本發(fā)明屬于鍛壓工業(yè)余熱回收自動控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種模擬工業(yè)現(xiàn)場測控裝置。

背景技術(shù)：

在熱泵式余熱回收工程自動控制過程中。一般通過變送器控制的電信號，有電壓（0～5v）、電流（4～20mma）的信號。在使用開關(guān)量控制時還好處理，當(dāng)使用模擬量控制時就出現(xiàn)控制數(shù)學(xué)模型建立困難，控制相應(yīng)處理難度增加。

生產(chǎn)工藝：為便于成型，將鍛件坯料在中頻爐中加熱到1200℃左右，經(jīng)鍛壓成型后溫度降至970℃左右，成型后的鍛壓件正火（空冷）處理。為其加熱的中頻感應(yīng)爐需要大量的冷卻水進(jìn)行對其冷卻；在控制冷卻水的過程中就需要進(jìn)行自動控制。這里有大量的開關(guān)量、模擬量信號的輸入和輸出，分別為壓力、流量、溫度、液位等信號，對其進(jìn)行檢測處理和控制是一項非常困難的事情。

由于要保證熱量的回收，就必須保證對冷卻水的溫度、壓力、流量和液位等信號進(jìn)行合理的控制；使其整個余熱回收系統(tǒng)運行在合理的工作參數(shù)范圍，這樣有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定來保證現(xiàn)場的工藝生產(chǎn)。這些信號有模擬量、開關(guān)量，要綜合對其信號處理，傳輸給計算機(jī)進(jìn)行控制就必須進(jìn)行各種信號的轉(zhuǎn)換，傳感器的多少決定了通道數(shù)的多少，且信號源的遠(yuǎn)近、信號的干擾、漂移等都不能保證每個系統(tǒng)的相同，使設(shè)計過程中增加了難度和不確定性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明就是針對上述問題，提供一種使用方便的模擬工業(yè)現(xiàn)場測控裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，本發(fā)明包括殼體，其結(jié)構(gòu)要點殼體上設(shè)置有輸入接口、模擬量輸出接口、開關(guān)量輸出接口和通訊接口，殼體內(nèi)設(shè)置有控制部分，控制部分的信號輸入端口與輸入接口相連，控制部分的輸出端口分別與模擬量輸出接口、開關(guān)量輸出接口相連，控制部分的通訊端口與通訊接口相連。

作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述通訊接口采用rs485接口和/或rs232接口。

作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述輸入接口為32個，模擬量輸出接口為8個，開關(guān)量輸出接口為4個。

作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明還包括無線模塊，無線模塊的信號傳輸端口與所述控制部分的信號傳輸端口相連。

作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述控制部分檢測從輸入接口輸入的信號為模擬量信號還是開關(guān)量信號；若為模擬量信號，控制部分控制模擬量輸出接口輸出相應(yīng)的模擬量信號；若為開關(guān)量信號，控制部分控制開關(guān)量輸出接口輸出相應(yīng)的開關(guān)量信號。

作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述控制部分包括stc12c5a16s2芯片u01、tlv5610芯片u02、ltc1867芯片u03、u04、u05、u06、lm324芯片u08、u09、max485芯片u18、max232芯片u07、74hc373芯片u10、u11、u12、u13，所述輸入接口1～8與u03引腳8～1對應(yīng)連接，所述輸入接口9～16與u04引腳8～1對應(yīng)連接，所述輸入接口17～24與u05引腳8～1對應(yīng)連接，所述輸入接口25～32與u06引腳8～1對應(yīng)連接；u03的11、12、13、14引腳與u01的36、35、30、33引腳對應(yīng)連接，u04的11、12、13、14引腳與u01的36、35、31、33引腳對應(yīng)連接，u05的11、12、13、14引腳與u01的36、35、32、33引腳對應(yīng)連接，u06的11、12、13、14引腳與u01的36、35、34、33引腳對應(yīng)連接。

所述u02的2、3、4、18引腳與u01的26、27、28、29引腳對應(yīng)連接，u02的12、13、14、15引腳與u09的12、10、5、3引腳對應(yīng)連接，u02的6、7、8、9引腳與u08的12、10、5、3引腳對應(yīng)連接；u08的1、7、8、14引腳與所述開關(guān)量輸出接口1、2、3、4對應(yīng)連接，u09的1、7、8、14引腳與所述開關(guān)量輸出接口5、6、7、8對應(yīng)連接。

所述u10的3、4、7、8、13、14、17、18引腳與u01的4、3、48、47、1、2、9、10引腳對應(yīng)連接，u11的3、4、7、8、13、14、17、18引腳與u01的4、3、48、47、1、2、9、10引腳對應(yīng)連接，u12的3、4、7、8、13、14、17、18引腳與u01的4、3、48、47、1、2、9、10引腳對應(yīng)連接，u13的3、4、7、8、13、14、17、18引腳與u01的4、3、48、47、1、2、9、10引腳對應(yīng)連接；u10的2、5、6、9、12、15、16、19引腳與所述開關(guān)量輸出接口1相連，u11的2、5、6、9、12、15、16、19引腳與所述開關(guān)量輸出接口2相連，u12的2、5、6、9、12、15、16、19引腳與所述開關(guān)量輸出接口3相連，u13的2、5、6、9、12、15、16、19引腳與所述開關(guān)量輸出接口4相連。

