CN2300099Y - 石蜡成型机监测仪 - Google Patents

Abstract

一种石蜡成型机监测仪,解决了成型机卡盘(盛蜡)事故,它具有采用2×4键盘用于各种操作命令的输入,数据采集、电路在8031单片机控制下完成14个测点拉力的采集及A/D输入功能,既可打印输出,又可数码指示显示,并可声光报警及闭环控制,适用于国产和进口石蜡成型机运行状态的长期测控和初始调试。

Description

石腊成型机监测仪

本实用新型是一种石蜡型机监测仪，它适用于国产或进口石蜡成型机运行状态的长期测控和初始调试，是石化制蜡行业一种重要的监测***。

由于石蜡成型机属七层链条式结构。结构复杂，调试困难，无论国产或进口机都经常发生卡盘(盛蜡)事故，一旦卡盘，托动电机应立即停转。以往曾试用过限位开关等多种测***，但都因种种蔽端而被淘汰，致使卡盘发生后，电机仍在转动，将链条和蜡盘损坏，除了更换链条和蜡盘费用昂贵外，仅停产一天所造成的损失就达几十万，所以本技术针对此问题进行了开发和研制。

本实用新型的目的是为解决上述问题而提供一种可进行长期监控、实现可控制卡盘拉力变大、反应灵敏、稳定可靠的石腊成型机监测仪。

为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案，是通过以下措施来实现的：具有在成型机七层左右14个拉杆上装有对应的双悬臂梁应变力传感器，分别通过输出信号V₁₊接入1IC₂正输入端，输出端通过1R₆、1R_8、1W2，使1W₂两端分别通过1R₉接+5v和1R₁₀接-5v。传感器信号VI-接入1IC₁正输入端，负输入端通过1W₁与1IC₂负输入端连接，使1IC₁输出端通过1R₅和1R₆分别接1IC₃正负输入端，输出端通过1R₁₁、1R₁₂和IC₅分别接入1IC_4-1正负输入端，输出端连接1IC_4-2正输入端，输出端通过ID₁与负输入端相连接并通过1R₁₄接地，同时通过1R₁₃输出V_o信号组成左右7个通道放大滤波电路和由基准电压V_ref通过1R₁₆与1R₁₇相连接，并使两连接端分别接入1IC_5-1负输入端和1IC_5-3负输入端，1R₁₇、1R₁₈两连接端分别通过1R₂₁、1R₂₅接入1IC_5-2和1IC_5-4正输入端。由a′点与通过放大滤波电路的电路a点连接并接于1IC_5-2负输入端及通过1R₁₉接1IC_5-1正输入端，b′点与b点连接并接于1IC_5-4负输入端及通过1R₂₃接1IC_5-3正输入端，使1IC_5-1-1IC_5-4的输出端分别与1IC_6-1的1-4输入端连接，输出端通过1R₂₇与ID₄并联，接于1IC_7-1的正输入端，负输入端与1R₂₈、1R₂₉连接，通过1R₂₉接+5v，由1IC_7-1的输出端为V_e信号组成的左右7个通道线路故障检出电路，将14路信号分别送入由输入接口、A/D转换电路、8031主机***及存储器电路、年历电路、2×4键盘电路及预警指示电路、7位LED数码显示电路、报警及闭环控制电路。

本实用新型具有以下特点：

1、采用双悬臂梁力传感器，安装于每层左右两侧链条拉杆上，既不破坏石蜡成型机的原有结构，又抓住了卡盘的主要矛盾——拉力变大，所以安装方便，反应灵敏，稳定可靠，既解决了长期监控问题，又解决了初始调试难的问题。

