的转换结果的情况下，当 P3. 6 = 0时选中ADC0809。芯片ADC0809转换结束信号EOC经倒相后接至ADuC845单片机的外部中断P3. 3引脚，当P3. 3 = 0时，说明转换结束。本实施例选用INO IN4五个通道作为输入，以接收5个传感器采集的温度信号，当其写数据时，ADUC845单片机的WR信号使 ALE和START有效，将芯片74HC573锁存的地址低3位存入ADC0809中，用来启动ADC0809 的相应通道。当EOC为低电平时，说明A/D转换正在进行；当EOC变成高电平，表示转换结束ο由于本实施例中的主控电路采用ADUC845单片机，主控电路分别将五个热电偶温度传感器采集的温度信号与键盘输入的设定温度值一一进行比较，得到平均偏差值，并将此偏差值提供给预先设置的控制算法进行运算，最后输出移相控制脉冲，从而更加精确的控制电阻炉加热丝平均功率，获得精确的加热温度，使得温度回到预设的温度范围内，以便于光伏组件顺利分解。本实施例中的控制信号为移相控制脉冲。本实施例中，通过设置多个传感器采集多路温度值，将每一路温度值都与预设设定的温度值进行比较的方式，提高了比较结果的准确性，进而提高了控制命令的准确性，使得驱动加热电路能够得到精确的控制，保证加热温度的高精度。本实施例并不限定采用5个传感器采集温度信号，可以根据实际情况适当的调整传感器的数目，以适应不同的需求。进一步的，上述实施例中的驱动加热电路的结构如图3所示，包括加热器31和可控硅控制器32，其中，所述加热器的加热装置为加热丝，本实施例中的温度的控制主要是通过可控硅调功器电路实现，采用双向可控硅的过零检测与过零触发方式控制加热丝的加热温度。驱动加热电路的工作原理为双向可控硅器32和加热器31接在交流220V、50Hz 交流市电回路中，本实施例中的加热器31为加热丝，移相触发脉冲由ADuC845在P2. 6引脚上产生，经零同步脉冲同步后，由光耦合管和驱动器组成的光电耦合电路Ul输出至可控硅器32的控制极。过零同步脉冲由过零触发电路产生，利用同步变压器Tl和电压比较器LM311组成正弦交流电的正半波过零检测电路，它在交流电每一个正半周的起始零点处产生上升沿.并在正半周回零处产生一个下降沿，电压比较器LM311用于把50Hz正弦交流电压变成方波。方波的正边沿和负边沿分别作为两个单稳态触发器的输入触发信号，单稳态触发器输出的2个窄脉冲经二极管或门混合后通过可重复触发集成单稳态触发器MC14528，单稳态输出的两路窄脉冲再叠加，就可得到对应于交流市电的IOOHz过零同步脉冲。脉冲宽度可由MC14528的外接电阻Rll、R12和外接电容C2、C3调节。此脉冲加到 ADuC845的引脚P3.4(T0定时器)作为计数脉冲，引脚P3. 2 (INT1中断口)触发INTl中断， 达到精确驱动可控硅调节器，控制加热丝的功率的目的。进一步的，本实施例需用到几种电压值分别是3. 3V、5V、12V，因此，能够满足上述电压值需求的电源电路的结构如图4所示，包括与AC220V电压输入端41相连变压器T2， 与所述变压器相连的整流电路42，与所述整流电路42相连的正12伏稳压芯片78L12，可以得到12V直流电压。12V直流电通过正5伏稳压芯片78L05，得到5V直流电压。5V电源与电源芯片AS1117-33的输入端相连，该芯片的输出和输出端通过反相连接的二极管相连，输入端和输出端都通过并联连接的电容和电解电容接地，该芯片将5V的电源来转变为3. 3V，且能具有800mA的电流输出，满足电路需求。进一步的，本发明实施例公开的又一加热温度控制装置的结构如图5所示，除包括驱动加热电路51、温度采集电路52、主控电路53和电源电路M外，还包括与主控电路相连接，当所述温度采集电路采集的温度与预先设定的温度进行比较，结果为所述采集的温度大于所述预先设定的温度时，进行报警的报警电路阳，所述报警电路中的报警装置为蜂鸣器或其他可以发出声音提示的器件。如图6所示电路图，报警电路包括报警电路和蜂鸣器，报警电路包括三极管Q1， 三极管Ql的发射极与蜂鸣器相连，三极管Ql的集电极通过第一电阻Rl与电源相连，基极通过第二电阻与单片机的P3. 2引脚相连。在保温阶段，假设温度控制精度为正负0. 5度，故当温度下降或上升1度时为故障状态，单片机引脚P3. 2输出高电平，此时三极管Ql导通， 蜂鸣器鸣叫，提醒操作人员注意。