2硬件电路模块化单元设计
该加热装置硬件电路包括过零检测电路模块和可控硅驱动电路模块。过零检测电路用于检测交流电源 电压过零点，可控硅驱动电路用于触发可控硅导通。
2．1过零检测电路
过零检测电路如图2所示，由三抽头同步变压器 TRA，二极管半桥整流D1、D2，运算放大器AR1，三极管T等组成。当二极管半桥整流输出端为零时(即交 流电源的电压过零点)，运算放大器两输入端都为零， 运算放大器输出为零，三极管T截止，信号输出端输 出为5 V，否则为0 V。这样就获取了交流电源的电压过零点。
在获取交流电源电压的过零点后，可根据加热器 的功率要求，由模糊PID算法得出双向可控硅的导通 角，即确定双向可控硅在过零点后的时刻导通。
2．2 可控硅驱动电路
针对注塑机需要控制多组加热器问题，本研究采 用模块化单元设计方法，根据注塑机料筒加热器组数 提供多组模块化设计单元，以下是单模块的设计方法。可控硅驱动电路(如图3所示)主要由以下几部 分组成：
(1)整流滤波部分：由TRA(L 2)、全桥整流电桥BRIDGE1、有极电容C1组成，将220 V交流电变为9 V直流电。
(2)可控硅驱动部分：由光电耦合器U1、三极T1，、有极电容C1，和电阻R3等组成。当确定可控硅的 导通角后，就在导通时刻在信号输入端输入一个低 电平，光电耦合器 。导通，经三极管 。放大，R4、T1、C1 和可控硅KS门极组成的回路导通，它的电流可触发可控硅KS导通，直到交流电源电压下一个过零点时KS截止。重新计时，到达导通点时由驱动电路触发可控硅KS导通，如此反复。可控硅每秒可以动作上千次，通过可控硅的导通角与加热功率的关系，就实现了数字式变功率加热。图3中的发光二极管D1是提示该段料筒加热元件是否处于加热状态，在双向可控硅两端并联滤波电路R6、C2，可以有效地消除因电流变化率过大而产生的高频电磁污染。
此外，注塑机各段料筒之间温度相互耦合作用较强，尤其是相邻段之间，单段温度控制不能保证料筒整体的温度控制精度。为此，本研究采用多个并行可控 硅驱动单元模块分别控制注塑机各段料筒加热器的加 热功率，并由工控机的注塑机料筒温度模糊PID控制算法得出下一时刻各段料筒加热器的加热功率，这样就将复杂的多输入／多输出系统分解成多个独立的单回路控制系统，实现对注塑机料筒固体输送段、熔融加热段、保温段和挤出段各段独立的数字式变功率加热。该加热装置不但提高了温度控制系统的温控精度，而且减小了控制系统实施多变量控制的复杂度，提高了控制器的实时性。