2、通道放大滤波电路采用低漂移直流放大器，使***稳定可靠。

3、采用通道线路故障检出电路，只要绿灯闪，则为传感器或连接电缆短路或断路，而这在现场是经常出现的，使维修非常方便。

4、***设计先进，技术含量高。

附图的图面说明如下：

图1是总体框图。

图2是传感器结构图。

图3、4、5为图2的实施例。

图6为传感器安装图。

图7为通道放大滤波电路。

图8为通道线路故障检出电路。

图9为输入接口、A/D转换、键盘电路及打印接口。

图10为8031主机***及存储器、年历电路。

图11为工作状态指示电路。

图12为预警指示电路。

图13为7位LED数码显示电路。

图14为报警及闭环控制电路。

以下结合附图对本实用新型作进一步说明：

由图1的总体框图可见，本实用新型包括：固定于石蜡成型机机尾7层左右14只链条拉杆上的力传感器将链拉力变为电信号，送通道放大滤波电路(共7个通道，每个通道为左右完全相同的两路)放大处理后，一路直接送主机***板；另一路送通线路故障检出电路自理后变成err(线路故障)信号主机***板。主机***板包括：输入接口、A/D转换电路、8031主机***及存储器电路、年历电路、2×4键盘电路。经主机***板处理后，分别送工作状态指示电路，推动14只绿灯，分别代表7层左右14个测点：绿灯亮——表示拉力小于正常；绿灯闪——表示线路故障；绿灯灭——表示拉力小于正常值。送预警指示电路，推动7只黄灯，分别代表7层：黄灯亮——表示拉力大于正常值，已达预警值。送7位LED数码显示电路：其中上面1位，循环显示层数，左面3位对应显示该层左测点的拉力或err(线路故障)，右面3位对应显示该层右测点的拉力或err(线路故障)。送报警或闭环控制电路，拉力超过报警值，报警红灯亮，喇叭发出报警声响，切断托动电机电源。送打印机：定时或随时打印7层左右14个测点拉力、err(线路故障)。2×4键盘用于输入各种用户命令。台历电路产生年、月、日、时、分用于显示和打印。

见图2示出了力传感器的结构。力传感器是电阻应变片1粘贴在具有可变形的弹性体2上构成双悬臂梁传感器，设置在拉杆3上。

图3、4、5为图2力传感器实施例的几种结构变化形式，分别为单悬壁(桥式)传感器，“S”形传感器和轮幅式传感器形状。

图6示出了几种传感器的安装位置。图6a拉杆3安装在固定框架6和链轮框架7的通孔内，使固定框架6前端的拉杆3上安装有弹簧5。使弹簧5的前置端设置力传感器4后置端作用于固定框架6上。

同样使力传感器安装位置作相应的调整都可完成上述的目的。见图6b，将力传感器14设置在弹簧5的后置端并作用在固定框架6。见图6c，将力传感器24设置在链轮框架7一侧端的拉杆3上。

见图7，为通道放大滤波电路。应变力传感输出信号V₁₊接入1IC₂正输入端，1IC₂负输入端接于1R₂、1R₄、1W₁固定端，通过1R₄、另一端接1IC₂输出端，并通过1R₆、1R₈和1IC₃正输入端，1R₈另一端接1W₂滑动端，1W₂另两端分别通过1R₉接+5v和1R₁₀接-5v。传感器信号VI-接入1IC₁正输入端，1IC₂负输入端接1R₁、1R₃、1W₁另一固定端并与1W₁滑动端相接。1IC₁输出端接1R₃另一端，并通过1R₅接1IC₃负输入端分别接于1R₇的两端，输出端接1R₇另一端并通过1R₁₁、1R₁₂、IC₅相接，1R₁₂另一端接1IC_4-1正输入端并通过IC₆接地，IC₅另一端与1IC_4-1负输入端和输出端相连，1IC_4-1输出端接1IC_4-2正输入端，1IC_4-2输出端通过ID₁与负输入端相连并通过1R₁₄接地。同时通过1R₁₃输出V_o信号。