报警状态可通过按键复位和系统恢复正常后自动复位。进一步的，还可以包括监控及复位电路56，用于监控所述主控电路的工作情况， 并在出现异常时复位主控电路。以防止微处理器芯片ADuC845在实际运行时发生干扰和被干扰的现象发生。本实施例电源监控及复位电路主要通过MAXM公司的微处理器监控芯片 MAX706T 实现。监控及复位电路的结构如图7所示，其工作原理如下芯片MAX706T具有看门狗、 上电自动复位、人工复位功能及低电压报警功能。其中，芯片MAX706T的引脚GND和PFI接地；引脚RST连接微处理器芯片ADuC845的引脚RESET ；引脚WDO与引脚MR连接；引脚WDI 接收驱动信号；引脚VCC连接3. 3V电源。 在工作状态下，MAX706T的WDI看门狗电路输入端信号可以是特定的输入信号，也可以是读写信号。本实施例ADuC845单片机引脚P2. 6与MAX706T的WDI相连，用来驱动 WDI引脚。如果微处理器芯片ADuC845出现死机现象，引脚WDO则输出低电平至引脚MR，将微处理器芯片ADuC845的引脚RESET拉低，微处理器芯片ADuC845将复位。此电路在上电时自动复位，电源电压超过复位门限以后，将产生200ms的复位脉冲。进一步的，还包括人机接口电路57，用于输入和显示单片机运行参数，该电路具体包括接收输入的预先设定的温度的键盘控制器571 ；将所述预先设定的温度与温度采集电路采集的温度进行显示的LCD液晶显示器572。如图8所示的电路图为键盘控制器电路图，采用2个键来完成键盘操作，其中键S1 用来进行单向循环选择菜单，键S2用来进行确认选定菜单。利用芯片ADUC845的引脚P2.4 与P2. 5(KEY1和KEY2)来接收键盘的输入信号，在软件程序中判断所按的键，并实现如修改终端地址、波特率等的相应的操作。电路连接关系如下3. 3V的电压通过第三电阻R3连接引脚P2. 4引脚KEY1，且通过开关Sl接地；3. 3V的电压通过第四电阻R4连接P2. 5引脚KEY2，且通过开关S2接地。如图9所示电路图为IXD液晶显示器电路图，选用12232H02点阵字符型液晶作为显示器件，终端空闲时循环显示终端运行时间、状态、终端地址等信息，以及在用键盘设置参数的同时显示相关的操作信息。工作原理如下用芯片ADUC845的引脚Pl. 0 1. 7接液晶电路的8位数据线， 作为显示信息的输入端；引脚P2. 0作为液晶电路的片选使能信号脚；引脚P2. 1输出作为 HD44780的寄存器选择信号，低电平表示从8位数据线输入的是对液晶电路的设置命令，高电平表示从数据线上输入的是要显示的数据；引脚P2. 2作为液晶背光灯的控制信号； 引脚P2. 3完成对液晶读写的控制。为了加强数据总线驱动能力，本实施例中使用两片芯片74HCM5，一片用作液晶显示数据信号的缓冲驱动，另外一片用作液晶控制信号的缓冲驱动。进一步的，还包括RS232串口接口电路，以用于和PC机联机，将现场检测的数据传输至PC机来进一步处理、显示、打印和存档。如图10所示电路图，本实施例采用SP385E-18芯片进行串口连接，RS232的电气接口是单端的、双极性电源电路。由于RS-232采用的数据传输线路是非平衡，且是误无差分的接收方式，当信号穿过电气干扰环境时，发送的信号将会受到影响。故数据传输速率局限于20KB/S ；传输距离局限于15m，但RS-232也是目前最广泛使用的串行通信接口标准。 TTL/CM0S数据从SP385E-18芯片管脚R20UT、T2IN输入转换成RS-232数据从T20UT、R2IN 送到电脑DB9插头，用来实现下位机与上位机之间的通信，将实时数据传送到上位机，进行同一协调和集中管理。本发明实施例中所述各电路中用到的芯片，只是本实施例的一个优选芯片，利用其它具有相同效果的芯片同样可以实现本装置。综上所述，本发明提供实施例的工作原理为首先由热电偶温度传感器检测加热装置中分解舱和导热材料的的温度并将其转换成微弱的电压信号；其次温度变送器将微弱信号经过非线性校正及电压放大；再次A/D 转换器ADC0809的将导热材料的温度转换成数字量。进一步的，此数字量经数字滤波、误差校正、标度变换、线性拟合、查表等处理后， 一方面将光伏组件分解回收加热稳定控制装置的分解舱的实时温度、温度变化的数据和曲线经人机LCD面板实时显示；另一方面将分解舱的实时温度值与由键盘输入的设定温度值进行比较，所得的偏差值提供给单片机，利用控制算法进行运算，最后输出移相控制脉冲， 放大后触发可控硅导通控制电阻炉加热丝平均功率，达到控制光伏组件分解回收加热稳定控制装置温度的目的。