CN2749213Y

CN2749213Y - 中频感应加热温度智能测控仪

Info

Publication number: CN2749213Y
Application number: CN 200420055439
Authority: CN
Inventors: 付华; 杜晓坤
Original assignee: Liaoning Technical University
Current assignee: Liaoning Technical University
Priority date: 2004-12-04
Filing date: 2004-12-04
Publication date: 2005-12-28
Anticipated expiration: 2014-12-04

Abstract

本实用新型属中频感应温度测控仪器，特别涉及一种在机械制造和冶金工业方面应用，如淬火、透热、熔炼、钎焊和烧结等中频感应加热温度智能测控仪，由电源电路(1)、模入通道电路(2)、键盘显示电路(5)和报警电路(6)组成，整个检测控制***中设置了中央处理电路(3)、同步脉冲电路(7)和触发脉冲形成电路(4)；采用此智能测控仪对中频感应加热温度的测控，技术先进，随机、实时性好，保证了生产质量，提高了工件应用场所的安全生产。

Description

中频感应加热温度智能测控仪

技术领域

本实用新型属中频感应温度测控仪器，特别涉及一种在机械制造和冶金工业方面应用，如淬火、透热、熔炼、钎焊和烧结等中频感应加热温度智能测控仪。

技术背景

近年来，中频感应加热技术在我国的机械制造工业和冶金工业方面得到了广泛应用，如淬火、透热、熔炼、钎焊和烧结等。在这些应用中对加热温度有严格要求，在对工件进行感应加热时，如果淬火和回火温度不能控制在所要求的允许范围内，则工件的硬度和耐磨性就达不到品及质量要求，影响工件的使用寿命，降低企业的经济效益。目前我国中频感应加热温度检测与控制手段比较落后，随机实时性较差，不能满足生产需要，经常发生质量问题，更严重的是影响工件应用场所的安全生产。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提供一种以87C552单片机为核心，采用PID调节算法，以随机快速实时的控制中频炉温度达到实际要求的中频感应加热温度智能测控仪。

本实用新型解决技术问题采用的技术方案是：一种由电源电路、模入通道电路、键盘显示电路和报警电路构成的中频感应加热温度智能测控仪，它的特点是在整个检测控制***中设置了中央处理***、同步脉冲电路和触发脉冲形成电路；中央处理电路它包括：中央处理模块U₃、晶体振荡器y₁、电容C₃、C₄，电解电容C₁₈、电阻R₁₆和开关K；U₃的1脚接采样保持器D₁的OUT端，16脚接D₁的LC端，7、8、9、30、31脚分别接减法计数器21、20、19、23、22脚，48脚接U₄的9、15脚和可编程键盘/显示接口模块U₁的CLK端，25脚接U₁的AO端，27脚接非门U₇C的6脚，26脚接非门U₇A的2脚，39～46脚分别接U₁的D₀、D₁～D₇，21脚接非门U₇B的3脚，24脚接U₁的CS端，50～57脚分别接U₄的1～8脚，35脚接电容C₃一端、晶体振荡器y₁一端，34脚接y₁的另一端和电容C₄的一端，C₃、C₄另一端接地，15脚接开关K一端、电阻R₁₆一端、电解电容C₁₈负极，C₁₈正极接K另一端、C₁₆正极、C₁₀一端和三端固定稳压电源U₁₂的3脚。

同步脉冲电路它包括：运算放大器U₁A、光电耦合器U₂、锁相环模块U₅、计算机U₆、可变电阻R₁、电阻R₂、R₄、R₅、R₆、R₇、R₁₁、R₁₂、电容C₅～C₇、C₁₂、二极管D₂、D₃和非门U₇A；U₁A的1脚接R₆一端，2脚接D₃、D₂、R₅一端，R₅另一端接C₇、R₂一端，R₂的另一端接C₅一端、R₁的1、3脚，R₁的2脚接A相输入，U₁A的3脚接D₃、D₂、C₇、C₅的另一端和地，4脚接负15伏电源，5脚接正15伏电源；U₂的1、2脚接R₆的另一端，3脚接正15伏电源，4脚接U₅的14脚、R₇的一端，R₇的另一端接地；U₅的3脚接U₆的5、15脚，4脚接U₆的14和U₇A的1脚，5脚接C₁₂、R₄一端和地，6、7脚分别接C₆的两端，9脚接R₁₁、R₁₂一端，11脚接R₄另一端，13脚接R₁₁的另一端。

