配料控制器的製作方法
2023-05-17 15:39:11
專利名稱：配料控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於控制、統計儀表，具體地說涉及一種帶電腦的配材自動控制、計量、統計、列印的智能化儀表，可廣泛應用於冶金、建材行業和其他輸送散狀料的系統。
散狀料的配料控制，計量是工業生產流程的重要環節。目前，工業中已廣泛採用微機來進行配料控制，其中較常見的有華東電子儀器廠引進聯邦德國菲利浦公司生產的PR1592／00小型配料控制器。該儀表雖可進行配料的自動控制，但價格較高，功能不多，且無各分料累計功能，也無列印輸出功能，故往往難以滿足實用需要，當然要解決上述問題，通常的做法是增加儀器的元器件，這樣，勢必增加成本，影響儀器的競爭能力。
本實用新型的目的是在保證儀器具有良好的使用性能前提下，提供一種功能多，結構簡單，價格低廉的配料控制器。
為了達到這一目的，本實用新型所提供的配料控制器是由面板操作裝置，運算存儲單元、顯示單元、印表機、觸點控制單元、放料控制器、壓力傳感器、放大單元、A／D轉換器和電源部分組成，運算存儲單元還包括一個時序控制電路、一組微程序編碼器、一個斷電自動保護裝置。
面板操作裝置包括有設定開關、按鈕，7劃數碼顯示管，發光二極體和印表機紙帶輸出口。它與放料控制器的八總線收發器和顯示單元的BCD7段鎖存器相連，通過設定選擇，可進行輸入予置和顯示及列印輸出。
運算存儲單元由計算機晶片、只讀存儲器、隨機存儲器、3－8解碼器、六倒相器和2輸入四或門1／4構成。運算存儲單元設計採用了一個由晶振體、反相器、12級脈動進位二進位計數器構成的時序控制電路，一組由微型開關和八總線收發器構成的微程序編碼器以及一個由電晶體、二極體、電容和電池組構成的斷電自動保護裝置。時序控制電路與運算存儲單元計算機晶片的中斷端相接，對整機的工作進行時序控制。微程序編碼器通過其八總線收發器的數據端和控制端分別連接運算存儲單元計算機晶片的八位數據總線及3－8解碼器，控制配料的定值。斷電自動保護裝置經其電晶體和二極體分別同運算存儲單元隨機存儲器的三態門和供電端及電源相連，一旦外部供電中斷斷，電池組即供電，並將進入隨機存儲器內的數據保存下來。
顯示單元由DCD7段鎖存器、八D觸發器、二極體和數碼顯示管構成，與運算存儲單元的八位數據總線和3－8解碼器的地址解碼端相接，採用字型動態銷存進行顯示。
印表機為MP－16四針衝擊微打頭式，由計算器晶片調用控打。
觸點控制單元由八D觸發器、控制驅動器、發光二極體、繼電器、電阻、按鈕構成。其八D觸發器的數據輸入端和控制端分別連接運算存儲單元的八位數據總線和3－8解碼器的地址端，可根據設定的配料定值，通過給定的數學公式控制放料控制器動作，最終精確達到設定值的要求。
放料控制器是利用現有的電磁閥或振動器，由觸點控制單元加以控制。
壓力傳感器為GXR－A系列壓力傳感器。
放大單元由運算放大器，可調電位器、電阻、電容構成。當物料重量信號經串聯的壓力傳感器測出，濾波後，送至運算放大器的同相端進行同相放大，其放大倍數為37～57倍之間可調，使輸入信號為10毫伏，輸出為0.5伏，接入A／D轉換器。
A／D轉換器12位模數轉換器，通過引腳分別與3－8解碼器及八總線收發器相接，形成8位高位數據選通及4位低位數據選通。其時鐘頻率為4M赫。
電源部分由變壓器、整流器、穩壓器及穩壓二極體、運算放大器、複合調整管、濾波電容、電阻等組成。電源為交流220伏，根據儀器中不同部分對電壓的不同要求，輸出電壓為＋15伏一組；±5伏二組；±9～12伏四組。
