一种新型数字化控制仪
专利汇可以提供一种新型数字化控制仪专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及对高效加热炉窑燃烧系统进行换向控制的仪器一种新型数字化控制仪，是以87C196KC 单片机 为控制核心，采集3路 温度 信号 ，实时监测3个 阀 体 位置 信号，配以专用 软件 程序，对3个 阀体 进行实时控制，以达到小型高效炉窑燃烧系统换向控制的目的。由87C196KC单片机、输入模拟量转换单元、光 电隔离 、控制输出处理单元、数码显示、面板按键、 存储器 、驱动 电路 、声光报警、SSR固态继电器组成。本实用新型具有响应及控制速度快、现场抗干扰能 力 强、安装和操作方便、安全可靠和性能价格比高的特点，可实现现场365天不间断运行及实时控制。，下面是一种新型数字化控制仪专利的具体信息内容。
1.一种新型数字化控制仪，其特征在于：本实用新型由以下部分组成： 87C196KC单片机(1)、输入模拟量转换单元(2)、光电隔离(3)、控制输出 处理单元(4)、数码显示(5)、面板按键(6)、存储器(7)、驱动电路(8)、 声光报警(9)、SSR固态继电器(10)；
3个温度信号连接输入模拟量转换单元(2)，输入模拟量转换单元(2) 与87C196KC单片机(1)连接；3个阀体位置信号连接光电隔离(3)，光电 隔离(3)输出一是与87C196KC单片机(1)连接、二是与控制输出处理单 元(4)连接；控制输出处理单元(4)与87C196KC单片机及光电隔离(3) 输出端连接，控制输出处理单元(4)输出可直接连接控制3个阀体动作的电 磁阀，或经过中间继电器再连接控制3个阀体动作的电磁阀；面板按键(6) 与87C196KC单片机(1)连接；存储器(7)与87C196KC单片机(1)连接； 数码显示(5)与87C196KC单片机(1)连接；87C196KC单片机(1)输出 的报警信号与驱动电路(8)连接，驱动电路(8)输出一是与声光报警(9) 连接，二是与SSR固态继电器(10)连接，SSR固态继电器(10)可与其他 电器(12)连接，进行其他方式的报警控制。
2.根据权利要求1所述的新型数字化控制仪，其特征在于：所述的输入 模拟量转换单元电路包括仪表放大器IC1及周边元器件组成的放大电路RUJ1、 RUJ2、RUJ3，V/F和F/V转换器IC3及周边元器件组成的电压/频率变换电路 V/F，以及光耦IC7、施密特触发器IC8及周边元器件组成的光电隔离数字信 号传输通路；1～3路温度信号连接至放大电路RUJ1、RUJ2、RUJ3，放大电路 RUJ1、RUJ2、RUJ3分别连接至四选一模拟开关IC2的输入端，四选一模拟开 关IC2的输出端连接至电压/频率变换电路V/F的输入端，输入模拟量转换单 元电路还包括集成温度一电流传感器AD590及周边元器件组成的温度补偿电路 WENBU；
输入模拟量转换单元的R二UJ1放大电路中，电阻R4并联在RUJ1放大电路 的输入端，电阻R5一端接至RUJ1放大电路的电阻R4与电阻R2的联接点， 电阻R5另一端接至电源VCC′，RUJ2和RUJ3放大电路连接关系与RUJ1放大 电路相同。
3.根据权利要求1所述的新型数字化控制仪，其特征在于：所述的控制 输出处理单元包括二输入与非门IC1A、二输入与非门IC1B、二输入与非门 IC1C、反相器IC3A、反相器IC3B、二输入与非门IC1D、二输入与非门IC2A 组成的互锁电路，而互锁电路输出分二路接至对应的驱动电路，驱动电路一 由反相器IC3C、高压输出反相驱动器(OC)IC4A、电阻R1组成，连接带光电 隔离的固态继电器SSR1；驱动电路二由反相器IC3D、高压输出反相驱动器(OC) IC4B、电阻R2组成，连接带光电隔离的固态继电器SSR2；驱动电路三由反相 器IC3E、反相器IC3F、高压输出反相驱动器(OC)IC4C、电阻R3组成，连 接带光电隔离的固态继电器SSR3；