触发脉冲形成电路它包括：减法计算机器U₄、双可再触发单移多谐振荡器J₂、双精度定时器U₉、变压器T、三极管Q₁、或门U₈A、二极管D₄、电解电容C₂、C₁₁、和电阻R₃、R₈、R₁₃、R₁₄；U₄的10脚接J₂的B₁端，13脚接J₂的B₂端；J₂的C₂端接C₂的负极，C₁端接C₁₁的负极，UCC端接R₁₃、R₈的一端、CLR₂端、CLR₁端、R₁₄一端、U₉的4、10脚和正5伏电源，R/C₁端接C₁₁的正极和R₁₃的另一端，Q₁端接U₉的3脚，A₂端接A₁端和GND，R/C₂端接R₈另一端和C₂正极，Q₂端接U₉的11脚；U₉的1、13脚接R₁₄另一端和U₉的2、12脚，5、9脚分别接U₈A的1、2脚；U₈A的3脚接R₃的一端，R₃的另一端接Q₁的基极，Q₁的集电极接D₄的一端、T的2脚，Q₁的发射极接地，T的1脚接正24伏电源和D₄的另一端，T的3、4脚接控制信号。

本实用新型有益效果是：采用此智能测控仪对中频感应加热温度的测控，技术先进，随机、实时性好，保证了生产质量，提高了工件应用场所的安全生产。

附图说明

以下结合附图以实施例具体说明。

图1示中频感应加热温度智能测控仪电路原理图。

图2示图1的恒温闭环控制***的控制方案框图。

图3示图1的控制***框图。

图中，1-电源电路；2-模入通道电路；3-中央处理器电路；4-触发脉冲形成电路；5-键盘显示电路；6-报警电路；7-同步脉冲电路；U₁₀、U₁₂-三端固定正稳压电源；U₁₁-三端固定负稳压电源；J₁-传感器；D₁-采样保持器模块；U₃-中央处理器模块；U₄-减法计数器模块；U₉-双精度定时器模块；J₂-双可再触发单移多谐振荡器；Dpy₁～Dpy₄-键盘显示模块；BIC₁、BIC₂-驱动器；74LS-译码器；U₇A、U₇B、U₇C-非门；LS₁-扬声器；U₅-锁相环模块；U₆-计数器；U₈A-或门；U₁A-运算放大器；U₂-光电耦合器；K-开关；T、T₁、T₂-变压器；D₇、D₈-整流桥；y₁-晶体振荡器；R₁-可变电阻；R₂～R₇、R₁₁～R₁₆-电阻；R₉、R₁₀-电阻组；C₂、C₁₁、C₁₆、C₁₈-电解电容；C₁、C₃、C₄、C₆、C₈、C₉、C₁₀、C₁₂～C₁₅、C₁₇-电容；D₂～D₆-二极管；KEY-双排键盘；U₁-可编程键盘/显示接口模块

具体实施方式

参照附图，该温度智能测控仪，由电源电路1、模入通道电路2、键盘显示电路5和报警电路6组成，它的特点是整个检测控制***中设置了中央处理电路3、同步脉冲电路7和触发脉冲形成电路4；中央处理电路3它包括：中央处理模块U₃、晶体振荡器y₁、电容C₃、C₄，电解电容C₁₈、电阻R₁₆和开关K；U₃的1脚接采样保持器D₁的OUT端，16脚接D₁的LC端，7、8、9、30、31脚分别接减法计数器21、20、19、23、22脚，48脚接U₄的9、15脚和可编程键盘/显示接口模块U₁的CLK端，25脚接U₁的AO端，27脚接非门U₇C的6脚，26脚接非门U₇A的2脚，39～46脚分别接U₁的D₀、D₁～D₇，21脚接非门U₇B的3脚，24脚接U₁的CS端，50～57脚分别接U₄的1～8脚，35脚接电容C₃一端、晶体振荡器y₁一端，34脚接y₁的另一端和电容C₄的一端，C₃、C₄另一端接地，15脚接开关K一端、电阻R₁₆一端、电解电容C₁₈负极，C₁₈正极接K另一端、C₁₆正极、C₁₀一端和三端固定稳压电源U₁₂的3脚。

同步脉冲电路7它包括：运算放大器U₁A、光电耦合器U₂、锁相环模块U₅、计算机U₆、可变电阻R₁、电阻R₂、R₄、R₅、R₆、R₇、R₁₁、R₁₂、电容C₅～C₇、C₁₂、二极管D₂、D₃和非门U₇A；U₁A的1脚接R₆一端，2脚接D₃、D₂、R₅一端，R₅另一端接C₇、R₂一端，R₂的另一端接C₅一端、R₁的1、3脚，R₁的2脚接A相输入，U₁A的3脚接D₃、D₂、C₇、C₅的另一端和地，4脚接负15伏电源，5脚接正15伏电源；U₂的1、2脚接R₆的另一端，3脚接正15伏电源，4脚接U₅的14脚、R₇的一端，R₇的另一端接地；U₅的3脚接U₆的5、15脚，4脚接U₆的14和U₇A的1脚，5脚接C₁₂、R₄一端和地，6、7脚分别接C₆的两端，9脚接R₁₁、R₁₂一端，11脚接R₄另一端，13脚接R₁₁的另一端。

