一種閉環系統的遠距離采樣與調整系統及方法
【專利摘要】本發明涉及一種閉環系統的遠距離采樣與調整系統及方法，包括遠端電路、傳輸電路、近端電路；所述遠端電路包括可編程邏輯控制器PLC和觸摸顯示屏；所述PLC包括高速計數模塊和高速置數模塊；所述近端電路包括運算放大器、VF變換電路以及FV變換電路；所述運算放大器與VF變換電路和FV變換電路分別連接；所述傳輸電路與VF變換電路和FV變換電路分別連接；所述PLC與傳輸電路互相連接；所述觸摸顯示屏與PLC互相連接；本發明遠端可以對近端的工作參數進行實時監測，便于及時了解近端的工作狀況；同時，根據情況，遠端可以實時修正近端的工作參數，實現遠程控制。實施方法簡單，抗干擾能力強，成本低，可靠性較高。
【專利說明】
一種閉環系統的遠距離采樣與調整系統及方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種遠距離采樣與調整系統及方法，尤其涉及一種閉環系統的遠距離采樣與調整系統及方法。
【背景技術】
[0002]在雷達發射機領域，電源是不可缺少的組成部分。尤其是真空管發射機，其所需要的電源品種繁多，如電磁聚焦電源、高壓電源、燈絲電源以及控制極電源等。這些電源各有特點，如電磁聚焦電源和燈絲電源屬于恒流源，高壓電源和控制極電源要求輸出電壓穩定，而且，燈絲電源和控制極電源均浮在幾十千伏甚至更高的電位上。因此，這些電源都是閉環系統，其中的反饋電路使其輸出電壓或電流保持恒定，并且部分電源的采樣電路處于高電位。
[0003]閉環系統一般是將輸出電壓或電流經采樣電路后，轉換為電壓送給反饋電路實現穩壓或穩流。因為電壓信號在遠距離傳輸過程中，經常會受到噪聲的干擾，而且傳輸線纜的分布參數也會使其產生壓降。一般情況下，為提高閉環系統的閉環精度、響應速度和保護速度，通常將控制保護電路靠近輸出電壓或電流采樣值，并盡量減小電信號的傳輸路徑。因此，如需調整輸出電壓或電流，則要到閉環電路調節電位器;如需調整各種保護參數時，則要到保護電路調整保護門限電位器。所以每次調整時，都要到現場測量采樣值、基準值和保護門限值，指示不直觀，調整不方便，不能遠程操控。
【發明內容】
[0004]針對以上問題本發明提供了一種實現遠程控制、實施方法簡單、抗干擾能力強、成本低、可靠性高的閉環系統的遠距離采樣與調整系統及方法。
[0005]為了解決以上問題本發明采用的技術方案為:一種閉環系統的遠距離采樣與調整系統，包括遠端電路、傳輸電路、近端電路;所述遠端電路包括可編程邏輯控制器PLC和觸摸顯示屏;所述PLC包括高速計數模塊和高速置數模塊;所述近端電路包括運算放大器、VF變換電路以及FV變換電路;所述運算放大器與VF變換電路和FV變換電路分別連接;所述傳輸電路與VF變換電路和FV變換電路分別連接;所述PLC與傳輸電路互相連接;所述觸摸顯示屏與PLC互相連接。
[0006]所述運算放大器將閉環系統的采樣電路送來的檢測信號的電壓值VI，經運算放大之后，轉化為直流電平信號Vin，送給VF變換電路;所述的VF變換電路采用LM331芯片將直流電平信號轉換為對應頻率的脈沖信號，送給傳輸電路；當遠端和近端需要進行高低電位的隔離時，所述傳輸電路采用光纖或互感器進行高低電位的隔離，然后采用AM26LS31芯片將脈沖信號轉換為相同頻率的差分信號，經串口總線遠距離傳輸后，再采用AM26LS33芯片將差分信號轉換為相同頻率的脈沖信號，然后送給PLC的高速計數模塊;所述PLC的高速計數模塊檢測脈沖信號的頻率，PLC根據脈沖信號的頻率與檢測信號的電壓值的對應關系，得到對應的檢測信號的電壓值VI，然后送給觸摸顯示屏;所述觸摸顯示屏顯示檢測信號的電壓值。
[0007]根據下面公式可以得到對應關系:
[0008]Vl =aVin，Vin=mfmjt，fmjt = fl，得到公式一:Vl = amfl ；
[0009]a為運算放大倍數，將Vl轉換為O?1V的電平信號Vin，一般a = I ;m為VF變換電路的線性對應因子。
[0010]相應的，所述觸摸顯示屏設置并顯示脈沖信號頻率f2，并送給PLC;所述PLC的高速置數模塊輸出對應頻率的脈沖信號fin，送給傳輸電路;所述傳輸電路將脈沖信號轉換為相同頻率的差分信號，經串口總線遠距離傳輸后，再將差分信號轉換為相同頻率的脈沖信號，當遠端和近端需要進行高低電位的隔離時，再經過光纖或互感器進行高低電位的隔離，然后將脈沖信號送給FV變換電路;所述FV變換電路采用LM331芯片將脈沖信號轉換為對應大小的直流電平信號，送給運算放大器;所述運算放大器根據FV變換電路送來的直流電平信號V2，設置相應的閉環系統的閉環基準電平和保護門限電平。
[0011 ]根據下面公式可以得到設置關系:
[0012]f2 = fin,fin=nVout,Vout = P V2，得到公式二:f2 = 0 nV2；
[0013]β為運算放大倍數，將V-轉換為合適的閉環基準電平或保護門限電平V2，一般β =I ;η為FV變換電路的線性對應因子。