+5v通过1R₁₅加到ID₂、ID₃串联电路上，ID₂负端输出稳定的桥压vc加到应变传感器上。

见图8，通道线路故障检出电路。基准电压V_ref通过1R₁₆与1R₁₇相接，并接入1IC_5-1输入端和1IC_5-3负输入端，1R₁₇通过1R₁₈接地并通过1R₂₁接入1IC_5-2正输入端并通过1R₂₅接1IC_5-4正输入端。a′接图7a点，然后接1IC_5-2负输入端并通过1R₁₉接1IC_5-1正输入端，b′接图7b点，然后接1IC_5-4负输入端并通过1R₂₃接1IC_5-3正输入端。1IC_5-1输出端接1IC_6-1的1输入端并通过1R₂₀接1IC_5-1正输入端；1IC_5-2输出端接1IC_6-1的2输入端并通过1R₂₂接1IC_5-2正输入端；1IC_5-3输出端接1IC_6-1的3输入端并通过1R₂₄接1IC_5-3正输入端；1IC_5-4输出端接1IC_6-1的4输入端并通过1R₂₆接1IC_5-4正输入端。1R₂₇与ID₄并联，一端接1IC_6-1的输出端，另一端接1IC_7-1的输入端并通过IC₇接地，1IC_7-1的负输入端通过1R₂₈接地并通过1R₂₉接+5v，1IC_7-1的输出端为V_e信号。

见图9，输入接口、A/D转换电路。由一通至七通道的V_o信号1L、1R-7L、7R分别接到2IC₇的X₁-X₁₄端，2IC₉的PA₀-PA₃分别与2IC₇的A₀-A₃相接，IC₇的COM端接于2IC₈的10Vspn端，2IC₇的X₀、X₁₅、INH端接地，2IC₈的DB₀-DB₃分别接数据总线的D₄-D₇，DB₄-DB₁₁分别接数据总线的D₀-D₇，AO/SC接 WR信号，R/ C通过2IC_14-2接 RD信号， WR与 RD通过2IC_14-3相联与后输出接2IC₈的CE端，2IC₈的REFOUT端接电位器2W₁的一端，2W₁的中心端和另一端相联后接2IC₈的REFIN端，2IC₈的BPLROF通过2R₁₀接地，同时通过2R₉接2W₂的中心端，2W₂的另两端分别接+VS和-VS，2IC₈的CS接+5v，12/8端接地，CS接Y₅，STATUS端接T₁。由一通道至七通道的V_e信号+1LE、1RE-4LE、4RE分别接2IC₉的PB₀-PB₇端，5LE、5RE-7LE、7RE分别接2IC₉的PC₀-PC₅端，2IC₉的D₀-D₇端与数据总线的D₀-D₇端相接，2IC₉的A₀、A₁、 WR、 RD、RESEET分别对应总线A₀、A₁、 WR、 RD、RESEET相接， CS片选与Y₁相接。

键盘电路、打印机接口电路及预、报警显示接口电路由2IC₁₀的PA₀-PA₇分别通过C₁-C₈接键盘的K₁-K₈，同时接2IC₁₁的X₁-X₈，2IC₁₁输出端Q通过2IC_14-1接INTO，电阻2R₁₉-2R₂₆是PA₀-PA₇的上拉电阻，2IC₁₀的PB₀-PB₇分别接打印机接口PR₂-PR₉，2IC₁₀的PC₀-PC₇分别接预警、报警显示口C₃₅-C₃₈、B₃₅-B₃₈，2IC₁₀的D₀-D₇、A₀、A₁、 WR、 RD、RESEET相接， CS接Y₂。由2IC_16-1、2IC_16-2、2R₁₃-2R₁₆、2C₅、2C₆和2Q₁组成多谐振荡器，由B₁₈输出方波信号，使面灯具有亮功能。

