專利名稱：石蠟成型機監測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種石蠟型機監測儀，它適用于國產或進口石蠟成型機運行狀態的長期測控和初始調試，是石化制蠟行業一種重要的監測系統。
由于石蠟成型機屬七層鏈條式結構。結構復雜，調試困難，無論國產或進口機都經常發生卡盤(盛蠟)事故，一旦卡盤，托動電機應立即停轉。以往曾試用過限位開關等多種測系統，但都因種種蔽端而被淘汰，致使卡盤發生后，電機仍在轉動，將鏈條和蠟盤損壞，除了更換鏈條和蠟盤費用昂貴外，僅停產一天所造成的損失就達幾十萬，所以本技術針對此問題進行了開發和研制。
本實用新型的目的是為解決上述問題而提供一種可進行長期監控、實現可控制卡盤拉力變大、反應靈敏、穩定可靠的石臘成型機監測儀。
為實現上述目的，本實用新型的技術解決方案，是通過以下措施來實現的具有在成型機七層左右14個拉桿上裝有對應的雙懸臂梁應變力傳感器，分別通過輸出信號V1+接入1IC2正輸入端，輸出端通過1R6、1R8、1W2，使1W2兩端分別通過1R9接+5v和1R10接-5v。傳感器信號VI-接入1IC1正輸入端，負輸入端通過1W1與1IC2負輸入端連接，使1IC1輸出端通過1R5和1R6分別接1IC3正負輸入端，輸出端通過1R11、1R12和IC5分別接入1IC4-1正負輸入端，輸出端連接1IC4-2正輸入端，輸出端通過ID1與負輸入端相連接并通過1R14接地，同時通過1R13輸出Vo信號組成左右7個通道放大濾波電路和由基準電壓Vref通過1R16與1R17相連接，并使兩連接端分別接入1IC5-1負輸入端和1IC5-3負輸入端，1R17、1R18兩連接端分別通過1R21、1R25接入1IC5-2和1IC5-4正輸入端。由a′點與通過放大濾波電路的電路a點連接并接于1IC5-2負輸入端及通過1R19接1IC5-1正輸入端，b′點與b點連接并接于1IC5-4負輸入端及通過1R23接1IC5-3正輸入端，使1IC5-1-1IC5-4的輸出端分別與1IC6-1的1-4輸入端連接，輸出端通過1R27與ID4并聯，接于1IC7-1的正輸入端，負輸入端與1R28、1R29連接，通過1R29接+5v，由1IC7-1的輸出端為Ve信號組成的左右7個通道線路故障檢出電路，將14路信號分別送入由輸入接口、A/D轉換電路、8031主機系統及存儲器電路、年歷電路、2×4鍵盤電路及預警指示電路、7位LED數碼顯示電路、報警及閉環控制電路。
本實用新型具有以下特點1、采用雙懸臂梁力傳感器，安裝于每層左右兩側鏈條拉桿上，既不破壞石蠟成型機的原有結構，又抓住了卡盤的主要矛盾——拉力變大，所以安裝方便，反應靈敏，穩定可靠，既解決了長期監控問題，又解決了初始調試難的問題。
2、通道放大濾波電路采用低漂移直流放大器，使系統穩定可靠。
3、采用通道線路故障檢出電路，只要綠燈閃，則為傳感器或連接電纜短路或斷路，而這在現場是經常出現的，使維修非常方便。
4、系統設計先進，技術含量高。
附圖的圖面說明如下
圖1是總體框圖。
圖2是傳感器結構圖。
圖3、4、5為圖2的實施例。
圖6為傳感器安裝圖。
圖7為通道放大濾波電路。
圖8為通道線路故障檢出電路。
圖9為輸入接口、A/D轉換、鍵盤電路及打印接口。
圖10為8031主機系統及存儲器、年歷電路。
圖11為工作狀態指示電路。
圖12為預警指示電路。
圖13為7位LED數碼顯示電路。