[0014]所述的VF變換電路包括電阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7，電容Cl、C2、C3，電位器RP1、RP2、芯片LM331;直流電平信號Vin經電阻Rl后，連接芯片LM331的7腳；電容Cl的一端連接芯片LM331的7腳，另一端連接芯片LM331的參考地;芯片LM331的8腳連接VCC;電阻R2的一端連接VCC，另一端連接芯片LM331的5腳；電容C2的一端連接芯片LM331的5腳，另一端連接芯片LM331的參考地;芯片LM331的I腳與6腳連接；電阻R3與電容C3并聯后，一端連接芯片LM331的6腳，另一端分別接電阻R4與電阻R5 ；電阻R4的另一端連接芯片LM331的參考地，電阻R5的另一端連接電位器RPl的調節端；電位器RPl的兩個固定端分別連接VCC和VEE;芯片LM331的4腳連接芯片LM331的參考地；電位器RP2的一個固定端與調節端連接；電阻R6和電位器RP2串聯后，一端連接芯片LM331的2腳，另一端連接芯片LM331的參考地；電阻R7的一端連接VCC，另一端連接芯片LM331的3腳，芯片LM331的3腳輸出脈沖信號fcmt;運算放大器送來的直流電平信號，經VF變換電路后，轉換為脈沖信號;脈沖信號的頻率和直流電平信號的大小線性對應，根據VF變換電路各參數值，可以根據下面公式計算得到性對應因子;通過調節電位器RP2，可改變線性對應因子的大小。
[0015]VF變換電路中，各參數及元件典型值及計算公式如下:
[0016]電源VCC=15V，VEE = -15V;直流電平信號 O 彡 Vin 彡 10V;
[0017]電阻Rl= 10kQ ,R2 = 6.8kQ ,R3=100kQ ,R4 = 47Q ,R5 = 22kQ ,R6=12kQ，R7=1k Ω ；
[0018]電容Cl=0.1uF，C2= 0.01uF，C3 = luF;電位器RPl=O?1kQ，RP2 = 0?5kQ ；
[0019 ] fout = Vin X (R6+RP2)/2.09V/R3/ (R2 X C2)，即 fcmt=mVin ；
[0020]公式三:線性對應因子m=(R6+RP2)/2.09V/R3/(R2 X C2)。
[0021]所述的？￥變換電路包括電阻1?21、1?22、1?23、1?24、1?25、1?26，電容021、022、023，電位器RP21以及第二芯片LM331;脈沖信號fin經電容C21后，連接第二芯片LM331的6腳；電阻R21的一端連接VCC，另一端連接第二芯片LM331的6腳；電阻R22的一端連接VCC，另一端連接第二芯片LM331的7腳；電阻R23的一端連接第二芯片LM331的7腳，另一端連接第二芯片LM331的參考地；第二芯片LM331的8腳連接VCC;電阻R24的一端連接VCC，另一端連接第二芯片LM331的5腳；電容C22的一端連接第二芯片LM331的5腳，另一端連接第二芯片LM331的參考地；電位器RP21的一個固定端與調節端連接；電阻R25和電位器RP21串聯后，一端連接第二芯片LM331的2腳，另一端連接第二芯片LM331的參考地;第二芯片LM331的3腳和4腳均連接第二芯片LM331的參考地；電阻R26和電容C23并聯后，一端連接第二芯片LM331的I腳，另一端連接第二芯片LM331的參考地;第二芯片LM331的I腳輸出直流電平信號Vcmt。傳輸電路送來的脈沖信號，經FV變換電路后，轉換為直流電平信號;直流電平信號的大小和脈沖信號的頻率線性對應，根據FV變換電路各參數值，可以根據下面公式計算得到性對應因子;通過調節電位器RP21，可改變線性對應因子的大小。
[0022]FV變換電路中，各參數及元件典型值及計算公式如下:
[0023]電源VCC= 15V;脈沖信號O彡fin彡1kHz;
[0024]電阻R21=R22= 10kQ，R23 = 68kQ，R24 = 6.81kQ，R25 = 12kQ，R26 = 100k Ω ；
[0025]電容C21=470pF，C22= 0.01uF，C23 = luF;電位器RP21=0?5kQ。
[0026]Vout = finX2.09VXR26X (R24XC22)/(R25+RP21)，即Vout = nfino
[0027]公式四:線性對應因子n= 2.09VXR26 X (R24 X C22)/(R25+RP21)
[0028]所述第一種形式的傳輸電路包括兩個AM26LS31電路，兩個AM26LS33電路以及兩對雙絞線，分別組成兩個完全相同的通道電路。在任一通道電路中，所述AM26LS31電路、雙絞線以及AM26LS33電路依次串聯。通道電路一，所述VF變換電路輸出的脈沖信號送至AM26LS31電路的輸入端，AM26LS31電路將其轉換為差分信號，經雙絞線進行遠距離傳輸后，送至AM26LS33電路的輸入端，AM26LS33電路將其轉化為脈沖信號，然后送給PLC的高速計數模塊;通道電路二，所述PLC的高速置數模塊輸出的脈沖信號送至AM26LS31電路的輸入端，AM26LS31電路將其轉換為差分信號，經雙絞線進行遠距離傳輸后，送至AM26LS33電路的輸入端，AM26LS33電路將其轉化為脈沖信號，然后送給FV變換電路。