触发脉冲形成电路4它包括：减法计算机器U₄、双可再触发单移多谐振荡器J₂、双精度定时器U₉、变压器T、三极管Q₁、或门U₈A、二极管D₄、电解电容C₂、C₁₁、和电阻R₃、R₈、R₁₃、R₁₄；U₄的10脚接J₂的B₁端，13脚接J₂的B₂端；J₂的C₂端接C₂的负极，C₁端接C₁₁的负极，UCC端接R₁₃、R₈的一端、CLR₂端、CLR₁端、R₁₄一端、U₉的4、10脚和正5伏电源，R/C₁端接C₁₁的正极和R₁₃的另一端，Q₁端接U₉的³脚，A₂端接A₁端和GND，R/C₂端接R₈另一端和C₂正极，Q₂端接U₉的11脚；U₉的1、13脚接R₁₄另一端和U₉的2、12脚，5、9脚分别接U₈A的1、2脚；U₈A的3脚接R₃的一端，R₃的另一端接Q₁的基极，Q₁的集电极接D₄的一端、T的2脚，Q₁的发射极接地，T的1脚接正24伏电源和D₄的另一端，T的3、4脚接控制信号。

电源电路1它包括：变压器T₁、T₂、整流桥D₇、D₈、三端固定正稳压电源U₁₀、U₁₂、三端固定负稳压电源U₁₁、二极管D₅、D₆、电容C₈～C₁₀、C₁₃～C₁₅和电解电容C₁₆；T₁的3、4脚接220V电源，1、2脚接D₇的1、2脚；D₇的3脚接C₁₄一端和U₁₁的3脚，4脚接C₁₃的一端和U₁₀的1脚；U₁₀的2脚接U₁₁的2脚、C₁₄、C₉、D₆的一端和地、C₁₃另一端、C₈、D₅一端，3脚接C₈、D₅的另一端和+15V电源；U₁₁的1脚接C₉、D₆的另一端和-15V电源；T₂的3、4脚接220V电源，1、2脚接D₈的1、2脚；D₈的3脚接C₁₅、C₁₀一端、U₁₂的2脚、C₁₆的负极和地，4脚接C₁₅的另一端和U₁₂的1脚；U₁₂的3脚接C₁₀的另一端、C₁₆的正极和+15V电源。

模入通道电路2它包括：传感器J₁、采样保持器D₁和电容C₁；J ₁的1脚接地，2脚接D₁的INPUT端，3脚接+5V电源；D₁的U₊端接+5V电源，LO端接C₁的一端和地，CH端接C₁另一端，V_-端接-15V电源。

键盘显示电路5它包括：可编程键盘/显示接口模块U₁、译码器74LS、驱动器BIC₁、BIC₂、非门U₇C、显示模块Dpy₁～Dpy₄、双排键盘KEY、电容C₁₇、电阻R₁₅和电阻组R₉、R₁₀；U₁的IRQ端接U₇C的5脚，VCC端接C₁₇一端和+5V电源，RESET端接R₁₅一端和C₁₇的另一端，GND、SHIFT、CNTL端接R₁₅另一端和地，RL₀～RL₇端分别接KEY的0～7脚，SL₀、SL₁、SL₂端分别接74LS的A、B、C端，B₀～B₃、A₀～A₃端分别接BIC₂的1A～8A端；74LS的GIA、GIB、GIC端均接地，G、VCC端分别接BIC₂的G、VCC端。BIC₁的G、VCC端和5V电源，y₂、y₃端分别接BIC₁的3A、4A端，y₁端接BIC₁的2A端、KEY的8～15脚，y₀接BIC₁的1A端、KEY的24～31的1脚；BIC₁的GND端接地，1y～4y分别接Dpy₁～Dpy₄的9脚；BIC₂的GND端接地，1y～8y分别接Dpy₁～Dpy₄的1～8脚和R₁₀的一端，R₁₀的另一端接+5V电源；R₉的一端接KEY的16～23脚，另一端接+5V电源。

报警电路6它包括：非门U₇B和扬声器LS₁；LS₁的一个脚接+5V电源，另一脚接U₇B的4脚。

本测控仪的控制方法及***结构：本装置通过控制晶闸管的导通角来控制变频电路的输出电压均值，从而改变中频电源的输出功率，达到最终控制温度的目的，其恒温闭环控制***的控制方案如附图2所示。根据控制方案而确定的***框图为附图3所示。

