專利名稱：中頻感應加熱溫度智能測控儀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬中頻感應溫度測控儀器，特別涉及一種在機械制造和冶金工業(yè)方面應用，如淬火、透熱、熔煉、釬焊和燒結等中頻感應加熱溫度智能測控儀。
技術背景近年來，中頻感應加熱技術在我國的機械制造工業(yè)和冶金工業(yè)方面得到了廣泛應用，如淬火、透熱、熔煉、釬焊和燒結等。在這些應用中對加熱溫度有嚴格要求，在對工件進行感應加熱時，如果淬火和回火溫度不能控制在所要求的允許范圍內，則工件的硬度和耐磨性就達不到品及質量要求，影響工件的使用壽命，降低企業(yè)的經(jīng)濟效益。目前我國中頻感應加熱溫度檢測與控制手段比較落后，隨機實時性較差，不能滿足生產(chǎn)需要，經(jīng)常發(fā)生質量問題，更嚴重的是影響工件應用場所的安全生產(chǎn)。

發(fā)明內容
本實用新型的目的在于克服上述技術不足，提供一種以87C552單片機為核心，采用PID調節(jié)算法，以隨機快速實時的控制中頻爐溫度達到實際要求的中頻感應加熱溫度智能測控儀。
本實用新型解決技術問題采用的技術方案是一種由電源電路、模入通道電路、鍵盤顯示電路和報警電路構成的中頻感應加熱溫度智能測控儀，它的特點是在整個檢測控制系統(tǒng)中設置了中央處理系統(tǒng)、同步脈沖電路和觸發(fā)脈沖形成電路；中央處理電路它包括中央處理模塊U3、晶體振蕩器y1、電容C3、C4，電解電容C18、電阻R16和開關K；U3的1腳接采樣保持器D1的OUT端，16腳接D1的LC端，7、8、9、30、31腳分別接減法計數(shù)器21、20、19、23、22腳，48腳接U4的9、15腳和可編程鍵盤/顯示接口模塊U1的CLK端，25腳接U1的AO端，27腳接非門U7C的6腳，26腳接非門U7A的2腳，39～46腳分別接U1的D0、D1～D7，21腳接非門U7B的3腳，24腳接U1的CS端，50～57腳分別接U4的1～8腳，35腳接電容C3一端、晶體振蕩器y1一端，34腳接y1的另一端和電容C4的一端，C3、C4另一端接地，15腳接開關K一端、電阻R16一端、電解電容C18負極，C18正極接K另一端、C16正極、C10一端和三端固定穩(wěn)壓電源U12的3腳。
同步脈沖電路它包括運算放大器U1A、光電耦合器U2、鎖相環(huán)模塊U5、計算機U6、可變電阻R1、電阻R2、R4、R5、R6、R7、R11、R12、電容C5～C7、C12、二極管D2、D3和非門U7A；U1A的1腳接R6一端，2腳接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腳，R1的2腳接A相輸入，U1A的3腳接D3、D2、C7、C5的另一端和地，4腳接負15伏電源，5腳接正15伏電源；U2的1、2腳接R6的另一端，3腳接正15伏電源，4腳接U5的14腳、R7的一端，R7的另一端接地；U5的3腳接U6的5、15腳，4腳接U6的14和U7A的1腳，5腳接C12、R4一端和地，6、7腳分別接C6的兩端，9腳接R11、R12一端，11腳接R4另一端，13腳接R11的另一端。
觸發(fā)脈沖形成電路它包括減法計算機器U4、雙可再觸發(fā)單移多諧振蕩器J2、雙精度定時器U9、變壓器T、三極管Q1、或門U8A、二極管D4、電解電容C2、C11、和電阻R3、R8、R13、R14；U4的10腳接J2的B1端，13腳接J2的B2端；J2的C2端接C2的負極，C1端接C11的負極，UCC端接R13、R8的一端、CLR2端、CLR1端、R14一端、U9的4、10腳和正5伏電源，R/C1端接C11的正極和R13的另一端，Q1端接U9的3腳，A2端接A1端和GND，R/C2端接R8另一端和C2正極，Q2端接U9的11腳；U9的1、13腳接R14另一端和U9的2、12腳，5、9腳分別接U8A的1、2腳；U8A的3腳接R3的一端，R3的另一端接Q1的基極，Q1的集電極接D4的一端、T的2腳，Q1的發(fā)射極接地，T的1腳接正24伏電源和D4的另一端，T的3、4腳接控制信號。