[0029]所述第二種形式的傳輸電路包括兩個HFBR1404電路，兩根光纖，兩個HFBR2404電路，兩個AM26LS31電路，兩對雙絞線以及兩個AM26LS33電路，分別組成兩個通道電路。通道電路一，所述HFBR1404電路、光纖、HFBR2404電路、AM26LS31電路、雙絞線以及AM26LS33電路依次串聯;通道電路二，所述AM26LS31電路、雙絞線、AM26LS33電路、HFBR1404電路、光纖以及HFBR2404電路依次串聯。通道電路一，所述VF變換電路輸出的脈沖信號送至HFBR1404電路的輸入端，所述HFBR1404電路將其轉換為脈沖光信號，經光纖進行高低電位的隔離，然后送至HFBR2404電路的輸入端，HFBR2404電路將接收到的脈沖光信號轉化為脈沖信號，送至AM26LS31電路的輸入端，AM26LS31電路將其轉換為差分信號，經雙絞線進行遠距離傳輸后，送至AM26LS33電路的輸入端，AM26LS33電路將其轉化為脈沖信號，然后送給PLC的高速計數模塊;通道電路二，所述PLC的高速置數模塊輸出的脈沖信號送至AM26LS31電路的輸入端，AM26LS31電路將其轉換為差分信號，經雙絞線進行遠距離傳輸后，送至AM26LS33電路的輸入端，AM26LS33電路將其轉化為脈沖信號，然后送至HFBR1404電路的輸入端，所述HFBR1404電路將其轉換為脈沖光信號，經光纖進行高低電位的隔離，然后送至HFBR2404電路的輸入端，HFBR2404電路將接收到的脈沖光信號轉化為脈沖信號，然后送給FV變換電路。
[0030]所述第三種形式的傳輸電路包括兩個IXDI414電路，兩個互感器，兩個HCPL2601電路，兩個AM26LS31電路，兩對雙絞線以及兩個AM26LS33電路，分別組成兩個通道電路。通道電路一，所述IXDI414電路、互感器、HCPL2601電路、AM26LS31電路、雙絞線以及AM26LS33電路依次串聯;通道電路二，所述AM26LS31電路、雙絞線、AM26LS33電路、IXDI414電路、互感器以及HCPL2601電路依次串聯。通道電路一，所述VF變換電路輸出的脈沖信號送至IXDI414電路的輸入端，所述IXDI414電路將其進行整形放大，經互感器進行高低電位的隔離，耦合至HCPL2601電路的輸入端，HCPL2601電路將其限幅整形，然后送至AM26LS31電路的輸入端，AM26LS31電路將其轉換為差分信號，經雙絞線進行遠距離傳輸后，送至AM26LS33電路的輸入端，AM26LS33電路將其轉化為脈沖信號，然后送給PLC的高速計數模塊;通道電路二，所述PLC的高速置數模塊輸出的脈沖信號送至AM26LS31電路的輸入端，AM26LS31電路將其轉換為差分信號，經雙絞線進行遠距離傳輸后，送至AM26LS33電路的輸入端，AM26LS33電路將其轉化為脈沖信號，然后送至IXDI414電路的輸入端，所述IXDI414電路將其進行整形放大，經互感器進行高低電位的隔離，耦合至HCPL2601電路的輸入端，HCPL2601電路將其限幅整形，然后送給FV變換電路。
[0031]一種閉環系統的遠距離采樣與調整方法，其特征在于:近端電路將需要遠端顯示的檢測信號轉換為脈沖信號，傳輸電路將脈沖信號轉換為差分信號，經過遠距離傳輸后，再轉換為脈沖信號，經遠端電路讀取顯示;相對應的，遠端電路將需要調整的工作參數，以脈沖信號方式送至傳輸電路，傳輸電路將脈沖信號轉換為差分信號，經過遠距離傳輸后，再轉換為脈沖信號，近端電路將其轉換為可識別的電壓信號，實現工作狀態修正。
[0032]所述的檢測信號為閉環系統的采樣電路提供的電壓值，經運算放大器運算放大之后，轉化為直流電平信號;VF變換電路將直流電平信號轉換為對應頻率的脈沖信號；
[0033]當遠端和近端需要進行高低電位的隔離時，則傳輸電路先將脈沖信號經光電轉換，轉換為光信號，經光纖隔離傳輸后，再將光信號轉換為相同頻率的脈沖信號;或者，傳輸電路利用互感器進行電位隔離;然后，傳輸電路將脈沖信號轉換為相同頻率的差分信號，經串口總線遠距離傳輸后，再將差分信號轉換為相同頻率的脈沖信號，然后送給PLC;
[0034]檢測信號的電壓值與脈沖信號的頻率是線性對應的關系，PLC的高速計數模塊檢測脈沖信號的頻率，并根據脈沖信號的頻率與檢測信號的電壓值的線性對應關系，根據公式一計算送給觸摸顯示屏顯示；
[0035]觸摸顯示屏設置并顯示多個脈沖信號的頻率，每個脈沖信號分別對應需要調整的工作參數，每個脈沖信號的頻率與需要調整的工作參數的電壓值根據公式二建立線性對應的關系PLC根據觸摸顯示屏設置的各脈沖信號的頻率，從高速置數模塊輸出對應頻率的脈沖信號;傳輸電路將脈沖信號轉換為相同頻率的差分信號，經串口總線遠距離傳輸后，再將差分信號轉換為相同頻率的脈沖信號；
[0036]當遠端和近端需要進行高低電位的隔離，則傳輸電路先將脈沖信號經光電轉換，轉換為光信號，經光纖傳輸后，再將光信號轉換為相同頻率的脈沖信號；或者，傳輸電路利用互感器進行電位隔離;FV變換電路接收到傳輸電路送來的脈沖信號后，根據脈沖信號的頻率，將其轉化為直流電平信號，送給運算放大器;運算放大器根據FV變換電路送來的直流電平信號，根據公式二重新設置對應的需要調整的工作參數。
[0037]本發明，遠端可以對近端的工作參數進行實時監測，便于及時了解近端的工作狀況；同時，根據情況，遠端可以實時修正近端的工作參數，實現遠程控制。實施方法簡單，抗干擾能力強，成本低，可靠性較高。
【附圖說明】
