一種變速旋鈕調(diào)節(jié)的連鑄機(jī)拉坯速度設(shè)定儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種變速旋鈕調(diào)節(jié)的連鑄機(jī)拉坯速度設(shè)定儀，屬冶金行業(yè)冶金機(jī)械自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]煉鋼設(shè)備中連鑄機(jī)的拉速給定是連鑄機(jī)生產(chǎn)中關(guān)鍵的裝置，一般通過(guò)電位器旋鈕給定電阻信號(hào)，用直接信號(hào)電壓電源轉(zhuǎn)換信號(hào)，單獨(dú)的顯示屏顯示給定信號(hào)。其中不足之處在于:采用電壓源轉(zhuǎn)換信號(hào)，信號(hào)沒(méi)有隔離和數(shù)字保護(hù)處理，容易受到干擾，給定不穩(wěn)定、不精確；顯示與給定分散，不利于控制；且制造成本較高。
[0003]另一方面，為了防止生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)異常情況時(shí)，可以及時(shí)處理故障、穩(wěn)定而迅速的調(diào)低連鑄機(jī)拉速，又需要采用旋鈕電位器這種功能型調(diào)速元件，也就是說(shuō)并不能使用檔位式逐級(jí)升速或降速按鈕裝置取代這種傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電位器。因此需要:既采用連續(xù)可調(diào)的旋轉(zhuǎn)電位器，又能克服該種電位器在使用過(guò)程中存在的缺陷，達(dá)到可排除干擾信號(hào)、確保輸出信號(hào)穩(wěn)定精確、還具備集成顯示給定拉速和反饋拉速、綜合性的節(jié)省生產(chǎn)成本效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)【背景技術(shù)】提出問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種專用于連鑄機(jī)的拉速給定裝置，是將現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)電位器電阻信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成4?20mA直流信號(hào)，并且輸入輸出采用隔離電源，在輸入信號(hào)處理上，采用數(shù)字技術(shù)處理，排除干擾信號(hào)，確保輸出信號(hào)穩(wěn)定、精確；集成顯示給定拉速和反饋拉速，節(jié)省成本。以實(shí)現(xiàn)讓使用者在使用現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)不同工藝的需要，在不同的拉坯速度下，以不同的調(diào)節(jié)速度，通過(guò)旋鈕來(lái)實(shí)時(shí)設(shè)定需要的拉坯速度。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種變速旋鈕調(diào)節(jié)的連鑄機(jī)拉坯速度設(shè)定儀，是直接將拉速電位器電阻信號(hào)處理為4?20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，并通過(guò)MCU數(shù)字處理和集成LED顯示給定拉速及實(shí)時(shí)拉速裝置；包括:0?20mA輸入電流采集電路、O?20mA輸出電流發(fā)生電路、0-20mA輸出電流反饋電路、數(shù)碼管顯示及按鍵設(shè)定和旋鈕設(shè)定電路、電源電壓變換電路、狀態(tài)信息輸出電路和控制電路；所述電源電壓變換電路是將輸入的24V電源電壓變換為隔離的正負(fù)15V電源電路；其特征在于:
[0006]所述O?20mA輸入電流采集電路是用于采集拉坯設(shè)備反饋的拉坯速度O?20mA電流信號(hào)電路，包括:串聯(lián)在輸入電流環(huán)回路上的采樣電阻、使用AP431電壓基準(zhǔn)對(duì)采樣兩端的電壓值進(jìn)行偏置、再使用0P27運(yùn)算放大器和HCNR201線性光耦隔離轉(zhuǎn)換后輸入到TLC1543IDB模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；所述輸入電流采集電路使用串聯(lián)在輸入電流環(huán)回路上的采樣電阻獲得采樣電壓，并將該采樣電壓偏置并通過(guò)運(yùn)算放大器和線性光耦隔離變換后，輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器；
[0007]所述O?20mA輸出電流發(fā)生電路是用于將設(shè)定的拉還速度值以O(shè)?20mA電流信號(hào)形式輸出電路，是將O?100%占空比的PffM轉(zhuǎn)換為O?20mA電流輸出，包括:脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM發(fā)生電路、積分電路、電壓電流轉(zhuǎn)換電路以及，可提高單片機(jī)PWM驅(qū)動(dòng)能力的多路模擬開(kāi)關(guān)⑶4053BCM、使用AP431電壓基準(zhǔn)對(duì)PffM進(jìn)行穩(wěn)壓；
[0008]所述O?20mA輸出電流反饋電路是用于獲得輸出電流的反饋來(lái)判斷輸出是否正常電路，包括:串聯(lián)在輸出電流回路上的采樣電阻，通過(guò)采樣電阻獲得的輸出電流反饋電壓輸入到TLC1543IDB模數(shù)轉(zhuǎn)換器；
[0009]所述數(shù)碼管顯示電路包括:集成的8位共陰極數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片MAX7219EWG和直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管；
[0010]所述旋鈕設(shè)定電路是用于采集使用者設(shè)定的拉坯速度電路，使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC1543IDB采集電位器旋鈕的分壓值，從而獲得電位器旋鈕的設(shè)定位置；