所述u18的1、3、4引腳分別與u01的42、43、7引腳對應(yīng)連接，u18的6、7引腳與所述rs485接口相連；u07的9、10引腳與u01的6、8引腳對應(yīng)連接，u07的7、8引腳與所述rs232接口相連。

其次，本發(fā)明所述通訊接口與上位機(jī)通訊接口或plc通訊接口相連。

另外，本發(fā)明所述輸入接口與傳感器的信號輸出端口相連，通訊接口與計算機(jī)的信號輸入端口相連。

本發(fā)明有益效果。

本發(fā)明通過輸入接口、模擬量輸出接口、開關(guān)量輸出接口、通訊接口、控制部分的配合使用，能夠模擬工業(yè)測控現(xiàn)場在實驗室初步調(diào)試，也可以單獨在現(xiàn)場采集記錄數(shù)據(jù)和簡單控制之用；且使用方便。

本發(fā)明擴(kuò)大了智能化監(jiān)測裝置的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是在熱鍛壓工藝余熱回收利用方面。本發(fā)明的推廣使用將會為節(jié)能、綠色環(huán)保事業(yè)做出貢獻(xiàn)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。本發(fā)明保護(hù)范圍不僅局限于以下內(nèi)容的表述。

圖1是本發(fā)明電路原理框圖。

圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3-1、3-2、3-3是本發(fā)明電路原理圖。

圖2中，1為輸入接口、2為模擬量輸出接口、3為無線遙控天線口、4為電源開關(guān)、5為充電口、6為上模塊、7為下模塊、8為rs485接口、9為rs232接口、10為開關(guān)量輸出接口。

具體實施方式

如圖所示，本發(fā)明包括殼體，殼體上設(shè)置有輸入接口、模擬量輸出接口、開關(guān)量輸出接口和通訊接口，殼體內(nèi)設(shè)置有控制部分，控制部分的信號輸入端口與輸入接口相連，控制部分的輸出端口分別與模擬量輸出接口、開關(guān)量輸出接口相連，控制部分的通訊端口與通訊接口相連。

本發(fā)明可設(shè)置充電電源，在測控時間內(nèi)不必考慮給裝置供電的問題。

所述通訊接口采用rs485接口和/或rs232接口。通過４８５口或２３２口可以很方便地同ｐｌｃ、電腦和其它控制電器連接，從而可以擴(kuò)展出其它功能。

所述輸入接口為32個，模擬量輸出接口為8個，開關(guān)量輸出接口為4個。

還包括無線模塊，無線模塊的信號傳輸端口與所述控制部分的信號傳輸端口相連。通過無線模塊可實現(xiàn)遠(yuǎn)程測控。

所述控制部分檢測從輸入接口輸入的信號為模擬量信號還是開關(guān)量信號；若為模擬量信號，控制部分控制模擬量輸出接口輸出相應(yīng)的模擬量信號；若為開關(guān)量信號，控制部分控制開關(guān)量輸出接口輸出相應(yīng)的開關(guān)量信號。

所述控制部分包括stc12c5a16s2芯片u01、tlv5610芯片u02、ltc1867芯片u03、u04、u05、u06、lm324芯片u08、u09、max485芯片u18、max232芯片u07、74hc373芯片u10、u11、u12、u13，所述輸入接口1～8與u03引腳8～1對應(yīng)連接，所述輸入接口9～16與u04引腳8～1對應(yīng)連接，所述輸入接口17～24與u05引腳8～1對應(yīng)連接，所述輸入接口25～32與u06引腳8～1對應(yīng)連接；u03的11、12、13、14引腳與u01的36、35、30、33引腳對應(yīng)連接，u04的11、12、13、14引腳與u01的36、35、31、33引腳對應(yīng)連接，u05的11、12、13、14引腳與u01的36、35、32、33引腳對應(yīng)連接，u06的11、12、13、14引腳與u01的36、35、34、33引腳對應(yīng)連接。

所述u02的2、3、4、18引腳與u01的26、27、28、29引腳對應(yīng)連接，u02的12、13、14、15引腳與u09的12、10、5、3引腳對應(yīng)連接，u02的6、7、8、9引腳與u08的12、10、5、3引腳對應(yīng)連接；u08的1、7、8、14引腳與所述開關(guān)量輸出接口1、2、3、4對應(yīng)連接，u09的1、7、8、14引腳與所述開關(guān)量輸出接口5、6、7、8對應(yīng)連接。