见图10，8031主机***及储存器、年历电路、LED显示接口、LED外显示接口电路。8031单片机2IC₁的P₂口为地址总线的高8位，P₀口为地址总线的低8位和数据线，地址低8位和数据线分时复用，2IC₂在2IC₁的ALE信号控制下完成地址低8位锁存，2IC₂的D₀-D₇与2IC₁的D₀-D₇相连接，其输出与地址总线的A₀-A₇相连接。数据总线D₀-D₇分别连接2IC₃(ROM)、2IC₄(RAM)、2IC₅(年历电路)的D₀-D₇端，地址总线A₀-A₁₂分别连接2IC₃、2IC₄的A₀-A₁₂端，2IC₁的P₂₅、P₂₆、P₂₇连接2IC₆的A、B、C端，经IC₆译码器输出片选信号Y₀-Y₅分别接2IC₁₂的3脚、2IC₉的片选端 CS和2IC₁₀的片选端 CS、2IC_16-3的2脚，2IC_16-4的5脚、2IC₈的片选端CS、2IC₁₂的9脚、2IC₁₂的8脚输出接2IC₅的片选端CE，4脚接2IC₄的片选端 CS₁，由2IC₁₂和2R₃-2R₈组成的看门狗电路与2E₁、2D₁内部电池供电电路使2IC₄、2IC₅的数据在掉电时不丢失。2IC₁的写信号 WR连接2IC₄的 WR端、2IC₅的R/W端、2IC_16-3的3脚、2IC_16-4的6脚，2IC₁的PSEN连接IC₃的OE端，2IC₁的 RD接2IC₄的 OE端和2IC₅的DS端2IC₁的RXD通过B₉接LED显示，同时通过2IC_13-1输出接外显示器EXT₁端，2IC₁的TSD端接2IC_13-2的10脚和2IC_13-3的4脚，2IC₁的T₀端接2IC_13-2的9脚和2IC_13-3的5脚，2IC_13-2的输出接LED显示，2IC_13-3的输出接外显示器EXT₂端。2IC₁的P₁₇、P₁₆、P₁₄分别接打印机接口PR₁、PR₁₁、PR₁₅端，2IC₁的P₁₀接打印机电源PRTPOU，2IC₁的P₁₀15端通过B₁₁输出报警信号。2YD₁、2C₁、2C₂与2IC₁的X₁端、X₂端相接组成时钟振荡器，为2IC₁提供时钟。2IC_15-1、-2、-3、2R₂₇、2R₃、2YD₂组成年历时钟振荡电路接2IC₅的OSC₂端。

见图11，工作状态指示电路。3IC₃(74LS₅₁)-3IC₉(74LS₅₁)5、11脚接FLASH(门)信号。LINE 1L-7L分别接4脚，反相以后接3脚，LINE 1R-7R分别接9脚，反相以后接12脚。8位数据D₀-D₇同时加到3IC₁(74LS₃₇₃₎和3IC₂(74LS₃₇₃)的18、3、17、4、7、14、8、12脚，3IC₁的19、16、6、9脚和3IC₂的19、16、6脚分别接3IC₃-3IC₉的2脚。3IC₁的2、5、15、10脚和3IC₂的2、5、15脚和分别接3IC₃-3IC₉的1脚。3IC₃-3IC₉的6脚分别通限流电阻接1-7层的左通道绿灯。3IC₃-3IC₉的8脚分别通限流电阻接1-7层右通道绿灯。左右通道绿灯3D₁₀-3D₂₃的正极接+5v。

见图12，预警指示电路。3IC₁₁(74LS₃₂)-3IC₁₈(74LS₃₂)的一个输入端2、5、9、9、5、2、12、12脚接FLASH(门)信号。P₁₅报警信号接3IC₁₁的另一输入端1脚并通过3R₂加到3N₁基极。PC₀-PC₆预警信号分别加到3IC₁₂-3IC₁₈的另一输入端4、10、10、4、1、13、13脚。3IC₁₁的3脚通过3R₆接3D₂负极，3N₁集电极与3N₂基极相连，3N₂集电极输出H2OUT(报警)信号。3IC₁₂-3IC₁₈的6、8、8、6、3、11、11分别通过3R₇-3R₁₃接3D₃-3D₉负极。3D₂-3D₉正极接+5v。

+5V经3R₅和3D₁稳压后送3IC₁₀(LM353)+输入端，-输入端接3R₃、3R₄，3R₃另一端接地。3R₄另一端接3IC₁₀输出端，并输出Vref(基准)信号。

见图13，7位LED数码显示电路。DATA(数据)送4IC₁(74LS₁₆₄)A、B，然后从Q₇输出送4IC₂(74LS₁₆₄₎A、B……最后送4IC₇(74LS₁₆₄)A、B。CP(时钟)同时送4IC₁-4IC₇CLK脚。4IC₁-4IC₇的 MR(74LS₁₆₄)全接+5v。4IC₁的Q₀-Q₇分别通过4R₁-R₈(510Q)接4×1(LTS546G)的a、b、c、d、e、f、g……4R₂-R₇至4×2-4×7接法与4IC₁与4×1的接法完全相同。

