[其他]附有數(shù)字檢測通道的微電腦可編程控制器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85102807
• 申請日: 1985-04-06
• 公開（公告）號(hào): CN85102807A
• 公開（公告）日: 1987-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐晶瑩;黃志祥
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌航空工業(yè)學(xué)院
• 主分類號(hào): G06F9/06
• 分類號(hào): G06F9/06
• 代理公司: 江西省專利服務(wù)中心
• 代理人: 邱肇輝

本發(fā)明是一種工業(yè)自動(dòng)化儀表，它用在工業(yè)生產(chǎn)過程中，對溫度進(jìn)行程序控制，同時(shí)還附有4路數(shù)字檢測通道，用來監(jiān)測過程中其它有關(guān)參數(shù)。本發(fā)明采用了微電腦技術(shù)，因此它又屬于微機(jī)應(yīng)用的范疇。概括地說，它是一種采用了微電腦技術(shù)的用于控制和檢測的工業(yè)自動(dòng)化儀表。

目前，國內(nèi)外已有的采用微電腦技術(shù)的可編程控制器，例如西德西門子公司的PC1000、PC3000，這些產(chǎn)品只有單一的控制回路，只能控制一個(gè)參數(shù)，如果在控制的同時(shí)，需要檢測其它有關(guān)參數(shù)，就得另配儀表，這就會(huì)增加設(shè)備成本。其次，它們貯存控制曲線參數(shù)的格式有不便之處，它們是輸入控溫曲線的程序段斜率和終點(diǎn)溫度，要求用戶事先計(jì)算好斜率，這樣，就給用戶帶來麻煩和引起舍入誤差，同時(shí)，沒有全速率升溫、全速率降溫、自然冷卻工作方式，另外，它們可貯存的控溫曲線數(shù)目有限（例如PC3000貯存25條），雖然有斷電記憶功能，但是每當(dāng)輸入新的曲線，便將原有曲線沖掉，用戶不能將這些曲線數(shù)據(jù)作為工藝資料保存。

本發(fā)明的目標(biāo)在于克服上述不足之處。第一，要增加若干個(gè)數(shù)字檢測通道。使同一個(gè)儀表既能控制一個(gè)參數(shù)，又能監(jiān)測若干個(gè)有關(guān)參數(shù)。第二，設(shè)法避免因輸入斜率要事先計(jì)算的麻煩和引起的舍入誤差以及對某些工作方式的限制。第三，提供一個(gè)簡便而又經(jīng)濟(jì)的方法，使用戶能更換和保存控溫曲線數(shù)據(jù)。此外，還要提高控制回路的抗干擾能力，而又不致增加多少硬件成本。

本發(fā)明的硬件可分為4部分：專用微電腦、外圍通道、鍵盤和顯示屏、電源。

專用微電腦包括中央處理器（CPU）、隨機(jī)存取存貯器（RAM）和只讀存貯器（ROM或PROM）、系統(tǒng)總線（AB、DB、CB）、存貯器譯碼與控制電路、輸入/輸出口譯碼與控制電路、輸入/輸出接口電路以及時(shí)鐘與復(fù)位電路。本發(fā)明中，將一部分PROM配置于儀器面板后的印制電路板上，面板上開有一個(gè)帶蓋的窗口，用戶可自行更換這些PROM芯片，這些芯片專供存放控溫曲線數(shù)據(jù)用。

外圍通道包括模擬輸入通道、數(shù)字輸入通道和開關(guān)量輸出通道。被控制對象溫度信號(hào)的輸入和控制動(dòng)作的輸出是在外圍通道中完成的。模擬輸入通道中，有一個(gè)單臂電阻電橋，用鉑熱電阻溫度傳感器做一個(gè)橋臂。當(dāng)溫度變化時(shí)，電橋有不平衡電壓輸出，經(jīng)前置放大器放大，再經(jīng)一個(gè)有源三階低通濾波器濾除工頻干擾，從而獲得一個(gè)與溫度變化成比例的直流電壓信號(hào)。當(dāng)然，也可用其它電阻傳感器作橋臂。這個(gè)電壓信號(hào)經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，輸入到CPU。ADC直接掛在系統(tǒng)總線上，這個(gè)轉(zhuǎn)換過程直接由CPU控制。

CPU每1秒啟動(dòng)ADC采樣一次，每5秒根據(jù)采樣到的溫度變化信息，按照控溫曲線要求，不斷進(jìn)行計(jì)算和作出邏輯判斷，然后發(fā)出一次控制信號(hào)。控制信號(hào)則是經(jīng)可編程并行接口輸出的，再經(jīng)開關(guān)量輸出通道的反相器、光電耦合器和驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)小功率直流繼電器或可控硅，即可控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度按設(shè)置的控溫曲線變化，與此同時(shí)，還啟動(dòng)相應(yīng)的報(bào)警裝置和狀態(tài)指示燈。

數(shù)字輸入通道用于檢測其它參數(shù)，使用的傳感器應(yīng)當(dāng)是能發(fā)出脈沖頻率信號(hào)的。需要檢測的參數(shù)如速度、壓力、流量等，經(jīng)相應(yīng)的傳感器轉(zhuǎn)換成脈沖頻率信號(hào)，然后經(jīng)脈沖放大與整形電路轉(zhuǎn)換成規(guī)則的矩形脈沖串輸入到微電腦中的接口電路可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，該電路被設(shè)置成計(jì)數(shù)工作方式，CPU在一定時(shí)間內(nèi)讀取計(jì)數(shù)值，再經(jīng)計(jì)算，即獲得相應(yīng)參數(shù)值。脈沖放大與整形電路由電壓比較器與施密特觸發(fā)器構(gòu)成。

控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘亦可以利用定時(shí)數(shù)器來設(shè)置。

鍵盤包括十個(gè)數(shù)字鍵0、1、2、3、4、5、6、7、8、9和兩組功能鍵。第一組功能鍵用于設(shè)置控溫曲線參數(shù)值，包括曲線選擇鍵、程序段選擇鍵、置程序運(yùn)行時(shí)間鍵、置程序段終點(diǎn)溫度鍵、置程序運(yùn)行首段鍵。第二組，用于控制程序執(zhí)行和檢查設(shè)置的參數(shù)，包括程序執(zhí)行鍵、暫停鍵、重入鍵、檢查鍵，以及置手動(dòng)工作方式鍵等。

顯示屏由兩排LED數(shù)碼管組成。第一排可以顯示曲線號(hào)、段號(hào)、時(shí)間與溫度值。第二排可以同時(shí)顯示兩路參數(shù)值，通過通道轉(zhuǎn)換開關(guān)以不同顯示格式顯示另二路參數(shù)值。

電源包括微電腦與數(shù)字電路供電電源、驅(qū)動(dòng)器電源、運(yùn)算放大器雙極性供電電源、ADC參考電壓電源和測溫電橋電源。