圖14為報警及閉環控制電路。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明由圖1的總體框圖可見，本實用新型包括固定于石蠟成型機機尾7層左右14只鏈條拉桿上的力傳感器將鏈拉力變為電信號，送通道放大濾波電路(共7個通道，每個通道為左右完全相同的兩路)放大處理后，一路直接送主機系統板；另一路送通線路故障檢出電路自理后變成err(線路故障)信號主機系統板。主機系統板包括輸入接口、A/D轉換電路、8031主機系統及存儲器電路、年歷電路、2×4鍵盤電路。經主機系統板處理后，分別送工作狀態指示電路，推動14只綠燈，分別代表7層左右14個測點綠燈亮——表示拉力小于正常；綠燈閃——表示線路故障；綠燈滅——表示拉力小于正常值。送預警指示電路，推動7只黃燈，分別代表7層黃燈亮——表示拉力大于正常值，已達預警值。送7位LED數碼顯示電路其中上面1位，循環顯示層數，左面3位對應顯示該層左測點的拉力或err(線路故障)，右面3位對應顯示該層右測點的拉力或err(線路故障)。送報警或閉環控制電路，拉力超過報警值，報警紅燈亮，喇叭發出報警聲響，切斷托動電機電源。送打印機定時或隨時打印7層左右14個測點拉力、err(線路故障)。2×4鍵盤用于輸入各種用戶命令。臺歷電路產生年、月、日、時、分用于顯示和打印。
見圖2示出了力傳感器的結構。力傳感器是電阻應變片1粘貼在具有可變形的彈性體2上構成雙懸臂梁傳感器，設置在拉桿3上。
圖3、4、5為圖2力傳感器實施例的幾種結構變化形式，分別為單懸壁(橋式)傳感器，“S”形傳感器和輪幅式傳感器形狀。
圖6示出了幾種傳感器的安裝位置。圖6a拉桿3安裝在固定框架6和鏈輪框架7的通孔內，使固定框架6前端的拉桿3上安裝有彈簧5。使彈簧5的前置端設置力傳感器4后置端作用于固定框架6上。
同樣使力傳感器安裝位置作相應的調整都可完成上述的目的。見圖6b，將力傳感器14設置在彈簧5的后置端并作用在固定框架6。見圖6c，將力傳感器24設置在鏈輪框架7一側端的拉桿3上。
見圖7，為通道放大濾波電路。應變力傳感輸出信號V1+接入1IC2正輸入端，1IC2負輸入端接于1R2、1R4、1W1固定端，通過1R4、另一端接1IC2輸出端，并通過1R6、1R8和1IC3正輸入端，1R8另一端接1W2滑動端，1W2另兩端分別通過1R9接+5v和1R10接-5v。傳感器信號VI-接入1IC1正輸入端，1IC2負輸入端接1R1、1R3、1W1另一固定端并與1W1滑動端相接。1IC1輸出端接1R3另一端，并通過1R5接1IC3負輸入端分別接于1R7的兩端，輸出端接1R7另一端并通過1R11、1R12、IC5相接，1R12另一端接1IC4-1正輸入端并通過IC6接地，IC5另一端與1IC4-1負輸入端和輸出端相連，1IC4-1輸出端接1IC4-2正輸入端，1IC4-2輸出端通過ID1與負輸入端相連并通過1R14接地。同時通過1R13輸出Vo信號。
+5v通過1R15加到ID2、ID3串聯電路上，ID2負端輸出穩定的橋壓vc加到應變傳感器上。
見圖8，通道線路故障檢出電路。基準電壓Vref通過1R16與1R17相接，并接入1IC5-1輸入端和1IC5-3負輸入端，1R17通過1R18接地并通過1R21接入1IC5-2正輸入端并通過1R25接1IC5-4正輸入端。a′接圖7a點，然后接1IC5-2負輸入端并通過1R19接1IC5-1正輸入端，b′接圖7b點，然后接1IC5-4負輸入端并通過1R23接1IC5-3正輸入端。1IC5-1輸出端接1IC6-1的1輸入端并通過1R20接1IC5-1正輸入端；1IC5-2輸出端接1IC6-1的2輸入端并通過1R22接1IC5-2正輸入端；1IC5-3輸出端接1IC6-1的3輸入端并通過1R24接1IC5-3正輸入端；1IC5-4輸出端接1IC6-1的4輸入端并通過1R26接1IC5-4正輸入端。1R27與ID4并聯，一端接1IC6-1的輸出端，另一端接1IC7-1的輸入端并通過IC7接地，1IC7-1的負輸入端通過1R28接地并通過1R29接+5v，1IC7-1的輸出端為Ve信號。