中央处理U₃通过采样给定值和反馈量(即传感器经A/D转换的数值)，按照PID控制算法，计算出调整触发延迟角α，并将α换算成减法计数器U₄的计算初值。当对应的同步中断信号到来时，置减法计数器U₄初值并同时启动计数。回零时刻到，计数器U₄输出一个上升沿，上升沿经过触发脉冲形成环节形成单窄脉冲，此单窄脉冲再和随后相隔60度的窄脉冲相或，形成双窄脉冲，经隔离、放大后输出至整流电路的晶闸管，达到控制目的。当温度超过规定上限时，扬声器LS₁将发出报警信号。显示器Dpy₁～Dpy₄将随时显示出工件温度，键盘KEY用于输入数字、循环控制、退出***等功能。

Claims

1、一种中频感应加热温度智能测控仪，由电源电路(1)、模入通道电路(2)、键盘显示电路(5)和报警电路(6)组成，其特征在于整个检测控制***中设置了中央处理电路(3)、同步脉冲电路(7)和触发脉冲形成电路(4)；中央处理电路(3)它包括：中央处理模块U₃、晶体振荡器y₁、电容C₃、C₄，电解电容C₁₈、电阻R₁₆和开关K；U₃的1脚接采样保持器D₁的OUT端，16脚接D₁的LC端，7、8、9、30、31脚分别接减法计数器21、20、19、23、22脚，48脚接U₄的9、15脚和可编程键盘/显示接口模块U₁的CLK端，25脚接U₁的AO端，27脚接非门U₇C的6脚，26脚接非门U₇A的2脚，39～46脚分别接U₁的D₀、D₁～D₇，21脚接非门U₇B的3脚，24脚接U₁的CS端，50～57脚分别接U₄的1～8脚，35脚接电容C₃一端、晶体振荡器y₁一端，34脚接y₁的另一端和电容C₄的一端，C₃、C₄另一端接地，15脚接开关K一端、电阻R₁₆一端、电解电容C₁₈负极，C₁₈正极接K另一端、C₁₆正极、C₁₀一端和三端固定稳压电源U₁₂的3脚。

2、根据权利要求1所述的中频感应加热温度智能测控仪，其特征在于同步脉冲电路(7)它包括：运算放大器U₁A、光电耦合器U₂、锁相环模块U₅、计算机U₆、可变电阻R₁、电阻R₂、R₄、R₅、R₆、R₇、R₁₁、R₁₂、电容C₅～C₇、C₁₂、二极管D₂、D₃和非门U₇A；U₁A的1脚接R₆一端，2脚接D₃、D₂、R₅一端，R₅另一端接C₇、R₂一端，R₂的另一端接C₅一端、R₁的1、3脚，R₁的2脚接A相输入，U₁A的3脚接D₃、D₂、C₇、C₅的另一端和地，4脚接负15伏电源，5脚接正15伏电源；U₂的1、2脚接R₆的另一端，3脚接正15伏电源，4脚接U₅的14脚、R₇的一端，R₇的另一端接地；U₅的3脚接U₆的5、15脚，4脚接U₆的14和U₇A的1脚，5脚接C₁₂、R₄一端和地，6、7脚分别接C₆的两端，9脚接R₁₁、R₁₂一端，11脚接R₄另一端，13脚接R₁₁的另一端。

3、根据权利要求1所述的中频感应加热温度智能测控仪，其特征在于触发脉冲形成电路(4)它包括：减法计算机器U₄、双可再触发单移多谐振荡器J₂、双精度定时器U₉、变压器T、三极管Q₁、或门U₈A、二极管D₄、电解电容C₂、C₁₁、和电阻R₃、R₈、R₁₃、R₁₄；U₄的10脚接J₂的B₁端，13脚接J₂的B₂端；J₂的C₂端接C₂的负极，C₁端接C₁₁的负极，UCC端接R₁₃、R₈的一端、CLR₂端、CLR₁端、R₁₄一端、U₉的4、10脚和正5伏电源，R/C₁端接C₁₁的正极和R₁₃的另一端，Q₁端接U₉的3脚，A₂端接A₁端和GND，R/C₂端接R₈另一端和C₂正极，Q₂端接U₉的11脚；U₉的1、13脚接R₁₄另一端和U₉的2、12脚，5、9脚分别接U₈A的1、2脚；U₈A的3脚接R₃的一端，R₃的另一端接Q₁的基极，Q₁的集电极接D₄的一端、T的2脚，Q₁的发射极接地，T的1脚接正24伏电源和D₄的另一端，T的3、4脚接控制信号。