專(zhuān)利名稱(chēng)：電阻爐簡(jiǎn)易判穩(wěn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電阻爐的熱穩(wěn)定狀態(tài)判定技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電阻爐簡(jiǎn)易判
穩(wěn)裝置。
背景技術(shù)：
熱穩(wěn)定狀態(tài)不僅是檢測(cè)電阻爐性能參數(shù)時(shí)的必要條件，也是使用電阻爐進(jìn)行工件熱處理時(shí)的重要工藝基礎(chǔ)。目前國(guó)內(nèi)外判斷電阻爐是否達(dá)到熱穩(wěn)定狀態(tài)(俗稱(chēng)“達(dá)穩(wěn)”)的方法主要有兩種，一是按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10066.4-2004《電熱設(shè)備的試驗(yàn)方法第四部分間接電阻爐》(IEC 60397:1999)要求，通過(guò)專(zhuān)業(yè)電阻爐檢測(cè)機(jī)構(gòu)借助特殊檢測(cè)設(shè)備確定；二是通過(guò)電阻爐操作工人憑借長(zhǎng)期的現(xiàn)場(chǎng)操作經(jīng)驗(yàn)確定。兩者相比較可知，前者精確但卻繁瑣，后者簡(jiǎn)單卻不精確。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種電阻爐簡(jiǎn)易判穩(wěn)裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)判穩(wěn)過(guò)程繁瑣的問(wèn)題。為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是:一種電阻爐簡(jiǎn)易判穩(wěn)裝置，包括主控板、通信板、顯示板、繼電器控制板和電源板，其特殊之處在于:所述主控板分別與電源板、繼電器控制板、通信板和顯示板連接，所述繼電器控制板和電源板連接，所述主控板包括依次連接的A / D前置電路、數(shù)據(jù)采集電路和主單片機(jī)，所述顯示板包括IXD液晶屏和蜂鳴器。上述 數(shù)據(jù)采集電路包括電耗計(jì)量芯片，所述電耗計(jì)量芯片型號(hào)為ADE7755。上述主單片機(jī)型號(hào)為PIC16F946。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果:本實(shí)用新型有效利用電阻爐控制柜現(xiàn)有的儀器儀表，采用科學(xué)的的電阻爐判穩(wěn)算法，能夠精確捕捉電爐達(dá)穩(wěn)點(diǎn)；具有精確的計(jì)時(shí)功能，能夠準(zhǔn)確記錄電爐達(dá)穩(wěn)時(shí)間；具有清零功能，用戶(hù)能很方便的對(duì)裝置清零；具有蜂鳴器提示功能，當(dāng)電爐達(dá)穩(wěn)后本裝置會(huì)發(fā)出報(bào)警聲，操作簡(jiǎn)單且成本低，可以得到普及和推廣應(yīng)用。

圖1為本實(shí)用新型硬件連接框圖；圖2為本實(shí)用新型A / D前置電路圖；圖3為本實(shí)用新型數(shù)據(jù)采集電路圖；圖4為本實(shí)用新型主單片機(jī)電路圖；圖5為本實(shí)用新型通信板電路圖；圖6為本實(shí)用新型IXD液晶屏顯示電路圖；圖7為本實(shí)用新型蜂鳴器報(bào)警電路圖；[0016]圖8為本實(shí)用新型繼電器控制板電路圖；圖9為本實(shí)用新型電源板電路圖；其中，1-主控板、2-通信板、3-顯示板、4-繼電器控制板、5-電源板、6-A / D前置電路、7-數(shù)據(jù)采集電路、8-主單片機(jī)、9-1XD液晶屏、10-蜂鳴器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)說(shuō)明:參照?qǐng)D1，一種電阻爐簡(jiǎn)易判穩(wěn)裝置，包括主控板1、通信板2、顯示板3、繼電器控制板4和電源板5，所述主控板I分別與電源板5、繼電器控制板4、通信板2和顯示板3連接，所述繼電器控制板4和電源板5連接，所述主控板I包括依次連接的A / D前置電路6、數(shù)據(jù)采集電路7和主單片機(jī)8，所述顯示板3包括IXD液晶屏9和蜂鳴器10。上述數(shù)據(jù)采集電路7包括電耗計(jì)量芯片，所述電耗計(jì)量芯片型號(hào)為ADE7755。上述主單片機(jī)8型號(hào)為PIC16F946。本判穩(wěn)裝置通過(guò)由主控板、通信板、顯示板、繼電器控制板和電源板5部分組成。通信模塊負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程通信；主控板完成判穩(wěn)裝置的所有基本功能；顯示板作為系統(tǒng)的顯示終端；繼電器控制板完成斷電和供電控制；電源板為整個(gè)系統(tǒng)提供穩(wěn)定安全的電流。