[0038]圖1為本發明系統的結構框圖。
[0039]圖2為本發明系統的VF變換電路圖。
[0040]圖3為本發明系統的FV變換電路圖。
[0041]圖4為本發明系統的傳輸電路圖1。
[0042]圖5為本發明系統的傳輸電路圖1I。
[0043]圖6為本發明系統的傳輸電路圖1II。
【具體實施方式】
[0044]下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。
[0045]如圖1所示，本發明提供了一種閉環系統的遠距離采樣與調整系統包括遠端電路、傳輸電路、近端電路;所述遠端電路包括可編程邏輯控制器PLC和觸摸顯示屏;所述近端電路包括運算放大器、VF變換電路以及FV變換電路。所述運算放大器與VF變換電路和FV變換電路分別連接;所述傳輸電路與VF變換電路和FV變換電路分別連接;所述PLC與傳輸電路互相連接;所述觸摸顯示屏與PLC互相連接。
[0046]所述PLC包含高速計數模塊和高速置數模塊；
[0047]所述VF變換電路采用LM331芯片將直流電平信號轉換為對應頻率的脈沖信號；
[0048]所述FV變換電路采用LM331芯片將脈沖信號轉換為對應大小的直流電平信號；
[0049]所述傳輸電路采用AM26LS31芯片將脈沖信號轉換為相同頻率的差分信號；
[0050]所述傳輸電路采用AM26LS33芯片將差分信號轉換為相同頻率的脈沖信號；
[0051]所述傳輸電路在實現高低電位隔離時采用光纖或互感器；
[0052]所述傳輸電路采用串口總線進行遠距離傳輸。
[0053]所述運算放大器將閉環系統的采樣電路送來的檢測信號的電壓值，經運算放大之后，轉化為直流電平信號，送給VF變換電路;所述的VF變換電路將直流電平信號轉換為對應頻率的脈沖信號，送給傳輸電路；當遠端和近端需要進行高低電位的隔離時，所述傳輸電路采用光纖或互感器進行高低電位的隔離，然后將脈沖信號轉換為相同頻率的差分信號，經串口總線遠距離傳輸后，再將差分信號轉換為相同頻率的脈沖信號，然后送給PLC的高速計數模塊;所述PLC的高速計數模塊檢測脈沖信號的頻率，PLC根據脈沖信號的頻率與檢測信號的電壓值的對應關系，得到對應的檢測信號的電壓值，然后送給觸摸顯示屏;所述觸摸顯示屏顯示檢測信號的電壓值。
[0054]相應的，所述觸摸顯示屏設置并顯示脈沖信號頻率，并送給PLC;所述PLC的高速置數模塊輸出對應頻率的脈沖信號，送給傳輸電路;所述傳輸電路將脈沖信號轉換為相同頻率的差分信號，經串口總線遠距離傳輸后，再將差分信號轉換為相同頻率的脈沖信號，當遠端和近端需要進行高低電位的隔離時，再經過光纖或互感器進行高低電位的隔離，然后將脈沖信號送給FV變換電路;所述FV變換電路將脈沖信號轉換為直流電平信號，送給運算放大器;所述運算放大器根據FV變換電路送來的直流電平信號，根據公式二設置相應的閉環系統的閉環基準電平和保護門限電平。
[0055]如圖2所示，所述的￥?變換電路包括電阻1?1、1?2、1?3、1?4、1?5、1?6、1?7，電容(:1工2、〇3，電位器RP1、RP2、芯片LM331;直流電平信號Vin經電阻Rl后，連接芯片LM331的7腳；電容Cl的一端連接芯片LM331的7腳，另一端連接芯片LM331的參考地;芯片LM331的8腳連接VCC ；電阻R2的一端連接VCC，另一端連接芯片LM331的5腳；電容C2的一端連接芯片LM331的5腳，另一端連接芯片LM331的參考地;芯片LM331的I腳與6腳連接；電阻R3與電容C3并聯后，一端連接芯片LM331的6腳，另一端分別接電阻R4與電阻R5;電阻R4的另一端連接芯片LM331的參考地，電阻R5的另一端連接電位器RPI的調節端；電位器RPI的兩個固定端分別連接VCC和VEE ；芯片LM331的4腳連接芯片LM331的參考地；電位器RP2的一個固定端與調節端連接；電阻R6和電位器RP2串聯后，一端連接芯片LM331的2腳，另一端連接芯片LM331的參考地；電阻R7的一端連接VCC，另一端連接芯片LM331的3腳，芯片LM331的3腳輸出脈沖信號fcmt;運算放大器送來的直流電平信號，經VF變換電路后，轉換為脈沖信號;脈沖信號的頻率和直流電平信號的大小線性對應，根據VF變換電路各參數值，可以根據下面公式計算得到性對應因子;通過調節電位器RP2，可改變線性對應因子的大小。
[0056]如圖3所示，所述的？￥變換電路包括電阻1?21、1?22、1?23、1?24、1?25、1?26，電容021、〇22、023，電位器1^21以及第二芯片1^331;脈沖信號經電容021后，連接第二芯片1^331的6腳；電阻R21的一端連接VCC，另一端連接第二芯片LM331的6腳；電阻R22的一端連接VCC，另一端連接第二芯片LM331的7腳；電阻R23的一端連接第二芯片LM331的7腳，另一端連接第二芯片LM331的參考地;第二芯片LM331的8腳連接VCC;電阻R24的一端連接VCC，另一端連接第二芯片LM331的5腳；電容C22的一端連接第二芯片LM331的5腳，另一端連接第二芯片LM331的參考地；電阻R25和電位器RP21串聯后，一端連接第二芯片LM331的2腳，另一端連接第二芯片LM331的參考地;第二芯片LM331的3腳和4腳均連接第二芯片LM331的參考地；電阻R26和電容C23并聯后，一端連接第二芯片LM331的I腳，另一端連接第二芯片LM331的參考地;第二芯片LM331的I腳輸出直流電平信號。傳輸電路送來的脈沖信號，經FV變換電路后，轉換為直流電平信號;直流電平信號的大小和脈沖信號的頻率線性對應，根據FV變換電路各參數值，根據公式四可以計算得到線性對應因子;通過調節電位器RPl，可改變線性對應因子的大小。