[0011]所述按鍵設(shè)定電路是用于采集使用者的按鍵信息電路，包括:使用RC電路進(jìn)行防抖動(dòng)濾波處理；
[0012]所述狀態(tài)信息輸出電路使用蜂鳴器和發(fā)光二極管來(lái)向使用者提示所述拉坯速度設(shè)定儀工作狀態(tài)；
[0013]所述控制電路包括單片機(jī)STC12C5204 ;所述單片機(jī)STC12C5204依據(jù)設(shè)定程序，周期性地采集所述旋鈕設(shè)定電路中的旋鈕位置設(shè)定值，再根據(jù)設(shè)定的拉坯速度調(diào)節(jié)模式，以不同的映射關(guān)系將旋鈕設(shè)定值轉(zhuǎn)換為拉坯速度輸出值，來(lái)達(dá)到變速調(diào)節(jié)拉坯速度的目的。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0015]輸入電流采集電路使用了隔離電壓變換電路，在電氣上對(duì)輸入輸出電路進(jìn)行了隔離，防止相互干擾；所述輸出電流發(fā)生電路對(duì)PWM進(jìn)行了穩(wěn)壓處理，提高了所述拉坯速度設(shè)定儀品質(zhì)的一致性；所述數(shù)碼管顯示電路使用專用集成芯片驅(qū)動(dòng)，保證了數(shù)碼管的可靠驅(qū)動(dòng)；所述旋鈕設(shè)定，為實(shí)時(shí)拉坯速度提供了方便易用的手動(dòng)調(diào)節(jié)接口 ；所述控制程序，以線性，平方根，平方三種映射關(guān)系將旋鈕設(shè)定值按比例轉(zhuǎn)換為拉坯速度設(shè)定值，提供了使用者根據(jù)不同需要設(shè)定不同調(diào)節(jié)速度的靈活性和實(shí)用性。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例硬件組成框圖；
[0017]圖2-1至圖2-9是本實(shí)用新型各部分電路組成原理圖；
[0018]圖3是本實(shí)用新型拉速儀操作面板示意圖。
[0019]圖中標(biāo)記:U4、U20是電壓基準(zhǔn)AP431，U19是多路模擬開(kāi)關(guān)CD4053BCM，Ul是線性光耦HCNR201，UlO是C51單片機(jī)STC12C5204，U2、U3、U5是運(yùn)算放大器0P27，Q3是三極管MMBT5401，U12是多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC1543IDB。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)技術(shù)方案的實(shí)施作進(jìn)一步的詳細(xì)描述:
[0021]如圖1所示，本實(shí)用新型變速旋鈕調(diào)節(jié)的連鑄機(jī)拉坯速度設(shè)定儀是直接將拉速電位器電阻信號(hào)處理為4?20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，并通過(guò)MCU數(shù)字處理和集成LED顯示給定拉速及實(shí)時(shí)拉速裝置；包括:0?20mA輸入電流采集電路、O?20mA輸出電流發(fā)生電路、0-20mA輸出電流反饋電路、數(shù)碼管顯示及按鍵設(shè)定和旋鈕設(shè)定電路、電源電壓變換電路、狀態(tài)信息輸出電路和控制電路；其中電源電壓變換電路是將輸入的24V電源電壓變換為隔離的正負(fù)15V電源電路。
[0022]所述O?20mA輸入電流采集電路是用于采集拉坯設(shè)備反饋的拉坯速度O?20mA電流信號(hào)電路，包括:串聯(lián)在輸入電流環(huán)回路上的采樣電阻、使用AP431電壓基準(zhǔn)對(duì)采樣兩端的電壓值進(jìn)行偏置、再使用0P27運(yùn)算放大器和HCNR201線性光耦隔離轉(zhuǎn)換后輸入到TLC1543IDB模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；所述輸入電流采集電路使用串聯(lián)在輸入電流環(huán)回路上的采樣電阻獲得采樣電壓，并將該采樣電壓偏置并通過(guò)運(yùn)算放大器和線性光耦隔離變換后，輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器。該電路用于采集拉坯設(shè)備反饋拉坯速度的0-20mA電流。
[0023]所述O?20mA輸出電流發(fā)生電路是用于將設(shè)定的拉還速度值以O(shè)?20mA電流信號(hào)形式輸出電路，是將O?100%占空比的PffM轉(zhuǎn)換為O?20mA電流輸出，包括:脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM發(fā)生電路、積分電路、電壓電流轉(zhuǎn)換電路以及，可提高單片機(jī)PWM驅(qū)動(dòng)能力的多路模擬開(kāi)關(guān)⑶4053BCM、使用AP431電壓基準(zhǔn)對(duì)PffM進(jìn)行穩(wěn)壓。
[0024]所述O?20mA輸出電流反饋電路是用于獲得輸出電流的反饋來(lái)判斷輸出是否正常電路，包括:串聯(lián)在輸出電流回路上的采樣電阻，通過(guò)采樣電阻獲得的輸出電流反饋電壓輸入到TLC1543IDB模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0025]所述數(shù)碼管顯示電路包括:集成的8位共陰極數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片MAX7219EWG和直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。
[0026]所述旋鈕設(shè)定電路是用于采集使用者設(shè)定的拉坯速度電路，使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC1543IDB采集電位器旋鈕的分壓值，從而獲得電位器旋鈕的設(shè)定位置。
[0027]所述按鍵設(shè)定電路是用于采集使用者的按鍵信息電路，包括:使用RC電路進(jìn)行防抖動(dòng)濾波處理。