所述u10的3、4、7、8、13、14、17、18引腳與u01的4、3、48、47、1、2、9、10引腳對應(yīng)連接，u11的3、4、7、8、13、14、17、18引腳與u01的4、3、48、47、1、2、9、10引腳對應(yīng)連接，u12的3、4、7、8、13、14、17、18引腳與u01的4、3、48、47、1、2、9、10引腳對應(yīng)連接，u13的3、4、7、8、13、14、17、18引腳與u01的4、3、48、47、1、2、9、10引腳對應(yīng)連接；u10的2、5、6、9、12、15、16、19引腳與所述開關(guān)量輸出接口1相連，u11的2、5、6、9、12、15、16、19引腳與所述開關(guān)量輸出接口2相連，u12的2、5、6、9、12、15、16、19引腳與所述開關(guān)量輸出接口3相連，u13的2、5、6、9、12、15、16、19引腳與所述開關(guān)量輸出接口4相連。

所述u18的1、3、4引腳分別與u01的42、43、7引腳對應(yīng)連接，u18的6、7引腳與所述rs485接口相連；u07的9、10引腳與u01的6、8引腳對應(yīng)連接，u07的7、8引腳與所述rs232接口相連。

通過本發(fā)明上述連接電路，輸入接口共有32路，每一路都有向傳感器提供２４ｖ直流電源功能。它能接受０－５ｖ、１－５ｖ、０－２０ma、4－２０ma標(biāo)準(zhǔn)傳感器信號，自身測量時間不超過1s，在連線上可以連接三線制口、信號電源兩線制接口和信號地兩線制接口，所以接線方式十分靈活。

模擬量輸出接口共8路，每一路都是兩線0-10v輸出（即一信號線和一地線），其輸出受stc12c5a16s2芯片u01控制，也可以受通過rs485或rs232接口與u01相連接的其它設(shè)備通過指令控制，可以通過本發(fā)明模擬量輸出接口控制需要模擬量控制的設(shè)備和電器元件，如可控硅智能模塊等。

開關(guān)量輸出接口共4個，每個開關(guān)量輸出接口有8路輸出，每一開關(guān)量輸出接口都為外部提供電源，采用集電極開路輸出，這樣可以驅(qū)動不同的負(fù)載。最大灌入電流為500ma；如每一開關(guān)量輸出接口可以驅(qū)動8只小型繼電器等。

所述通訊接口與上位機(jī)通訊接口或plc通訊接口相連。

所述輸入接口與傳感器的信號輸出端口相連，通訊接口與計算機(jī)的信號輸入端口相連。

stc12c5a16s2芯片u01可根據(jù)控制條件的變化，對輸入輸出參數(shù)進(jìn)行改變設(shè)置（如對傳感器的被測量進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)整，包括溫度、濕度、長度、亮度、濃度等被測量）使用。

本發(fā)明在東基工業(yè)集團(tuán)有限公司、白城中一精鍛集團(tuán)股份有限公司的熱泵式余熱回收系統(tǒng)中的應(yīng)用。

目前東基工業(yè)集團(tuán)的筒型體鍛造生產(chǎn)線確定的使用參數(shù)為。

使用環(huán)境：工作環(huán)境溫度：40℃～10℃。

開關(guān)量數(shù)量：23個。

模擬量數(shù)量：2個。

上位機(jī)：使用pc機(jī)。

原鍛壓件鍛壓成型工藝使用冷卻塔，造成熱量的損耗增加能量的消耗，夏天還有熱污染；后經(jīng)熱泵換熱將熱量帶回供暖，既解決冷卻中頻爐，又將熱量回收替代鍋爐采暖。其換熱系統(tǒng)的控制通過本發(fā)明完成，使其控制柜體積減小、控制可靠，與計算機(jī)連接更便利簡潔，系統(tǒng)運行更穩(wěn)定?？稍诠に嚄l件下進(jìn)行各傳感器參數(shù)的設(shè)定，對控制程序進(jìn)行模擬檢驗；待工程進(jìn)行時來調(diào)整設(shè)計參數(shù)?；厥盏玫降臒崴糜诨毓┕┡蚵毠は丛?，實現(xiàn)減少鍋爐燃煤量和減少熱污染的目的，充分利用工業(yè)余熱。

下面結(jié)合附圖說明本發(fā)明的工作過程。

在本發(fā)明工作時，將要輸入的傳感器的電信號接入輸入接口，并校準(zhǔn)信號。如果是模擬量信號由模擬量輸出接口輸出端得到輸出信號，若是開關(guān)量信號將從開關(guān)量輸出接口得到開關(guān)量信號（可根據(jù)外部設(shè)備的具體要求，通過rs485或rs232接口；使用通信協(xié)議來控制某一路的輸出電壓）。如果需要上位機(jī)或plc控制系統(tǒng)，可由rs485或rs232接口連接到相關(guān)的計算機(jī)（包括單片機(jī)）、plc等控制裝置，由計算機(jī)、plc來控制。各個輸入和輸出a/d轉(zhuǎn)換可為16位控制。

當(dāng)使用本發(fā)明用來檢測時，可將輸入接口連接傳感器，通過rs485或rs232接口連接計算機(jī)來記錄測量數(shù)據(jù)，時間間隔精度、時間長短可設(shè)定。

可以理解的是，以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。