[0057]如圖4所示，所述第一種形式的傳輸電路包括兩個AM26LS31電路，兩個AM26LS33電路以及兩對雙絞線，分別組成兩個完全相同的通道電路。在任一通道電路中，所述AM26LS31電路、雙絞線以及AM26LS33電路依次串聯。通道電路一，所述VF變換電路輸出的脈沖信號送至AM26LS31電路的輸入端，AM26LS31電路將其轉換為差分信號，經雙絞線進行遠距離傳輸后，送至AM26LS33電路的輸入端，AM26LS33電路將其轉化為脈沖信號，然后送給PLC的高速計數模塊;通道電路二，所述PLC的高速置數模塊輸出的脈沖信號送至AM26LS31電路的輸入端，AM26LS31電路將其轉換為差分信號，經雙絞線進行遠距離傳輸后，送至AM26LS33電路的輸入端，AM26LS33電路將其轉化為脈沖信號，然后送給FV變換電路。
[0058]如圖5所示，所述第二種形式的傳輸電路包括兩個HFBR1404電路，兩根光纖，兩個HFBR2404電路，兩個AM26LS31電路，兩對雙絞線以及兩個AM26LS33電路，分別組成兩個通道電路。通道電路一，所述HFBR1404電路、光纖、HFBR2404電路、AM26LS31電路、雙絞線以及AM26LS33電路依次串聯;通道電路二，所述AM26LS31電路、雙絞線、AM26LS33電路、HFBR1404電路、光纖以及HFBR2404電路依次串聯。通道電路一，所述VF變換電路輸出的脈沖信號送至HFBR1404電路的輸入端，所述HFBR1404電路將其轉換為脈沖光信號，經光纖進行高低電位的隔離，然后送至HFBR2404電路的輸入端，HFBR2404電路將接收到的脈沖光信號轉化為脈沖信號，送至AM26LS31電路的輸入端，AM26LS31電路將其轉換為差分信號，經雙絞線進行遠距離傳輸后，送至AM26LS33電路的輸入端，AM26LS33電路將其轉化為脈沖信號，然后送給PLC的高速計數模塊;通道電路二，所述PLC的高速置數模塊輸出的脈沖信號送至AM26LS31電路的輸入端，AM26LS31電路將其轉換為差分信號，經雙絞線進行遠距離傳輸后，送至AM26LS33電路的輸入端，AM26LS33電路將其轉化為脈沖信號，然后送至HFBR1404電路的輸入端，所述HFBR1404電路將其轉換為脈沖光信號，經光纖進行高低電位的隔離，然后送至HFBR2404電路的輸入端，HFBR2404電路將接收到的脈沖光信號轉化為脈沖信號，然后送給FV變換電路。
[0059]如圖6所示，所述第三種形式的傳輸電路包括兩個IXDI414電路，兩個互感器，兩個HCPL2601電路，兩個AM26LS31電路，兩對雙絞線以及兩個AM26LS33電路，分別組成兩個通道電路。通道電路一，所述IXDI414電路、互感器、HCPL2601電路、AM26LS31電路、雙絞線以及AM26LS33電路依次串聯;通道電路二，所述AM26LS31電路、雙絞線、AM26LS33電路、IXDI414電路、互感器以及HCPL2601電路依次串聯。通道電路一，所述VF變換電路輸出的脈沖信號送至IXD1414電路的輸入端，所述IXD1414電路將其進行整形放大，經互感器進行高低電位的隔離，耦合至HCPL2601電路的輸入端，HCPL2601電路將其限幅整形，然后送至AM26LS31電路的輸入端，AM26LS31電路將其轉換為差分信號，經雙絞線進行遠距離傳輸后，送至AM26LS33電路的輸入端，AM26LS33電路將其轉化為脈沖信號，然后送給PLC的高速計數模塊;通道電路二，所述PLC的高速置數模塊輸出的脈沖信號送至AM26LS31電路的輸入端，AM26LS31電路將其轉換為差分信號，經雙絞線進行遠距離傳輸后，送至AM26LS33電路的輸入端，AM26LS33電路將其轉化為脈沖信號，然后送至IXDI414電路的輸入端，所述IXDI414電路將其進行整形放大，經互感器進行高低電位的隔離，耦合至HCPL2601電路的輸入端，HCPL2601電路將其限幅整形，然后送給FV變換電路。
[0060]本發明的工作原理如下:近端電路將需要遠端顯示的檢測信號轉換為脈沖信號，傳輸電路將脈沖信號轉換為適合遠距離傳輸的差分信號，經過遠距離傳輸后，再轉換為脈沖信號，經遠端電路讀取顯示;相對應的，遠端電路將需要調整的工作參數，以脈沖信號方式送至傳輸電路，傳輸電路將脈沖信號轉換為適合遠距離傳輸的差分信號，經過遠距離傳輸后，再轉換為脈沖信號，近端電路將其轉換為可識別的電壓信號，實現工作狀態修正。