本實用新型有益效果是采用此智能測控儀對中頻感應加熱溫度的測控，技術先進，隨機、實時性好，保證了生產(chǎn)質量，提高了工件應用場所的安全生產(chǎn)。
以下結合附圖以實施例具體說明。


圖1示中頻感應加熱溫度智能測控儀電路原理圖。
圖2示圖1的恒溫閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制方案框圖。
圖3示圖1的控制系統(tǒng)框圖。
圖中，1-電源電路；2-模入通道電路；3-中央處理器電路；4-觸發(fā)脈沖形成電路；5-鍵盤顯示電路；6-報警電路；7-同步脈沖電路；U10、U12-三端固定正穩(wěn)壓電源；U11-三端固定負穩(wěn)壓電源；J1-傳感器；D1-采樣保持器模塊；U3-中央處理器模塊；U4-減法計數(shù)器模塊；U9-雙精度定時器模塊；J2-雙可再觸發(fā)單移多諧振蕩器；Dpy1～Dpy4-鍵盤顯示模塊；BIC1、BIC2-驅動器；74LS-譯碼器；U7A、U7B、U7C-非門；LS1-揚聲器；U5-鎖相環(huán)模塊；U6-計數(shù)器；U8A-或門；U1A-運算放大器；U2-光電耦合器；K-開關；T、T1、T2-變壓器；D7、D8-整流橋；y1-晶體振蕩器；R1-可變電阻；R2～R7、R11～R16-電阻；R9、R10-電阻組；C2、C11、C16、C18-電解電容；C1、C3、C4、C6、C8、C9、C10、C12～C15、C17-電容；D2～D6-二極管；KEY-雙排鍵盤；U1-可編程鍵盤/顯示接口模塊具體實施方式
參照附圖，該溫度智能測控儀，由電源電路1、模入通道電路2、鍵盤顯示電路5和報警電路6組成，它的特點是整個檢測控制系統(tǒng)中設置了中央處理電路3、同步脈沖電路7和觸發(fā)脈沖形成電路4；中央處理電路3它包括中央處理模塊U3、晶體振蕩器y1、電容C3、C4，電解電容C18、電阻R16和開關K；U3的1腳接采樣保持器D1的OUT端，16腳接D1的LC端，7、8、9、30、31腳分別接減法計數(shù)器21、20、19、23、22腳，48腳接U4的9、15腳和可編程鍵盤/顯示接口模塊U1的CLK端，25腳接U1的AO端，27腳接非門U7C的6腳，26腳接非門U7A的2腳，39～46腳分別接U1的D0、D1～D7，21腳接非門U7B的3腳，24腳接U1的CS端，50～57腳分別接U4的1～8腳，35腳接電容C3一端、晶體振蕩器y1一端，34腳接y1的另一端和電容C4的一端，C3、C4另一端接地，15腳接開關K一端、電阻R16一端、電解電容C18負極，C18正極接K另一端、C16正極、C10一端和三端固定穩(wěn)壓電源U12的3腳。
同步脈沖電路7它包括運算放大器U1A、光電耦合器U2、鎖相環(huán)模塊U5、計算機U6、可變電阻R1、電阻R2、R4、R5、R6、R7、R11、R12、電容C5～C7、C12、二極管D2、D3和非門U7A；U1A的1腳接R6一端，2腳接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腳，R1的2腳接A相輸入，U1A的3腳接D3、D2、C7、C5的另一端和地，4腳接負15伏電源，5腳接正15伏電源；U2的1、2腳接R6的另一端，3腳接正15伏電源，4腳接U5的14腳、R7的一端，R7的另一端接地；U5的3腳接U6的5、15腳，4腳接U6的14和U7A的1腳，5腳接C12、R4一端和地，6、7腳分別接C6的兩端，9腳接R11、R12一端，11腳接R4另一端，13腳接R11的另一端。