光电隔离(3)输出的B阀阀位信号与87C196KC单片机P1.5脚输出的信 号即控制A阀信号接至二输入与非门IC1A输入端，二输入与非门IC1A、反相 器IC3A组成由B阀阀位信号控制的87C196KC单片机P1.5脚输出信号一级传 输门；光电隔离(3)输出A阀阀位信号与87C196KC单片机P1.6脚输出的信 号即控制B阀信号接至二输入与非门IC1C输入端，二输入与非门IC1C、反相 器IC3B组成由A阀阀位信号控制的87C196KC单片机P1.6脚输出信号一级传 输门；87C196KC单片机P1.5脚输出的信号即控制A阀信号、P1.6脚输出的 信号即控制B阀信号接至二输入与非门IC1B输入端，二输入与非门IC1B输 出分别接至二输入与非门IC1D和二输入与非门IC2A，二输入与非门IC1D形 成由二输入与非门IC1B输出控制的87C196KC单片机P1.5脚输出信号二级传 输门；二输入与非门IC2A形成由IC1B输出控制的87C196KC单片机P1.6脚 输出信号二级传输门。
技术领域
本实用新型涉及对高效加热炉窑燃烧系统进行换向控制的仪器，特别涉 及一种新型数字化控制仪。
背景技术
实用新型内容
本实用新型为解决现有技术的问题，目的是为小型炉窑的蓄热式换向燃 烧系统提供一种可靠的新型数字化控制仪。
以87C196KC单片机为控制核心，采集3路温度信号，实时监测3个阀 体位置信号，配以专用软件程序，对3个阀体(2个快切阀和1个换向阀)进 行实时控制，以达到小型高效炉窑燃烧系统换向控制的目的。
本实用新型数字化控制仪技术内容如下：
本实用新型由以下部分组成(图1)：87C196KC单片机(1)、输入模 拟量转换单元(2)、光电隔离(3)、控制输出处理单元(4)、数码显示(5)、 面板按键(6)、存储器(7)、驱动电路(8)、声光报警(9)、SSR固态继电 器(10)。
3个温度信号(2处预热后和1处四通阀排烟出口测温点)连接输入模拟 量转换单元(2)，输入模拟量转换单元(2)与87C196KC单片机(1)连接； 3个阀体位置信号连接光电隔离(3)，光电隔离(3)输出一是与87C196KC 单片机(1)连接、二是与控制输出处理单元(4)连接；控制输出处理单元 (4)与87C196KC单片机及光电隔离(3)输出端连接，控制输出处理单元 (4)输出可直接连接控制3个阀体动作的电磁阀，或经过中间继电器再连接 控制3个阀体动作的电磁阀；面板按键(6)与87C196KC单片机(1)连接； 存储器(7)与87C196KC单片机(1)连接；数码显示(5)与87C196KC单 片机(1)连接；87C196KC单片机(1)输出的报警信号与驱动电路(8)连 接，驱动电路(8)输出一是与声光报警(9)连接，二是与SSR固态继电器 (10)连接，SSR固态继电器(10)可与其他电器(备用报警接点)(12)连 接，进行其他方式的报警控制。
3个温度信号(3支热电偶)通过补偿导线连接至输入模拟量转换单元 (2)，输入模拟量转换单元(2)将温度信号通过电压/频率转换器(V/F)变 成频率信号，而后再将这频率信号经过光电隔离送至87C196KC单片机(1) T2CLK脚，87C196KC单片机(1)对这频率信号进行定时计数，再经数字处 理后，则温度信号变换成对应的温度值，另外温度补偿信号直接送至 87C196KC单片机(1)ACH0脚，参与这部分温度变换。
3个阀体位置信号通过导线连接至光电隔离(3)，而后送至87C196KC单 片机(1)P0.4、P0.5、P0.6、P0.7脚，87C196KC单片机(1)则可对3个 阀体位置实时监测。
87C196KC单片机(1)对3个阀体控制信号即87C196KC单片机(1)P1.5、 P1.6、P1.7脚的输出连接至控制输出处理单元(4)，控制输出处理单元(4) 将87C196KC单片机(1)输出的2个阀体控制信号(控制2个快切阀信号) 进行互锁，并同时与光电隔离(3)输出的2个阀体位置信号(2个快切阀) 分别进行互锁，从而避免2个快切阀同时被打开的误动作出现。控制输出处 理单元(4)将87C196KC单片机(1)输出的3个阀体控制信号经不同处理后， 由带光电隔离的固态继电器(SSR1、SSR2、SSR3)输出，实现对3个电磁阀 的控制，进而实现对3个阀体的控制。
87C196KC单片机(1)的RXD、TXD脚与数码显示(5)相连接，数码显 示(5)进行串行/并行的转换，将工作阀体标志、该阀体工作时间、温度值 及设定参数等分别和分时显示出来。
面板按键(6)与87C196KC单片机(1)的P0.1、P0.2、P0.3、HSI.0、 HSI.1、HSI.2、HSI.3脚相连接，实现强制方式与程控方式的设定、强制方式 下2个燃烧方向的直接控制、程控方式下的定温控制与定时控制设定；并实 现定温参数、定时参数、报警温度、阀体动作超时报警时间、阀体动作最小 限时时间等的设定。