[0061]檢測信號為閉環系統的采樣電路提供的電壓值。經運算放大器運算放大之后，轉化為對應的合適大小的直流電平信號。VF變換電路將直流電平信號轉換為對應頻率的脈沖信號。如果遠端和近端需要進行高低電位的隔離，則傳輸電路先將脈沖信號經光電轉換，轉換為光信號，經光纖隔離傳輸后，再將光信號轉換為相同頻率的脈沖信號；或者，傳輸電路利用互感器進行電位隔離。然后，傳輸電路將脈沖信號轉換為相同頻率的差分信號，經串口總線遠距離傳輸后，再將差分信號轉換為相同頻率的脈沖信號，然后送給PLC。因此，檢測信號的電壓值與脈沖信號的頻率顯然是線性對應的關系。從而，PLC的高速計數模塊檢測脈沖信號的頻率，并根據脈沖信號的頻率與檢測信號的電壓值的線性對應關系，根據公式一計算后送給觸摸顯示屏顯示。
[0062]修正閉環系統的工作狀態時，需要調整閉環的基準電平信號，同時保護門限電平也需要相應的調整。首先，觸摸顯示屏設置并顯示多個脈沖信號的頻率，每個脈沖信號分別對應需要調整的工作參數，如基準電平信號和保護門限電平。而且，每個脈沖信號的頻率與需要調整的工作參數的電壓值根據公式二建立線性對應的關系。PLC根據觸摸顯示屏設置的各脈沖信號的頻率，從高速置數模塊輸出對應頻率的脈沖信號。傳輸電路將脈沖信號轉換為相同頻率的差分信號，經串口總線遠距離傳輸后，再將差分信號轉換為相同頻率的脈沖信號。同樣的，如果遠端和近端需要進行高低電位的隔離，則傳輸電路先將脈沖信號經光電轉換，轉換為光信號，經光纖傳輸后，再將光信號轉換為相同頻率的脈沖信號;或者，傳輸電路利用互感器進行電位隔離。Fv變換電路接收到傳輸電路送來的脈沖信號后，根據脈沖信號的頻率，將其轉化為對應的合適大小的直流電平信號，送給運算放大器。運算放大器根據FV變換電路送來的直流電平信號，根據公式二重新設置對應的需要調整的工作參數，如閉環基準電平和保護門限電平。
[0063]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不限制于本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的權利要求范圍之內。
【主權項】
1.一種閉環系統的遠距離采樣與調整系統，其特征在于:包括遠端電路、傳輸電路、近端電路;所述遠端電路包括可編程邏輯控制器PLC和觸摸顯示屏;所述PLC包括高速計數模塊和高速置數模塊;所述近端電路包括運算放大器、VF變換電路以及FV變換電路;所述運算放大器與VF變換電路和FV變換電路分別連接;所述傳輸電路與VF變換電路和FV變換電路分別連接;所述PLC與傳輸電路互相連接;所述觸摸顯示屏與PLC互相連接； 所述運算放大器將閉環系統的采樣電路送來的檢測信號的電壓值VI，經運算放大之后，轉化為直流電平信號Vin，送給VF變換電路;所述的VF變換電路采用LM331芯片將直流電平信號轉換為對應頻率的脈沖信號，送給傳輸電路；當遠端和近端需要進行高低電位的隔離時，所述傳輸電路采用光纖或互感器進行高低電位的隔離，然后采用AM26LS31芯片將脈沖信號轉換為相同頻率的差分信號，經串口總線遠距離傳輸后，再采用AM26LS33芯片將差分信號轉換為相同頻率的脈沖信號，然后送給PLC的高速計數模塊;所述PLC的高速計數模塊檢測脈沖信號的頻率，PLC根據脈沖信號的頻率與檢測信號的電壓值的對應關系，得到對應的檢測信號的電壓值VI，然后送給觸摸顯示屏;所述觸摸顯示屏顯示檢測信號的電壓值； 根據下面公式可以得到對應關系: Vl = a Vin，Vin=mfmjt，fmjt = fl，得到公式一:Vl = a mf I ； a為運算放大倍數，將Vl轉換為O?1V的電平信號Vin，一般a = I ;mSVF變換電路的線性對應因子； 相應的，所述觸摸顯示屏設置并顯示脈沖信號頻率f2，并送給PLC;所述PLC的高速置數模塊輸出對應頻率的脈沖信號fin，送給傳輸電路;所述傳輸電路將脈沖信號轉換為相同頻率的差分信號，經串口總線遠距離傳輸后，再將差分信號轉換為相同頻率的脈沖信號，當遠端和近端需要進行高低電位的隔離時，再經過光纖或互感器進行高低電位的隔離，然后將脈沖信號送給FV變換電路;所述FV變換電路采用LM331芯片將脈沖信號轉換為對應大小的直流電平信號，送給運算放大器;所述運算放大器根據FV變換電路送來的直流電平信號V2，設置相應的閉環系統的閉環基準電平和保護門限電平； 根據下面公式可以得到設置關系: f2 = fin,fin = nVout,Vout = P V2，得到公式二:f2 = β nV2； β為運算放大倍數，將VciutR換為合適的閉環基準電平或保護門限電平V2，一般β=1;η為FV變換電路的線性對應因子。2.根據權利要求1所述的一種閉環系統的遠距離采樣與調整系統，其特征在于:所述的乂卩變換電路包括電阻1?1、1?2、1?、1?4、1?5、1?6、1?7，電容(:1工2、03，電位器1^1、1^2、芯片11031;直流電平信號Vin經電阻Rl后，連接芯片LM331的7腳；電容Cl的一端連接芯片LM331的7腳，另一端連接芯片LM331的參考地;芯片LM331的8腳連接VCC;電阻R2的一端連接VCC，另一端連接芯片LM331的5腳；電容C2的一端連接芯片LM331的5腳，另一端連接芯片LM331的參考地；芯片LM331的I腳與6腳連接；電阻R3與電容C3并聯后，一端連接芯片LM331的6腳，另一端分別接電阻R4與電阻R5;電阻R4的另一端連接芯片LM331的參考地，電阻R5的另一端連接電位器RPl的調節端；電位器RPl的兩個固定端分別連接VCC和VEE;芯片LM331的4腳連接芯片LM331的參考地；電位器RP2的一個固定端與調節端連接；電阻R6和電位器RP2串聯后，一端連接芯片LM331的2腳，另一端連接芯片LM331的參考地;電阻R7的一端連接VCC，另一端連接芯片LM331的3腳，芯片LM331的3腳輸出脈沖信號fcmt;運算放大器送來的直流電平信號，經VF變換電路后，轉換為脈沖信號;脈沖信號的頻率和直流電平信號的大小線性對應，根據VF變換電路各參數值，可以得到線性對應因子;通過調節電位器RP2，可改變線性對應因子的大小。