一種新型數字化控制儀制造技術

本實用新型專利技術涉及對高效加熱爐窯燃燒系統進行換向控制的儀器一種新型數字化控制儀，是以８７Ｃ１９６ＫＣ單片機為控制核心，采集３路溫度信號，實時監測３個閥體位置信號，配以專用軟件程序，對３個閥體進行實時控制，以達到小型高效爐窯燃燒系統換向控制的目的。由８７Ｃ１９６ＫＣ單片機、輸入模擬量轉換單元、光電隔離、控制輸出處理單元、數碼顯示、面板按鍵、存儲器、驅動電路、聲光報警、ＳＳＲ固態繼電器組成。本實用新型專利技術具有響應及控制速度快、現場抗干擾能力強、安裝和操作方便、安全可靠和性能價格比高的特點，可實現現場３６５天不間斷運行及實時控制。（*該技術在2013年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及對高效加熱爐窯燃燒系統進行換向控制的儀器，特別涉及一種新型數字化控制儀。以87C196KC單片機為控制核心，采集3路溫度信號，實時監測3個閥體位置信號，配以專用軟件程序，對3個閥體(2個快切閥和1個換向閥)進行實時控制，以達到小型高效爐窯燃燒系統換向控制的目的。本技術數字化控制儀
技術實現思路
如下本技術由以下部分組成(附圖說明圖1)87C196KC單片機(1)、輸入模擬量轉換單元(2)、光電隔離(3)、控制輸出處理單元(4)、數碼顯示(5)、面板按鍵(6)、存儲器(7)、驅動電路(8)、聲光報警(9)、SSR固態繼電器(10)。3個溫度信號(2處預熱后和1處四通閥排煙出口測溫點)連接輸入模擬量轉換單元(2)，輸入模擬量轉換單元(2)與87C196KC單片機(1)連接；3個閥體位置信號連接光電隔離(3)，光電隔離(3)輸出一是與87C196KC單片機(1)連接、二是與控制輸出處理單元(4)連接；控制輸出處理單元(4)與87C196KC單片機及光電隔離(3)輸出端連接，控制輸出處理單元(4)輸出可直接連接控制3個閥體動作的電磁閥，或經過中間繼電器再連接控制3個閥體動作的電磁閥；面板按鍵(6)與87C196KC單片機(1)連接；存儲器(7)與87C196KC單片機(1)連接；數碼顯示(5)與87C196KC單片機(1)連接；87C196KC單片機(1)輸出的報警信號與驅動電路(8)連接，驅動電路(8)輸出一是與聲光報警(9)連接，二是與SSR固態繼電器(10)連接，SSR固態繼電器(10)可與其他電器(備用報警接點)(12)連接，進行其他方式的報警控制。3個溫度信號(3支熱電偶)通過補償導線連接至輸入模擬量轉換單元(2)，輸入模擬量轉換單元(2)將溫度信號通過電壓/頻率轉換器(V/F)變成頻率信號，而后再將這頻率信號經過光電隔離送至87C196KC單片機(1)T2CLK腳，87C196KC單片機(1)對這頻率信號進行定時計數，再經數字處理后，則溫度信號變換成對應的溫度值，另外溫度補償信號直接送至87C196KC單片機(1)ACH0腳，參與這部分溫度變換。3個閥體位置信號通過導線連接至光電隔離(3)，而后送至87C196KC單片機(1)P0.4、P0.5、P0.6、P0.7腳，87C196KC單片機(1)則可對3個閥體位置實時監測。87C196KC單片機(1)對3個閥體控制信號即87C196KC單片機(1)P1.5、P1.6、P1.7腳的輸出連接至控制輸出處理單元(4)，控制輸出處理單元(4)將87C196KC單片機(1)輸出的2個閥體控制信號(控制2個快切閥信號)進行互鎖，并同時與光電隔離(3)輸出的2個閥體位置信號(2個快切閥)分別進行互鎖，從而避免2個快切閥同時被打開的誤動作出現。控制輸出處理單元(4)將87C196KC單片機(1)輸出的3個閥體控制信號經不同處理后，由帶光電隔離的固態繼電器(SSR1、SSR2、SSR3)輸出，實現對3個電磁閥的控制，進而實現對3個閥體的控制。87C196KC單片機(1)的RXD、TXD腳與數碼顯示(5)相連接，數碼顯示(5)進行串行/并行的轉換，將工作閥體標志、該閥體工作時間、溫度值及設定參數等分別和分時顯示出來。面板按鍵(6)與87C196KC單片機(1)的P0.1、P0.2、P0.3、HSI.0、HSI.1、HSI.2、HSI.3腳相連接，實現強制方式與程控方式的設定、強制方式下2個燃燒方向的直接控制、程控方式下的定溫控制與定時控制設定；并實現定溫參數、定時參數、報警溫度、閥體動作超時報警時間、閥體動作最小限時時間等的設定。87C196KC單片機(1)的P2.6、P2.7腳與存儲器(7)即EEPROM相連接，隨時存儲設定的參數。87C196KC單片機(1)P1.2、P1.3腳輸出的報警信號接至驅動電路(8)，驅動電路(8)將報警信號一方面接至聲光報警(9)，由對應的發光二極管顯示及蜂鳴器聲音提示，另一方面接至對應的帶光電隔離的SSR固態繼電器(10)，而SSR固態繼電器(10)與其他電器連接，可實現其他方式的報警控制。