87C196KC单片机(1)的P2.6、P2.7脚与存储器(7)即EEPROM相连接， 随时存储设定的参数。
87C196KC单片机(1)P1.2、P1.3脚输出的报警信号接至驱动电路(8)， 驱动电路(8)将报警信号一方面接至声光报警(9)，由对应的发光二极管显 示及蜂鸣器声音提示，另一方面接至对应的带光电隔离的SSR固态继电器 (10)，而SSR固态继电器(10)与其他电器连接，可实现其他方式的报警控 制。
87C196KC单片机(1)的工作软件用汇编语言采用MCS-96指令系统编 写。
本实用新型具有响应及控制速度快、现场抗干扰能力强、安装和操作方 便、安全可靠和性能价格比高的特点，可实现现场365天不间断运行及实时 控制。
附图说明
图1是本实用新型的方框图。
图2是本实用新型的输入模拟量转换单元方框电路图。
图3是本实用新型的控制输出处理单元方框电路图。
图4是87C196KC单片机68脚PLCC封装图。
具体实施方式
1～3路温度信号(1～3支热电偶)分别连接至RUJ1～RUJ3放大电路。 在RUJ1放大电路中，电阻R4并联在RUJ1放大电路的输入端，电阻R5一端 接至RUJ1放大电路的电阻R4与电阻R2的联接点，电阻R5另一端接至电源 VCC′，电阻R4、电阻R5在断偶现象出现时提供给放大器足够大的输入信号， 以作断偶提示之用。两个二极管D1、D2起到对输入信号限幅作用。电阻R1、 电阻R2、电容C1、电容C2、仪表放大器IC1、电阻R3、电位器W1组成双极 性放大电路，将温度毫伏信号放大，放大倍数一般在10～20倍左右，由电阻 R3、电位器W1调整。在RUJ2和RUJ3放大电路的连接与RUJ1放大电路相同。
电阻R6、电位器W2、电阻R7、稳压管DW、电容C5、电阻R8、电容C3、 电容C4、V/F和F/V转换器IC3、电阻R12、电位器W3、电容C6等元器件组 成电压/频率变换电路(V/F)，电压/频率变换电路(V/F)将四选一模拟开关 IC2输出的电压信号转换成0～100KHz的脉冲信号，其中电阻R7、稳压管DW、 电容C5、电阻R8使电压/频率变换电路(V/F)输入信号产生1.0V的平移， 电阻R6、电位器W2调整电压/频率变换电路(V/F)输入的-1.0V～5.0V信号 与输出的0～100KHz脉冲信号相对应。
电源变换仅为图2光耦左部分提供工作电源。
见图3，控制输出处理单元方框电路包括二输入与非门IC1A、二输入与 非门IC1B、二输入与非门IC1C、反相器IC3A、反相器IC3B、二输入与非门 IC1D、二输入与非门IC2A组成的互锁电路，而互锁电路输出分二路接至对应 的驱动电路，驱动电路由反相器IC3C、高压输出反相驱动器(OC)IC4A、 电阻R1组成，驱动带光电隔离的固态继电器SSR1；驱动电路二由反相器IC3D、 高压输出反相驱动器(OC)IC4B、电阻R2组成，驱动带光电隔离的固态继电 器SSR2；驱动电路三由反相器IC3E、反相器IC3F、高压输出反相驱动器(OC) IC4C、电阻R3组成，驱动带光电隔离的固态继电器SSR3。
光电隔离(3)输出的B阀阀位信号与87C196KC单片机P1.5脚输出的信 号(控制A阀信号)接至二输入与非门IC1A输入端，二输入与非门IC1A、反 相器IC3A组成由B阀阀位信号控制的87C196KC单片机P1.5脚输出信号一级 传输门；光电隔离(3)输出A阀阀位信号与87C196KC单片机P1.6脚输出的 信号(控制B阀信号)接至二输入与非门IC1C输入端，二输入与非门IC1C、 反相器IC3B组成由A阀阀位信号控制的87C196KC单片机P1.6脚输出信号一 级传输门；87C196KC单片机P1.5脚输出的信号(控制A阀信号)、P1.6脚输 出的信号(控制B阀信号)接至二输入与非门IC1B输入端，二输入与非门IC1B 输出分别接至二输入与非门IC1D和二输入与非门IC2A，二输入与非门IC1D 形成由二输入与非门IC1B输出控制的87C196KC单片机P1.5脚输出信号二级 传输门；二输入与非门IC2A形成由IC1B输出控制的87C196KC单片机P1.6 脚输出信号二级传输门。从而保证87C196KC单片机P1.5脚输出的信号(控 制A阀信号)和P1.6脚输出的信号(控制B阀信号)不能将2个快切阀同时 控制打开，以及当一个快切阀没有完全关闭时，另一个快切阀也不能被控制 打开。
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