3.根據權利要求2所述的一種閉環系統的遠距離采樣與調整系統，其特征在于:VF變換電路中，各參數及元件典型值及計算公式如下: 電源VCC=15V，VEE = -15V;直流電平信號O彡Vin彡10V;電阻Rl = 10kQ ,R2 = 6.8kQ ,R3 = 100kQ ,R4 = 47Q ,R5 = 22kQ ,R6 = 12kQ，R7=10kΩ ； 電容Cl = 0.1uF，C2 = 0.01uF，C3 = luF;電位器RPl = O?1kQ，RP2 = 0?5kQ ； fout = VinX (R6+RP2)/2.09V/R3/(R2 XC2)，即fout=mVin； 公式三:線性對應因子m = (R6+RP2)/2.09V/R3/(R2 X C2)。4.根據權利要求1所述的一種閉環系統的遠距離采樣與調整系統，其特征在于:所述的卩乂變換電路包括電阻1?21、1?22、1?23、1?24、1?25、1?26，電容021、022、023，電位器1^21以及第二芯片LM331;脈沖信號fin經電容C21后，連接第二芯片LM331的6腳；電阻R21的一端連接VCC，另一端連接第二芯片LM331的6腳；電阻R22的一端連接VCC，另一端連接第二芯片LM331的7腳；電阻R23的一端連接第二芯片LM331的7腳，另一端連接第二芯片LM331的參考地;第二芯片LM331的8腳連接VCC;電阻R24的一端連接VCC，另一端連接第二芯片LM331的5腳；電容C22的一端連接第二芯片LM331的5腳，另一端連接第二芯片LM331的參考地；電位器RP21的一個固定端與調節端連接；電阻R25和電位器RP21串聯后，一端連接第二芯片LM331的2腳，另一端連接第二芯片LM331的參考地;第二芯片LM331的3腳和4腳均連接第二芯片LM331的參考地；電阻R26和電容C23并聯后，一端連接第二芯片LM331的I腳，另一端連接第二芯片LM331的參考地;第二芯片LM331的I腳輸出直流電平信號Vciut;傳輸電路送來的脈沖信號，經FV變換電路后，轉換為直流電平信號;直流電平信號的大小和脈沖信號的頻率線性對應，根據FV變換電路各參數值，可以得到線性對應因子;通過調節電位器RP21，可改變線性對應因子的大小。5.根據權利要求1所述的一種閉環系統的遠距離采樣與調整系統，其特征在于:所述的FV變換電路中，各參數及元件典型值及計算公式如下: 電源VCC= 15V;脈沖信號O彡fin彡1kHz; 電阻R21 = R22 = 10kQ ,R23 = 68kQ ,R24 = 6.81kQ ,R25 = 12kQ ,R26 = 10kQ ； 電容C21 = 470pF，C22 = 0.01uF，C23 = luF;電位器RP21 = 0?5kQ ； Vout = finX2.09VXR26X (R24XC22)/(R25+RP21)，即Vout = nfin; 公式四:線性對應因子n = 2.09VXR26X(R24XC22)/(R25+RP21)。6.根據權利要求1所述的一種閉環系統的遠距離采樣與調整系統，其特征在于:所述的傳輸電路包括兩個AM26LS31電路，兩個AM26LS33電路以及兩對雙絞線，分別組成兩個完全相同的通道電路;在任一通道電路中，所述AM26LS31電路、雙絞線以及AM26LS33電路依次串聯;通道電路一，所述VF變換電路輸出的脈沖信號送至AM26LS31電路的輸入端，AM26LS31電路將其轉換為差分信號，經雙絞線進行遠距離傳輸后，送至AM26LS33電路的輸入端，AM26LS33電路將其轉化為脈沖信號，然后送給PLC的高速計數模塊;通道電路二，所述PLC的高速置數模塊輸出的脈沖信號送至AM26LS31電路的輸入端，AM26LS31電路將其轉換為差分信號，經雙絞線進行遠距離傳輸后，送至AM26LS33電路的輸入端，AM26LS33電路將其轉化為脈沖信號，然后送給FV變換電路。7.