1、硬件設(shè)計(jì)I)主控板:主控板通過(guò)采集電路實(shí)現(xiàn)對(duì)電流電壓信號(hào)采集與轉(zhuǎn)換，并通過(guò)電耗計(jì)量芯片(ADE7755)與單片機(jī)(PIC16F946)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)算累計(jì)電耗值，按照“功率判穩(wěn)法”，判定電阻爐設(shè)備是否達(dá)到熱穩(wěn)定狀態(tài)。此外主控板還完成與通信板及繼電器板的數(shù)據(jù)交換功能。主控板電路由A / D前置電路，數(shù)據(jù)采集電路(ADE7755)，主單片機(jī)電路(PIC16F946)等子電路組成。①主控板A / D前置電路:參照?qǐng)D2，A / D前置電路負(fù)責(zé)分時(shí)選通各路電流電壓傳感器通道，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大和濾波處理，再送入后面的采集電路進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。②主控板數(shù)據(jù)采集電路:參照?qǐng)D3，數(shù)據(jù)采集電路以電耗計(jì)量芯片為基礎(chǔ)，計(jì)算累計(jì)電耗值，電耗計(jì)量芯片ADE7755內(nèi)部包括兩路數(shù)模轉(zhuǎn)換器(對(duì)來(lái)自電壓、電流傳感器的電壓信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換)。③主控板主單片機(jī)電路:參照?qǐng)D4，主單片機(jī)PIC16F946用于進(jìn)行電耗值數(shù)據(jù)處理，計(jì)算電阻爐設(shè)備平均功率，并按照“功率判穩(wěn)法”，判定電阻爐設(shè)備是否達(dá)到熱穩(wěn)定狀態(tài)。2)通信板:參照?qǐng)D5，通信板完成CAN到485的協(xié)議轉(zhuǎn)換，能正確解釋指令和數(shù)據(jù)，并具有差錯(cuò)和糾錯(cuò)功能。485通訊接口距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)、半雙工通信以及可以實(shí)現(xiàn)總線方式傳送數(shù)據(jù)，非常簡(jiǎn)單實(shí)用。3)顯示板:主要有兩部分，一是由LCD_GJ_W1279液晶屏實(shí)現(xiàn)將累計(jì)電耗值、時(shí)間等信息的顯示，二是由BUZZER蜂鳴器發(fā)出判穩(wěn)報(bào)警信號(hào)。①I(mǎi)XD液晶屏電路:參照?qǐng)D6，由LCD_GJ_W1279液晶屏實(shí)現(xiàn)將累計(jì)電耗值、時(shí)間等信息的顯示。②蜂鳴器報(bào)警電路:參照?qǐng)D7，電阻爐達(dá)穩(wěn)后，由BUZZER蜂鳴器發(fā)出判穩(wěn)報(bào)警信號(hào)。[0031]4)繼電器控制板:參照?qǐng)D8，繼電器主要完成斷電和供電控制功能。5)電源板:參照?qǐng)D9，電源板將輸入的交流電壓整流、降壓、濾波后得到直流5V、12V等電壓等級(jí)的電壓，供給其他電路。2、軟件設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件是指為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的特定功能所編制的信息采集、處理、輸出、顯示程序。這部分軟件的開(kāi)發(fā)是軟件工作的主要內(nèi)容。應(yīng)用軟件按照結(jié)構(gòu)化、模塊化、通用化的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，整個(gè)程序從結(jié)構(gòu)上分為幾大模塊:數(shù)據(jù)輸入處理模塊、事件捕獲模塊、事件處理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，它們主要由主程序在初始化時(shí)生成，在系統(tǒng)退出時(shí)結(jié)束。