見圖9，輸入接口、A/D轉換電路。由一通至七通道的Vo信號1L、1R-7L、7R分別接到2IC7的X1-X14端，2IC9的PA0-PA3分別與2IC7的A0-A3相接，IC7的COM端接于2IC8的10Vspn端，2IC7的X0、X15、INH端接地，2IC8的DB0-DB3分別接數據總線的D4-D7，DB4-DB11分別接數據總線的D0-D7，AO/SC接WR信號，R/C通過2IC14-2接RD信號，WR與RD通過2IC14-3相聯與后輸出接2IC8的CE端，2IC8的REFOUT端接電位器2W1的一端，2W1的中心端和另一端相聯后接2IC8的REFIN端，2IC8的BPLROF通過2R10接地，同時通過2R9接2W2的中心端，2W2的另兩端分別接+VS和-VS，2IC8的CS接+5v，12/8端接地，CS接Y5，STATUS端接T1。由一通道至七通道的Ve信號+1LE、1RE-4LE、4RE分別接2IC9的PB0-PB7端，5LE、5RE-7LE、7RE分別接2IC9的PC0-PC5端，2IC9的D0-D7端與數據總線的D0-D7端相接，2IC9的A0、A1、WR、RD、RESEET分別對應總線A0、A1、WR、RD、RESEET相接，CS片選與Y1相接。
鍵盤電路、打印機接口電路及預、報警顯示接口電路由2IC10的PA0-PA7分別通過C1-C8接鍵盤的K1-K8，同時接2IC11的X1-X8，2IC11輸出端Q通過2IC14-1接INTO，電阻2R19-2R26是PA0-PA7的上拉電阻，2IC10的PB0-PB7分別接打印機接口PR2-PR9，2IC10的PC0-PC7分別接預警、報警顯示口C35-C38、B35-B38，2IC10的D0-D7、A0、A1、WR、RD、RESEET相接，CS接Y2。由2IC16-1、2IC16-2、2R13-2R16、2C5、2C6和2Q1組成多諧振蕩器，由B18輸出方波信號，使面燈具有亮功能。
見圖10，8031主機系統及儲存器、年歷電路、LED顯示接口、LED外顯示接口電路。8031單片機2IC1的P2口為地址總線的高8位，P0口為地址總線的低8位和數據線，地址低8位和數據線分時復用，2IC2在2IC1的ALE信號控制下完成地址低8位鎖存，2IC2的D0-D7與2IC1的D0-D7相連接，其輸出與地址總線的A0-A7相連接。數據總線D0-D7分別連接2IC3(ROM)、2IC4(RAM)、2IC5(年歷電路)的D0-D7端，地址總線A0-A12分別連接2IC3、2IC4的A0-A12端，2IC1的P25、P26、P27連接2IC6的A、B、C端，經IC6譯碼器輸出片選信號Y0-Y5分別接2IC12的3腳、2IC9的片選端CS和2IC10的片選端CS、2IC16-3的2腳，2IC16-4的5腳、2IC8的片選端CS、2IC12的9腳、2IC12的8腳輸出接2IC5的片選端CE，4腳接2IC4的片選端CS1，由2IC12和2R3-2R8組成的看門狗電路與2E1、2D1內部電池供電電路使2IC4、2IC5的數據在掉電時不丟失。