根據權利要求1所述的一種閉環系統的遠距離采樣與調整系統，其特征在于:傳輸電路包括兩個HFBR1404電路，兩根光纖，兩個HFBR2404電路，兩個AM26LS31電路，兩對雙絞線以及兩個AM26LS33電路，分別組成兩個通道電路;通道電路一，所述HFBR1404電路、光纖、HFBR2404電路、AM26LS31電路、雙絞線以及AM26LS33電路依次串聯；通道電路二，所述AM26LS31電路、雙絞線、AM26LS33電路、HFBR1404電路、光纖以及HFBR2404電路依次串聯;通道電路一，所述VF變換電路輸出的脈沖信號送至HFBR1404電路的輸入端，所述HFBR1404電路將其轉換為脈沖光信號，經光纖進行高低電位的隔離，然后送至HFBR2404電路的輸入端，HFBR2404電路將接收到的脈沖光信號轉化為脈沖信號，送至AM26LS31電路的輸入端，AM26LS31電路將其轉換為差分信號，經雙絞線進行遠距離傳輸后，送至AM26LS33電路的輸入端，AM26LS33電路將其轉化為脈沖信號，然后送給PLC的高速計數模塊;通道電路二，所述PLC的高速置數模塊輸出的脈沖信號送至AM26LS31電路的輸入端，AM26LS31電路將其轉換為差分信號，經雙絞線進行遠距離傳輸后，送至AM26LS33電路的輸入端，AM26LS33電路將其轉化為脈沖信號，然后送至HFBR1404電路的輸入端，所述HFBR1404電路將其轉換為脈沖光信號，經光纖進行高低電位的隔離，然后送至HFBR2404電路的輸入端，HFBR2404電路將接收到的脈沖光信號轉化為脈沖信號，然后送給FV變換電路。8.根據權利要求1所述的一種閉環系統的遠距離采樣與調整系統，其特征在于:傳輸電路包括兩個IXDI414電路，兩個互感器，兩個HCPL2601電路，兩個AM26LS31電路，兩對雙絞線以及兩個AM26LS33電路，分別組成兩個通道電路;通道電路一，所述IXDI414電路、互感器、HCPL2601電路、AM26LS31電路、雙絞線以及AM26LS33電路依次串聯；通道電路二，所述AM26LS31電路、雙絞線、AM26LS33電路、IXDI414電路、互感器以及HCPL2601電路依次串聯；通道電路一，所述VF變換電路輸出的脈沖信號送至IXDI414電路的輸入端，所述IXDI414電路將其進行整形放大，經互感器進行高低電位的隔離，耦合至HCPL2601電路的輸入端，HCPL2601電路將其限幅整形，然后送至AM26LS31電路的輸入端，AM26LS31電路將其轉換為差分信號，經雙絞線進行遠距離傳輸后，送至AM26LS33電路的輸入端，AM26LS33電路將其轉化為脈沖信號，然后送給PLC的高速計數模塊;通道電路二，所述PLC的高速置數模塊輸出的脈沖信號送至AM26LS31電路的輸入端，AM26LS31電路將其轉換為差分信號，經雙絞線進行遠距離傳輸后，送至AM26LS33電路的輸入端，AM26LS33電路將其轉化為脈沖信號，然后送至IXDI414電路的輸入端，所述IXDI414電路將其進行整形放大，經互感器進行高低電位的隔離，耦合至HCPL2601電路的輸入端，HCPL2601電路將其限幅整形，然后送給FV變換電路。9.一種閉環系統的遠距離采樣與調整方法，其特征在于:近端電路將需要遠端顯示的檢測信號轉換為脈沖信號，傳輸電路將脈沖信號轉換為差分信號，經過遠距離傳輸后，再轉換為脈沖信號，經遠端電路讀取顯示;相對應的，遠端電路將需要調整的工作參數，以脈沖信號方式送至傳輸電路，傳輸電路將脈沖信號轉換為差分信號，經過遠距離傳輸后，再轉換為脈沖信號，近端電路將其轉換為可識別的電壓信號，實現工作狀態修正。10.根據權利要求9所述的一種閉環系統的遠距離采樣與調整方法，其特征在于:所述的檢測信號為閉環系統的采樣電路提供的電壓值，經運算放大器運算放大之后，轉化為直流電平信號;VF變換電路將直流電平信號轉換為對應頻率的脈沖信號； 當遠端和近端需要進行高低電位的隔離時，則傳輸電路先將脈沖信號經光電轉換，轉換為光信號，經光纖隔離傳輸后，再將光信號轉換為相同頻率的脈沖信號；或者，傳輸電路利用互感器進行電位隔離;然后，傳輸電路將脈沖信號轉換為相同頻率的差分信號，經串口總線遠距離傳輸后，再將差分信號轉換為相同頻率的脈沖信號，然后送給PLC; 檢測信號的電壓值與脈沖信號的頻率是線性對應的關系，PLC的高速計數模塊檢測脈沖信號的頻率，并根據脈沖信號的頻率與檢測信號的電壓值的線性對應關系，根據公式一計算后送給觸摸顯示屏顯示； 觸摸顯示屏設置并顯示多個脈沖信號的頻率，每個脈沖信號分別對應需要調整的工作參數，每個脈沖信號的頻率與需要調整的工作參數的電壓值根據公式二建立線性對應的關系;PLC根據觸摸顯示屏設置的各脈沖信號的頻率，從高速置數模塊輸出對應頻率的脈沖信號;傳輸電路將脈沖信號轉換為相同頻率的差分信號，經串口總線遠距離傳輸后，再將差分信號轉換為相同頻率的脈沖信號； 當遠端和近端需要進行高低電位的隔離，則傳輸電路先將脈沖信號經光電轉換，轉換為光信號，經光纖傳輸后，再將光信號轉換為相同頻率的脈沖信號；或者，傳輸電路利用互感器進行電位隔離;FV變換電路接收到傳輸電路送來的脈沖信號后，根據脈沖信號的頻率，將其轉化為直流電平信號，送給運算放大器;運算放大器根據FV變換電路送來的直流電平信號，根據公式二重新設置對應的需要調整的工作參數。
【文檔編號】G01R19/00GK106093536SQ201610684857
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月18日 公開號201610684857.9, CN 106093536 A, CN 106093536A, CN 201610684857, CN-A-106093536, CN106093536 A, CN106093536A, CN201610684857, CN201610684857.9
【發明人】楊景紅, 楊明, 戴廣明
【申請人】中國電子科技集團公司第十四研究所