如果实际测得的温度值超过了该系统所要求的温度范围，其中，EVA的熔融分解温度控制在220°C，PVB的熔融分解温度控制在300°C，主控电路就向报警电路发出指令，报警电路给出报警提示。进一步的，本发明实施例同时公开了一种光伏组件分解回收设备，其结构如图11 所示，包括分解舱111、设置于所述分解舱内的导热材料112和如上实施例所公开的加热温度控制装置113。本实施例公开的光伏组件分解回收设备，在加热温度控制装置的作用下，保证分解过程中的温度在预设的温度范围内，既实现了对光伏组件的分解，又避免了对环境的污染，具有较高的性能。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种加热温度控制装置，其特征在于，应用于光伏组件分解回收设备，包括对分解舱进行加热的驱动加热电路，所述分解舱内设置有导热材料；采集分解舱内导热材料的温度并进行处理的温度采集电路；将所述温度采集电路采集的温度与预先设定的温度进行比较，根据比较结果生成控制信号，并将所述控制信号发送给所述驱动加热电路，以控制所述驱动加热电路工作的主控电路；以及连接各电路并为各电路供电的电源。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述温度采集电路包括采集分解舱中的温度，并将其转换成电压信号的热电偶温度传感器；将所述热电偶温度传感器采集的电压信号进行非线性校正及放大的变送器；将所述非线性校正及放大后的电压进行模数转换的A/D转换电路。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动加热电路包括加热分解舱的加热器；接收主控电路发送的控制信号，并根据所述控制信号控制所述加热器的可控硅控制ο
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的装置，其特征在于，还包括与主控电路相连接， 当所述温度采集电路采集的温度与预先设定的温度进行比较，结果为所述采集的温度大于所述预先设定的温度时，进行报警的报警电路。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述报警电路中的报警装置为蜂鸣器。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的装置，其特征在于，还包括监控所述主控电路的工作情况，并在出现异常时复位主控电路的监控及复位电路。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的装置，其特征在于，还包括与PC机连接的 RS232串行电路接口。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括输入和显示装置运行参数的人机接口电路。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述的人机接口电路包括接收输入的预先设定的温度的键盘控制器；将所述预先设定的温度与温度采集电路采集的温度进行显示的LCD液晶显示器。
10.一种光伏组件分解回收设备，其特征在于，包括分解舱、设置于所述分解舱内的导热材料和权利要求1-9中任意一项所述的加热温度控制装置。
全文摘要
本发明公开了一种加热温度控制装置及具有该装置的光伏组件分解回收设备，加热温度控制装置包括驱动加热电路，分解舱内设置有导热材料；温度采集电路；主控电路；以及电源电路。本发明实施例公开的加热温度控制装置通过利用主控电路，将实时采集的分解舱的温度与预先设定的温度值进行比较，根据比较结果生成控制信号，以控制驱动加热电路的工作状态的方式，实现了对分解舱温度的实时和准确的控制，保证了分解舱的温度在预设的温度范围内，保证了分解过程的有效进行，达到了既将光伏组件分解，又保护环境的目的。
文档编号G05D23/30GK102419605SQ20111034877
公开日2012年4月18日 申请日期2011年11月7日 优先权日2011年11月7日
发明者王士元 申请人:英利集团有限公司