本實用新型的配料控制器由於運算存儲單元採用了一個時序控制電路和一組微程序編碼器，通過與儀器內操作程序和控打程序相結合，以分時工作方式逐行計算、控制、顯示、計時、列印功能。因其無需另加控制部分，計時部分，顯示部分接口的大量元器件，使儀器結構簡單，生產成本大為降低(約為PR1592／00配料控制器售價的1／5)，而功能增多，可配控七種用料，十六種配方設定，並可按日曆走時、定時、定值配料，秤量量值可根據使用要求在0～100噸範圍設定，同時還可對各種用料及總料分別顯示，列印或累計列印輸出。在短時斷電時具有自動保護數據的功能。
附圖描述了本實用新型的配料控制器的實施方案。
圖1－－本發明的配料控制器的構成框圖圖2－－放大單元圖3－－A／D轉換器圖4－－運算存儲單元及顯示單元圖5－－面板操作裝置及觸點控制單元圖6－－電源圖7－－輸入操作程序框圖圖8－－中斷服務程序框圖圖中1為面板操作裝置，2為印表機，3為電源，4為壓力傳感器，5為放料控制器，6為觸點控制單元，7為顯示單元，8為運算儲存單元，9為A／D轉換器，10為放大單元。
下面結合圖1～圖5說明本發明的配料控制器的工作原理。
開機時，接通電源，將面板操作裝置1上的「工作－設定」開關K2撥到「設定」位置，待設定完畢，再將該開關K2撥到「工作」位置並按下「啟動」按鈕PB6。運算存儲單元8根據面板操作裝置1上按鈕設定的各種配料定值及時間，向控制觸點單元6發出指令使觸點閉合，觸點接通放料控制器5的電磁閥或振動器，使氣泵或振動器工作，將用料放入料鬥。壓力傳感器4將測得的重量信號經濾波後送到放大單元10和A／D轉換器9放大轉換成數字量輸入運算存儲單元8，運算存儲單元8將面板操作裝置1的設定值與壓力傳感器4測出傳來的經放大轉換的數字量信號加以對比，根據兩者差值及計算的提前量精確控制觸點的閉合進行調節用料的流量，使其最終符合設定值的要求，當配料一達到所需定值，運算存儲單元8即將觸點斷開，氣泵或振動器便停止給料。配料結束時，通過印表機2把各分料及混合總料的數據及配料時間列印輸。設定時及加料過程中各種設定內容和數據通過顯示單元7的發光二極體D9～D21(FG114000)和LED數碼管(680)分別顯示。
圖2和圖3為放大單元和A／D轉換器的電路構成。
圖4為運算存儲單元及顯示單元。運算存儲單元由一個計算機晶片U1(8位Z－80)、一個只讀存儲器U2(2716)、一個隨機存儲器U3(6116)、兩個3－8解碼器U4、U6(74LS138)，一個六倒相器U7＋ 2/6 U8(74LS04)和兩個2輸入四或門 1/4 U16(74LS32)構成。
此外，運算存儲單元設計採用了一個由晶振體JZ2、反相器U13(CMOS 4009)、12級脈動進位二進位計數器U14(4040)構成的時序控制電路和一組由微型開關K4和八總線收發器U15(74LS245)構成的微程序編碼器。
時序控制電路每隔3.90625毫秒發一中斷作為時序，與儀器內操作程序和控打程序相結合，以分時工作方式逐行計算、控制、顯示、計時、列印功能，從而擴大了儀器的實用性。
微程序編碼器通過微型開關K4設定秤量量程及用料配方。經八總線收發器U15輸入運算存儲單元處理、存儲，可對各分料分別進行累計並顯示和列印輸出。
計算機晶片U1通過引腳A11～A13與3－8解碼器U4相接，形成8組從存儲器取存尋址碼y0為0000～07FF，作為只讀存儲器U2的程序存儲部分；y1為0800，用作秤量量程和配方的設定；y2為1000，供八總線收發器U11的地址選通；y3為1800～1FFF，作為控制列印程序的地址選通；y4為2000，用作A／D轉換器的高位數據的選通；y5為2800～2FFF，作為隨機存儲器U3的存儲區間；y6為3000，用作A／D轉換器的低位數據選通；y7為3800，它是八D觸發器U10(74LS273)加料控制狀態輸出的選通端。
計算機晶片U1的WR、IORQ、RD端與兩個2輸入四或門 1/4 U16構成I／OW和I／QR，用以選擇四針衝擊微打頭式印表機(MP－16)的口地址。