觸發(fā)脈沖形成電路4它包括減法計算機器U4、雙可再觸發(fā)單移多諧振蕩器J2、雙精度定時器U9、變壓器T、三極管Q1、或門U8A、二極管D4、電解電容C2、C11、和電阻R3、R8、R13、R14；U4的10腳接J2的B1端，13腳接J2的B2端；J2的C2端接C2的負極，C1端接C11的負極，UCC端接R13、R8的一端、CLR2端、CLR1端、R14一端、U9的4、10腳和正5伏電源，R/C1端接C11的正極和R13的另一端，Q1端接U9的3腳，A2端接A1端和GND，R/C2端接R8另一端和C2正極，Q2端接U9的11腳；U9的1、13腳接R14另一端和U9的2、12腳，5、9腳分別接U8A的1、2腳；U8A的3腳接R3的一端，R3的另一端接Q1的基極，Q1的集電極接D4的一端、T的2腳，Q1的發(fā)射極接地，T的1腳接正24伏電源和D4的另一端，T的3、4腳接控制信號。
電源電路1它包括變壓器T1、T2、整流橋D7、D8、三端固定正穩(wěn)壓電源U10、U12、三端固定負穩(wěn)壓電源U11、二極管D5、D6、電容C8～C10、C13～C15和電解電容C16；T1的3、4腳接220V電源，1、2腳接D7的1、2腳；D7的3腳接C14一端和U11的3腳，4腳接C13的一端和U10的1腳；U10的2腳接U11的2腳、C14、C9、D6的一端和地、C13另一端、C8、D5一端，3腳接C8、D5的另一端和+15V電源；U11的1腳接C9、D6的另一端和-15V電源；T2的3、4腳接220V電源，1、2腳接D8的1、2腳；D8的3腳接C15、C10一端、U12的2腳、C16的負極和地，4腳接C15的另一端和U12的1腳；U12的3腳接C10的另一端、C16的正極和+15V電源。
模入通道電路2它包括傳感器J1、采樣保持器D1和電容C1；J1的1腳接地，2腳接D1的INPUT端，3腳接+5V電源；D1的U+端接+5V電源，LO端接C1的一端和地，CH端接C1另一端，V-端接-15V電源。
鍵盤顯示電路5它包括可編程鍵盤/顯示接口模塊U1、譯碼器74LS、驅動器BIC1、BIC2、非門U7C、顯示模塊Dpy1～Dpy4、雙排鍵盤KEY、電容C17、電阻R15和電阻組R9、R10；U1的IRQ端接U7C的5腳，VCC端接C17一端和+5V電源，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端分別接KEY的0～7腳，SL0、SL1、SL2端分別接74LS的A、B、C端，B0～B3、A0～A3端分別接BIC2的1A～8A端；74LS的GIA、GIB、GIC端均接地，G、VCC端分別接BIC2的G、VCC端。BIC1的G、VCC端和5V電源，y2、y3端分別接BIC1的3A、4A端，y1端接BIC1的2A端、KEY的8～15腳，y0接BIC1的1A端、KEY的24～31的1腳；BIC1的GND端接地，1y～4y分別接Dpy1～Dpy4的9腳；BIC2的GND端接地，1y～8y分別接Dpy1～Dpy4的1～8腳和R10的一端，R10的另一端接+5V電源；R9的一端接KEY的16～23腳，另一端接+5V電源。
報警電路6它包括非門U7B和揚聲器LS1；LS1的一個腳接+5V電源，另一腳接U7B的4腳。
本測控儀的控制方法及系統(tǒng)結構本裝置通過控制晶閘管的導通角來控制變頻電路的輸出電壓均值，從而改變中頻電源的輸出功率，達到最終控制溫度的目的，其恒溫閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制方案如附圖2所示。根據(jù)控制方案而確定的系統(tǒng)框圖為附圖3所示。
中央處理U3通過采樣給定值和反饋量(即傳感器經(jīng)A/D轉換的數(shù)值)，按照PID控制算法，計算出調整觸發(fā)延遲角α，并將α換算成減法計數(shù)器U4的計算初值。當對應的同步中斷信號到來時，置減法計數(shù)器U4初值并同時啟動計數(shù)。回零時刻到，計數(shù)器U4輸出一個上升沿，上升沿經(jīng)過觸發(fā)脈沖形成環(huán)節(jié)形成單窄脈沖，此單窄脈沖再和隨后相隔60度的窄脈沖相或，形成雙窄脈沖，經(jīng)隔離、放大后輸出至整流電路的晶閘管，達到控制目的。當溫度超過規(guī)定上限時，揚聲器LS1將發(fā)出報警信號。顯示器Dpy1～Dpy4將隨時顯示出工件溫度，鍵盤KEY用于輸入數(shù)字、循環(huán)控制、退出系統(tǒng)等功能。