见图14，报警及闭环控制电路。TTOPT(允许打印信号)加到5N₃与5N₄组成的复合管的基极上，复合管集电极接5J₁一端与5D₁正极，5J₁另一端与5D₁负端接+5v。当允许打印时，5J₁线圈通过电流，K₁₀与K₁₂通，PT₁上的-220V电压(TO-220V)送到PT₂，供打印机使用(TO PRT POW)。

H2OUT信号(闭环控制)加到5N₅基极，5N₅控制5N₅，5N₅发射极接地，集电极接5J₂一端与5D₂正极，5J₂另一端与5D₂相连中后接+5v。当闭环控制信号到来后5J₂线圈通过电流，K₂₀与K₂₂通，H2OUT₁上的-220V电压(TO-220V)送到H2OYT₂，去控制-220V继电器(TOJ₃)吸合，J₃再控制电机电源用交流接触器断电，使电机停转。

H1OUT(声光报警)通过K₄加到5N₁、5N₂组成的复合管的基极上，复合的集电极接5IC₁(MUSIC LM₉₅₆₁)的1脚和5IC₂(LM₃₈₆)的2、4脚(都是负电源端)，当K₄(允许喇叭报警开关)闭合，H1OUT信号来时，5IC₁、5IC₂电源接通，5IC₁输出通过5R₁、5R₂分压，再经巡5C₁、5R₃高通处理后，送5IC₂的3脚(输入)，经5IC₂功率放大后，通过5C₃加到喇叭上发出报警声响。

Claims (4)

1、一种石蜡成型机监测仪，包括力传感器和主机***板，其特征是：具有在成型机七层左右14个拉杆上装有对应的双悬臂梁应变力传感器，分别通过输出信号V₁₊接入1IC₂正输入端，输出端通过1R₆、1R_8、1W2，使IW₂两端分别通过1R₉接+5v和1R₁₀接-5v。传感器信号VI-接入1IC₁正输入端，负输入端通过1W₁与1IC₂负输入端连接，使1IC₁输出端通过1R₅和1R₆分别接1IC₃正负输入端，输出端通过1R₁₁、1R₁₂和IC₅分别接入1IC_4-1正负输入端，输出端连接1IC_4-2正输入端，输出端通过ID₁与负输入端相连接并通过1R₁₄接地，同时通过1R₁₃输出V_o信号组成左右7个通道放大滤波电路和由基准电压V_ref通过1R₁₆与1R₁₇相连接，并使两连接端分别接入1IC_5-1负输入端和1IC_5-3负输入端，1R₁₇、1R₁₈两连接端分别通过1R₂₁、1R₂₅接入1IC_5-2和1IC_5-4正输入端。由a′点与通过放大滤波电路的电路a点连接并接于1IC_5-2负输入端及通过1R₁₉接1IC_5-1正输入端，b′点与b点连接并接于1IC_5-4负输入端及通过1R₂₃接1IC_5-3正输入端，使1IC_5-1-1IC_5-4的输出端分别与1IC_6-1的1-4输入端连接，输出端通过1R₂₇与ID₄并联，接于1IC_7-1的正输入端，负输入端与1R₂₈、1R₂₉连接，通过1R₂₉接+5v，由1IC_7-1的输出端为V_e信号组成的左右7个通道线路故障检出电路，将14路信号分别送入由输入接口、A/D转换电路、8031主机***及存储器电路、年历电路、2×4键盘电路及预警指示电路、7位LED数码显示电路、报警及闭环控制电路。

2、根据权利要求1所述的石蜡成型机监测仪，其特征是：所述的力传感器是电阻应变片(1)粘贴在具有弹性变形弹性体(2)上组成的，并设置在拉杆(3)上。

3、根据权利要求2所述的石蜡成型机监测仪，其特征是：传感器的结构特征为双悬臂梁、单悬臂梁、“S”梁或圆形式轮幅结构。

4、根据权利要求1所述的石蜡成型机监测仪，其特征是：所述的力传感器(4、14、24)安装在石蜡成型机机尾的弹簧(5)与固定框架(6)之间，或弹簧(5)与拉杆(3)之间，或拉杆(3)与链轮框架(7)之间。

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