2IC1的寫信號WR連接2IC4的WR端、2IC5的R/W端、2IC16-3的3腳、2IC16-4的6腳，2IC1的PSEN連接IC3的OE端，2IC1的RD接2IC4的OE端和2IC5的DS端2IC1的RXD通過B9接LED顯示，同時通過2IC13-1輸出接外顯示器EXT1端，2IC1的TSD端接2IC13-2的10腳和2IC13-3的4腳，2IC1的T0端接2IC13-2的9腳和2IC13-3的5腳，2IC13-2的輸出接LED顯示，2IC13-3的輸出接外顯示器EXT2端。2IC1的P17、P16、P14分別接打印機接口PR1、PR11、PR15端，2IC1的P10接打印機電源PRTPOU，2IC1的P1015端通過B11輸出報警信號。2YD1、2C1、2C2與2IC1的X1端、X2端相接組成時鐘振蕩器，為2IC1提供時鐘。2IC15-1、-2、-3、2R27、2R3、2YD2組成年歷時鐘振蕩電路接2IC5的OSC2端。
見圖11，工作狀態指示電路。3IC3(74LS51)-3IC9(74LS51)5、11腳接FLASH(門)信號。LINE 1L-7L分別接4腳，反相以后接3腳，LINE 1R-7R分別接9腳，反相以后接12腳。8位數據D0-D7同時加到3IC1(74LS373)和3IC2(74LS373)的18、3、17、4、7、14、8、12腳，3IC1的19、16、6、9腳和3IC2的19、16、6腳分別接3IC3-3IC9的2腳。3IC1的2、5、15、10腳和3IC2的2、5、15腳和分別接3IC3-3IC9的1腳。3IC3-3IC9的6腳分別通限流電阻接1-7層的左通道綠燈。3IC3-3IC9的8腳分別通限流電阻接1-7層右通道綠燈。左右通道綠燈3D10-3D23的正極接+5v。
見圖12，預警指示電路。3IC11(74LS32)-3IC18(74LS32)的一個輸入端2、5、9、9、5、2、12、12腳接FLASH(門)信號。P15報警信號接3IC11的另一輸入端1腳并通過3R2加到3N1基極。PC0-PC6預警信號分別加到3IC12-3IC18的另一輸入端4、10、10、4、1、13、13腳。3IC11的3腳通過3R6接3D2負極，3N1集電極與3N2基極相連，3N2集電極輸出H2OUT(報警)信號。3IC12-3IC18的6、8、8、6、3、11、11分別通過3R7-3R13接3D3-3D9負極。3D2-3D9正極接+5v。
+5V經3R5和3D1穩壓后送3IC10(LM353)+輸入端，-輸入端接3R3、3R4，3R3另一端接地。3R4另一端接3IC10輸出端，并輸出Vref(基準)信號。
見圖13，7位LED數碼顯示電路。DATA(數據)送4IC1(74LS164)A、B，然后從Q7輸出送4IC2(74LS164)A、B……最后送4IC7(74LS164)A、B。CP(時鐘)同時送4IC1-4IC7CLK腳。4IC1-4IC7的MR(74LS164)全接+5v。4IC1的Q0-Q7分別通過4R1-R8(510Q)接4×1(LTS546G)的a、b、c、d、e、f、g……4R2-R7至4×2-4×7接法與4IC1與4×1的接法完全相同。
見圖14，報警及閉環控制電路。TTOPT(允許打印信號)加到5N3與5N4組成的復合管的基極上，復合管集電極接5J1一端與5D1正極，5J1另一端與5D1負端接+5v。當允許打印時，5J1線圈通過電流，K10與K12通，PT1上的-220V電壓(TO-220V)送到PT2，供打印機使用(TO PRT POW)。