87C196KC單片機(1)的工作軟件用匯編語言采用MCS-96指令系統編寫。本技術具有響應及控制速度快、現場抗干擾能力強、安裝和操作方便、安全可靠和性能價格比高的特點，可實現現場365天不間斷運行及實時控制。圖2是本技術的輸入模擬量轉換單元方框電路圖。圖3是本技術的控制輸出處理單元方框電路圖。圖4是87C196KC單片機68腳PLCC封裝圖。1～3路溫度信號(1～3支熱電偶)分別連接至RUJ1～RUJ3放大電路。在RUJ1放大電路中，電阻R4并聯在RUJ1放大電路的輸入端，電阻R5一端接至RUJ1放大電路的電阻R4與電阻R2的聯接點，電阻R5另一端接至電源VCC′，電阻R4、電阻R5在斷偶現象出現時提供給放大器足夠大的輸入信號，以作斷偶提示之用。兩個二極管D1、D2起到對輸入信號限幅作用。電阻R1、電阻R2、電容C1、電容C2、儀表放大器IC1、電阻R3、電位器W1組成雙極性放大電路，將溫度毫伏信號放大，放大倍數一般在10～20倍左右，由電阻R3、電位器W1調整。在RUJ2和RUJ3放大電路的連接與RUJ1放大電路相同。電阻R6、電位器W2、電阻R7、穩壓管DW、電容C5、電阻R8、電容C3、電容C4、V/F和F/V轉換器IC3、電阻R12、電位器W3、電容C6等元器件組成電壓/頻率變換電路(V/F)，電壓/頻率變換電路(V/F)將四選一模擬開關IC2輸出的電壓信號轉換成0～100KHz的脈沖信號，其中電阻R7、穩壓管DW、電容C5、電阻R8使電壓/頻率變換電路(V/F)輸入信號產生1.0V的平移，電阻R6、電位器W2調整電壓/頻率變換電路(V/F)輸入的-1.0V～5.0V信號與輸出的0～100KHz脈沖信號相對應。電源變換僅為圖2光耦左部分提供工作電源。見圖3，控制輸出處理單元方框電路包括二輸入與非門IC1A、二輸入與非門IC1B、二輸入與非門IC1C、反相器IC3A、反相器IC3B、二輸入與非門IC1D、二輸入與非門IC2A組成的互鎖電路，而互鎖電路輸出分二路接至對應的驅動電路，驅動電路由反相器IC3C、高壓輸出反相驅動器(OC)IC4A、電阻R1組成，驅動帶光電隔離的固態繼電器SSR1；驅動電路二由反相器IC3D、高壓輸出反相驅動器(OC)IC4B、電阻R2組成，驅動帶光電隔離的固態繼電器SSR2；驅動電路三由反相器IC3E、反相器IC3F、高壓輸出反相驅動器(OC)IC4C、電阻R3組成，驅動帶光電隔離的固態繼電器SSR3。光電隔離(3)輸出的B閥閥位信號與87C196KC單片機P1.5腳輸出的信號(控制A閥信號)接至二輸入與非門IC1A輸入端，二輸入與非門IC1A、反相器IC3A組成由B閥閥位信號控制的87C196KC單片機P1.5腳輸出信號一級傳輸門；光電隔離(3)輸出A閥閥位信號與87C196KC單片機P1.6腳輸出的信號(控制B閥信號)接至二輸入與非門IC1C輸入端，二輸入與非門IC1C、反相器IC3B組成由A閥閥位信號控制的87C196KC單片機P1.6腳輸出信號一級傳輸門；8本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種新型數字化控制儀，其特征在于：本實用新型由以下部分組成：８７Ｃ１９６ＫＣ單片機（１）、輸入模擬量轉換單元（２）、光電隔離（３）、控制輸出處理單元（４）、數碼顯示（５）、面板按鍵（６）、存儲器（７）、驅動電路（８）、聲光報警（９）、ＳＳＲ固態繼電器（１０）； ３個溫度信號連接輸入模擬量轉換單元（２），輸入模擬量轉換單元（２）與８７Ｃ１９６ＫＣ單片機（１）連接；３個閥體位置信號連接光電隔離（３），光電隔離（３）輸出一是與８７Ｃ１９６ＫＣ單片機（１）連接、二是與控制輸出處理單元（４）連接；控制輸出處理單元（４）與８７Ｃ１９６ＫＣ單片機及光電隔離（３）輸出端連接，控制輸出處理單元（４）輸出可直接連接控制３個閥體動作的電磁閥，或經過中間繼電器再連接控制３個閥體動作的電磁閥；面板按鍵（６）與８７Ｃ１９６ＫＣ單片機（１）連接；存儲器（７）與８７Ｃ１９６ＫＣ單片機（１）連接；數碼顯示（５）與８７Ｃ１９６ＫＣ單片機（１）連接；８７Ｃ１９６ＫＣ單片機（１）輸出的報警信號與驅動電路（８）連接，驅動電路（８）輸出一是與聲光報警（９）連接，二是與ＳＳＲ固態繼電器（１０）連接，ＳＳＲ固態繼電器（１０）可與其他電器（１２）連接，進行其他方式的報警控制。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張潔，張勝彪，孫鵬，
申請(專利權)人：鞍山師范學院，
類型：實用新型
國別省市：21[中國|遼寧]