權利要求1.一種中頻感應加熱溫度智能測控儀，由電源電路(1)、模入通道電路(2)、鍵盤顯示電路(5)和報警電路(6)組成，其特征在于整個檢測控制系統(tǒng)中設置了中央處理電路(3)、同步脈沖電路(7)和觸發(fā)脈沖形成電路(4)；中央處理電路(3)它包括中央處理模塊U3、晶體振蕩器y1、電容C3、C4，電解電容C18、電阻R16和開關K；U3的1腳接采樣保持器D1的OUT端，16腳接D1的LC端，7、8、9、30、31腳分別接減法計數(shù)器21、20、19、23、22腳，48腳接U4的9、15腳和可編程鍵盤/顯示接口模塊U1的CLK端，25腳接U1的AO端，27腳接非門U7C的6腳，26腳接非門U7A的2腳，39～46腳分別接U1的D0、D1～D7，21腳接非門U7B的3腳，24腳接U1的CS端，50～57腳分別接U4的1～8腳，35腳接電容C3一端、晶體振蕩器y1一端，34腳接y1的另一端和電容C4的一端，C3、C4另一端接地，15腳接開關K一端、電阻R16一端、電解電容C18負極，C18正極接K另一端、C16正極、C10一端和三端固定穩(wěn)壓電源U12的3腳。
2.根據(jù)權利要求1所述的中頻感應加熱溫度智能測控儀，其特征在于同步脈沖電路(7)它包括運算放大器U1A、光電耦合器U2、鎖相環(huán)模塊U5、計算機U6、可變電阻R1、電阻R2、R4、R5、R6、R7、R11、R12、電容C5～C7、C12、二極管D2、D3和非門U7A；U1A的1腳接R6一端，2腳接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腳，R1的2腳接A相輸入，U1A的3腳接D3、D2、C7、C5的另一端和地，4腳接負15伏電源，5腳接正15伏電源；U2的1、2腳接R6的另一端，3腳接正15伏電源，4腳接U5的14腳、R7的一端，R7的另一端接地；U5的3腳接U6的5、15腳，4腳接U6的14和U7A的1腳，5腳接C12、R4一端和地，6、7腳分別接C6的兩端，9腳接R11、R12一端，11腳接R4另一端，13腳接R11的另一端。
3.根據(jù)權利要求1所述的中頻感應加熱溫度智能測控儀，其特征在于觸發(fā)脈沖形成電路(4)它包括減法計算機器U4、雙可再觸發(fā)單移多諧振蕩器J2、雙精度定時器U9、變壓器T、三極管Q1、或門U8A、二極管D4、電解電容C2、C11、和電阻R3、R8、R13、R14；U4的10腳接J2的B1端，13腳接J2的B2端；J2的C2端接C2的負極，C1端接C11的負極，UCC端接R13、R8的一端、CLR2端、CLR1端、R14一端、U9的4、10腳和正5伏電源，R/C1端接C11的正極和R13的另一端，Q1端接U9的3腳，A2端接A1端和GND，R/C2端接R8另一端和C2正極，Q2端接U9的11腳；U9的1、13腳接R14另一端和U9的2、12腳，5、9腳分別接U8A的1、2腳；U8A的3腳接R3的一端，R3的另一端接Q1的基極，Q1的集電極接D4的一端、T的2腳，Q1的發(fā)射極接地，T的1腳接正24伏電源和D4的另一端，T的3、4腳接控制信號。
專利摘要本實用新型屬中頻感應溫度測控儀器，特別涉及一種在機械制造和冶金工業(yè)方面應用，如淬火、透熱、熔煉、釬焊和燒結等中頻感應加熱溫度智能測控儀，由電源電路(1)、模入通道電路(2)、鍵盤顯示電路(5)和報警電路(6)組成，整個檢測控制系統(tǒng)中設置了中央處理電路(3)、同步脈沖電路(7)和觸發(fā)脈沖形成電路(4)；采用此智能測控儀對中頻感應加熱溫度的測控，技術先進，隨機、實時性好，保證了生產(chǎn)質量，提高了工件應用場所的安全生產(chǎn)。
文檔編號H05B6/06GK2749213SQ200420055439
公開日2005年12月28日 申請日期2004年12月4日 優(yōu)先權日2004年12月4日
發(fā)明者付華, 杜曉坤 申請人:遼寧工程技術大學