顯示單元由BCD7段鎖存器U17(4511)、八D觸發器U18～U24及U9(74LS273)，二極體D17～D21(FG114000)和數碼顯示管LED1～LED8構成。計算機晶片U1通過3－8解碼器U6、六倒相器U7＋ 2/6 U8構成I／O口的地址解碼端，用於選擇U17、U18～U24及U9的發光二極體D17～D21和數碼顯示管LED1～LED8，以分別顯示時間、定時、定值、秤量及累計數據。
為保護機內數據，利用隨機存儲器U3的三態門與電晶體BG17(3CG7)、二極體D22(2AD9)、電容C42(200微法／15伏)和電池組構成斷電自動保護裝置，一旦外部供電中斷，電池組即供電，電晶體BG17導通，隨機存儲器U3的CS端為「1」，使其不被選中，而將進入其內的數據保存下來。
圖5為面板操作裝置及觸點控制單元。面板操作裝置為一面板，該面板上有8個設定開關及按鈕；K2為「工作－設定」開關，PB1為「選擇」按鈕，PB2為「計數」按鈕，PB4為「移位」按鈕，PB5為「去皮」按鈕，PB6為「啟動」按鈕，PB7為「列印」按鈕。在面板上還有通過選擇可顯示配料稱量、定值、定時、累計數據的7劃數碼顯示管LED1～LED8以及發光二極體D9～D21。在面板上還有印表機紙帶輸出口。
觸點控制單元由八總線收發器U11(74LS245)，八D觸發器U10(74LS273)，電阻R17～R24(1K歐)，控制驅動器BG9～BG16(3DG130)、按鈕PB8～PB15、發光二極體D9～D16，電阻R16A～R16H(51歐)、二極體D1～D8(2CP12)和繼電器J1～J8(JQX－4)構成。八D觸發器U10的輸入端A1～A8接八總線收發器U11的8位數據總線，其輸出端B1～B8接BG9～BG15的基極，當輸出為「1」時，BG9～BG15導通，繼電器J1～J8吸合；當輸出為「0」時，BG9～BG15截止，繼電器放開。
K3為「手動」「自動」開關，其手動狀態時，繼電器J1～J8由按鈕PB8～PB15控制。
本儀器的電源採用交流220伏，分三檔供電；＋15伏一組，供繼電器J1～J8用。
±5伏二組，供機內系統用。
±9～12伏四組，供壓力傳感器用。
電源的原理圖參見圖6。
本儀器的全部程序採用Z－80彙編語言，其輸入操作程序框圖和中斷服務程序框圖分別參見圖7和圖8。
權利要求1.一種帶電腦的散狀料配料控制器，它包括有面板操作裝置、運算存儲單元、顯示單元、印表機、觸點控制單元、放料控制器、壓力傳感器、放大單元、A/D轉換器和電源部分，其特徵在於運算存儲單元還包括一個時序控制電路、一組微程序編碼器、一個斷電自動保護裝置。
2.根據權利要求1所述的配料控制器，其特徵在於時序控制電路由晶振體、反相體、12級脈動進位二進位計數器構成。它與運算存儲單元計算機晶片的中斷端相接。
3.根據權利要求1所述的配料控制器，其特徵在於微程序編碼器由八位微形開關和八總線收發器構成，其八總線收發器的數據端和控制端分別連接運算存儲單元計算機晶片的八位數據總線及3～8解碼器。
4.根據權利要求1所述的配料控制器，其特徵在於斷電自動保護裝置由電晶體、二極體、電容和電池組構成，其電晶體和二極體分別同運算存儲單元隨機存儲器的三態門和供電端及電源相連。
專利摘要一種帶電腦的散狀料配料控制器，它包括有面板操作裝置、運算存儲單元、顯示單元、印表機、觸點控制單元、放料控制器、壓力傳感器、放大單元、A/D轉換器和電源部分。運算存儲單元中設計採用了一個時序控制電路及一組微程序編碼器，使本實用新型的配料控制器可同時配供七種用料、十六種配方設定，其控制精度優於1％，並可按日曆走時定時、定值配料及將數據列印輸出。在短時斷電時還有自動保護數據功能。
文檔編號G05D11/00GK2057165SQ8821758
公開日1990年5月16日 申請日期1988年10月7日 優先權日1988年10月7日
發明者邱國雄 申請人:邱國雄