H2OUT信號(閉環控制)加到5N5基極，5N5控制5N5，5N5發射極接地，集電極接5J2一端與5D2正極，5J2另一端與5D2相連中后接+5v。當閉環控制信號到來后5J2線圈通過電流，K20與K22通，H2OUT1上的-220V電壓(TO-220V)送到H2OYT2，去控制-220V繼電器(TOJ3)吸合，J3再控制電機電源用交流接觸器斷電，使電機停轉。
H1OUT(聲光報警)通過K4加到5N1、5N2組成的復合管的基極上，復合的集電極接5IC1(MUSIC LM9561)的1腳和5IC2(LM386)的2、4腳(都是負電源端)，當K4(允許喇叭報警開關)閉合，H1OUT信號來時，5IC1、5IC2電源接通，5IC1輸出通過5R1、5R2分壓，再經巡5C1、5R3高通處理后，送5IC2的3腳(輸入)，經5IC2功率放大后，通過5C3加到喇叭上發出報警聲響。
權利要求1.一種石蠟成型機監測儀，包括力傳感器和主機系統板，其特征是具有在成型機七層左右14個拉桿上裝有對應的雙懸臂梁應變力傳感器，分別通過輸出信號V1+接入1IC2正輸入端，輸出端通過1R6、1R8、1W2，使IW2兩端分別通過1R9接+5v和1R10接-5v。傳感器信號VI-接入1IC1正輸入端，負輸入端通過1W1與1IC2負輸入端連接，使1IC1輸出端通過1R5和1R6分別接1IC3正負輸入端，輸出端通過1R11、1R12和IC5分別接入1IC4-1正負輸入端，輸出端連接1IC4-2正輸入端，輸出端通過ID1與負輸入端相連接并通過1R14接地，同時通過1R13輸出Vo信號組成左右7個通道放大濾波電路和由基準電壓Vref通過1R16與1R17相連接，并使兩連接端分別接入1IC5-1負輸入端和1IC5-3負輸入端，1R17、1R18兩連接端分別通過1R21、1R25接入1IC5-2和1IC5-4正輸入端。由a′點與通過放大濾波電路的電路a點連接并接于1IC5-2負輸入端及通過1R19接1IC5-1正輸入端，b′點與b點連接并接于1IC5-4負輸入端及通過1R23接1IC5-3正輸入端，使1IC5-1-1IC5-4的輸出端分別與1IC6-1的1-4輸入端連接，輸出端通過1R27與ID4并聯，接于1IC7-1的正輸入端，負輸入端與1R28、1R29連接，通過1R29接+5v，由1IC7-1的輸出端為Ve信號組成的左右7個通道線路故障檢出電路，將14路信號分別送入由輸入接口、A/D轉換電路、8031主機系統及存儲器電路、年歷電路、2×4鍵盤電路及預警指示電路、7位LED數碼顯示電路、報警及閉環控制電路。
2.根據權利要求1所述的石蠟成型機監測儀，其特征是所述的力傳感器是電阻應變片(1)粘貼在具有彈性變形彈性體(2)上組成的，并設置在拉桿(3)上。
3.根據權利要求2所述的石蠟成型機監測儀，其特征是傳感器的結構特征為雙懸臂梁、單懸臂梁、“S”梁或圓形式輪幅結構。
4.根據權利要求1所述的石蠟成型機監測儀，其特征是所述的力傳感器(4、14、24)安裝在石蠟成型機機尾的彈簧(5)與固定框架(6)之間，或彈簧(5)與拉桿(3)之間，或拉桿(3)與鏈輪框架(7)之間。
專利摘要一種石蠟成型機監測儀,解決了成型機卡盤(盛蠟)事故,它具有采用2×4鍵盤用于各種操作命令的輸入,數據采集、電路在8031單片機控制下完成14個測點拉力的采集及A/D輸入功能,既可打印輸出,又可數碼指示顯示,并可聲光報警及閉環控制,適用于國產和進口石蠟成型機運行狀態的長期測控和初始調試。
文檔編號G01L1/20GK2300099SQ9721976
公開日1998年12月9日 申請日期1997年7月7日 優先權日1997年7月7日
發明者王鴻雁, 孫振峰, 朱作人, 于國成, 季秋立, 張英杰, 竇達人 申請人:北戴河電氣自動化研究所