[發(fā)明專利]一種移動(dòng)線材感應(yīng)加熱控制器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010272911.1
• 申請(qǐng)日: 2010-09-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101977456A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張強(qiáng);程姝丹;馮勇;黃凱;王亞彬;李志剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H05B6/06
• 分類號(hào): H05B6/06;H05B6/10
• 代理公司: 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 李濟(jì)群

1.一種移動(dòng)線材感應(yīng)加熱控制器，其特征在于該控制器采用DCR全數(shù)字模塊化設(shè)計(jì)，包括CPU系統(tǒng)控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)適配模塊、起動(dòng)控制模塊、數(shù)字脈沖形成模塊和人機(jī)對(duì)話模塊，所述數(shù)據(jù)包括模擬量和開(kāi)關(guān)量；

所述CPU系統(tǒng)控制模塊由INTEL80X86處理器、INTEL80X87浮點(diǎn)協(xié)處理器、DISKONCHIP電子盤和動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器構(gòu)成，這些構(gòu)成單元通過(guò)32位內(nèi)部數(shù)據(jù)與地址總線ADDRESS/DATA-BUS16相連，并通過(guò)數(shù)據(jù)緩沖器BUFFER15的轉(zhuǎn)換連接至外部總線PC104BUS17，完成與其它模塊的，連接符合PC104規(guī)范；

所述數(shù)據(jù)采集模塊采用連接符合PC104規(guī)范結(jié)構(gòu)，包括模擬量輸入單元，開(kāi)關(guān)量輸入輸出單元和計(jì)數(shù)器觸發(fā)單元三部分，每部分由地址與數(shù)據(jù)總線連接；所述模擬量輸入單元由具有12位分辨率、最大采樣率200KHz的A/D轉(zhuǎn)換芯片組成，通過(guò)不同聯(lián)接模擬量組成16路單端或8路差分輸入；所述開(kāi)關(guān)量輸入輸出單元共24路，采用TTL/CMOS兼容電路；所述計(jì)數(shù)器觸發(fā)單元由6個(gè)16位，10MHz計(jì)數(shù)/定時(shí)器組成；

所述數(shù)據(jù)適配模塊由直流電壓采集單元，模擬量采集適配單元，開(kāi)關(guān)量輸入輸出適配單元和同步信號(hào)轉(zhuǎn)換單元組成；所述模擬量采集適配單元由線形隔離器件、電平整形及匹配電路組成；所述模擬量信號(hào)包括直流電壓信號(hào)、中頻電壓信號(hào)、進(jìn)線電流信號(hào)、移動(dòng)線材的速度信號(hào)和溫度信號(hào)；

所述起動(dòng)控制模塊包括起動(dòng)控制邏輯單元和預(yù)磁化觸發(fā)單元；

所述數(shù)字脈沖形成模塊采用可編程全數(shù)字移相雙窄脈沖觸發(fā)器，該觸發(fā)器包括同步電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、可編程邏輯電路CPLD模塊、可編程計(jì)數(shù)器82C54模塊和脈沖放大模塊；其連接方式為：首先經(jīng)過(guò)同步變壓器將三相正弦波引入同步電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，將正弦波轉(zhuǎn)化為三相方波；再將轉(zhuǎn)換后的三相方波信號(hào)送入可編程邏輯電路CPLD模塊，形成六路脈沖觸發(fā)電平；該觸發(fā)電平送入可編程計(jì)數(shù)器82C54模塊中作為觸發(fā)角α的啟動(dòng)命令信號(hào)，觸發(fā)角α的控制范圍為0-150°，經(jīng)過(guò)可編程計(jì)數(shù)器82C54模塊存儲(chǔ)寄存器減計(jì)數(shù)計(jì)算，最終輸出六路1微秒寬度的脈沖觸發(fā)信號(hào)；輸出的脈沖觸發(fā)信號(hào)再送回可編程邏輯電路CPLD模塊進(jìn)行脈沖展寬和組合，形成六路雙窄觸發(fā)脈沖；最后經(jīng)過(guò)脈沖放大模塊隔離與放大，形成移相雙窄觸發(fā)脈沖；

所述人機(jī)對(duì)話模塊包括液晶顯示單元和串行通訊單元。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)線材感應(yīng)加熱控制器，其特征在于所述的模擬量移動(dòng)線材的速度信號(hào)通過(guò)速度傳感器將速度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)，量程為0-20mA，送入霍爾傳感器，經(jīng)過(guò)隔離后，轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并經(jīng)過(guò)二階濾波電路，最終送入數(shù)據(jù)采集模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)線材感應(yīng)加熱控制器，其特征在于所述模擬量溫度信號(hào)由溫度傳感器、紅外線測(cè)溫儀送入，量程為電流型4-20mA，輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)紅外線測(cè)溫儀溫度顯示的上下限，經(jīng)過(guò)線形光耦合器的隔離，通過(guò)適配單元將輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，最終送入數(shù)據(jù)采集模塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)線材感應(yīng)加熱控制器，其特征在于所述模擬量直流電壓信號(hào)采用霍爾器件隔離，霍爾傳感器的變比為1∶2.5、額定原邊輸入10mA時(shí)，副邊輸出25mA，經(jīng)阻值200Ω的采樣電阻獲得采樣電壓，送入數(shù)據(jù)采集模塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)線材感應(yīng)加熱控制器，其特征在于所述模擬量進(jìn)線電流信號(hào)通過(guò)電流互感器取自整流橋交流側(cè)，通過(guò)1000/5，5/0.1兩級(jí)電流互感器隔離，將大電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為小電流信號(hào)，使用阻值150Ω的采樣電阻將電流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，采樣電壓經(jīng)過(guò)端子送入控制器，通過(guò)全控整流將交流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷餍盘?hào)，最后經(jīng)分壓后，送入數(shù)據(jù)采集模塊。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)線材感應(yīng)加熱控制器，其特征在于所述INTEL80X86處理器為增強(qiáng)型3.3V、80486DXCPU、33M-133MHz；INTEL80X87浮點(diǎn)協(xié)處理器為80487。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)線材感應(yīng)加熱控制器，其特征在于所述可編程計(jì)數(shù)器82C54模塊的內(nèi)部具有三個(gè)獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)器，六種工作方式選擇，能按照十進(jìn)制或二進(jìn)制減計(jì)數(shù)工作，計(jì)數(shù)時(shí)鐘為8MHz。