在4個(gè)模塊之下可按照功能分為更細(xì)小的模塊，以至于實(shí)現(xiàn)單一功能的子程序和函數(shù)。輸入處理模塊主要負(fù)責(zé)將外部的數(shù)據(jù)和信號(hào)處理與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)連接；事件捕獲模塊主要監(jiān)視、識(shí)別并報(bào)告各外部事件的發(fā)生，之后以消息的格式通知主控程序，激活事件處理模塊中的相應(yīng)過(guò)程，響應(yīng)外部事件。該模塊要求高可靠性、高實(shí)時(shí)性，以及保證不丟失任何外部事件；事件處理模塊是軟件功能實(shí)現(xiàn)的主體，它由許多松散耦合在一起的功能模塊組成，在外部事件的觸發(fā)下執(zhí)行特定的流程，實(shí)現(xiàn)一定的功能；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊主要用于存儲(chǔ)一些重要的運(yùn)行數(shù)據(jù)，一方面作為事后分析，更重要的是存儲(chǔ)一些有用的數(shù)據(jù)，這樣在系統(tǒng)重新啟動(dòng)之后，可以保證有效的數(shù)據(jù)不至于丟失。對(duì)于這個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，需要協(xié)調(diào)完成各方面的工作，以實(shí)現(xiàn)這個(gè)系統(tǒng)的控制，分別協(xié)調(diào)完成通信和采集方面的工作。本實(shí)用新型通過(guò)直接連接設(shè)備控制柜上固有電壓表、電流表，采集電壓、電流模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，基于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10066.4-2004 “功率判穩(wěn)法”原理，進(jìn)行處理運(yùn)算，計(jì)算電阻爐單位時(shí)間內(nèi)電能的損失，反饋至控制柜，實(shí)現(xiàn)快速判定電阻爐是否達(dá)到熱穩(wěn)定狀態(tài)。與傳統(tǒng)檢測(cè)判穩(wěn)方式相比，電阻爐簡(jiǎn)易判穩(wěn)裝置直接連接設(shè)備控制柜上固有監(jiān)測(cè)儀表，減少了因通過(guò)外接檢測(cè)互感器引起的誤差，能夠精確捕捉電爐達(dá)穩(wěn)點(diǎn)，具有精確的計(jì)時(shí)功能，能夠準(zhǔn)確記錄電爐達(dá)穩(wěn)時(shí)間。此外電阻爐簡(jiǎn)易判穩(wěn)裝置增加了清零功能和報(bào)警功能，更適合于設(shè)備操作工人使用。本實(shí)用新 型判穩(wěn)流程如下:①用A/D對(duì)電流和電壓信號(hào)進(jìn)行采集，然后根據(jù)相應(yīng)的算法算出相應(yīng)的電能。②每隔半小時(shí)采集一次電能值，把其保存在相應(yīng)的存儲(chǔ)器里。③根據(jù)公式Λ P= Λ E/AT，算出電爐相應(yīng)時(shí)間里的平均功率。④以相臨三個(gè)P為一組計(jì)算，再根據(jù)公式A=Pmax/Pmin，如果有三次Λ ( 1.03，判定電爐是否已處于穩(wěn)定狀態(tài)。⑤如達(dá)穩(wěn)，裝置立即顯示穩(wěn)定起始時(shí)間，并且顯示當(dāng)前的總電能。
權(quán)利要求1.一種電阻爐簡(jiǎn)易判穩(wěn)裝置，包括主控板(I)、通信板(2)、顯示板(3)、繼電器控制板(4)和電源板(5)，其特征在于:所述主控板(I)分別與電源板(5)、繼電器控制板(4)、通信板(2 )和顯示板(3 )連接，所述繼電器控制板(4 )和電源板(5 )連接，所述主控板(I)包括依次連接的A / D前置電路(6)、數(shù)據(jù)采集電路(7)和主單片機(jī)(8)，所述顯示板(3)包括IXD液晶屏(9)和蜂鳴器(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電阻爐簡(jiǎn)易判穩(wěn)裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集電路(7)包括電耗計(jì)量芯片，所述電耗計(jì)量芯片型號(hào)為ADE7755。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電阻爐簡(jiǎn)易判穩(wěn)裝置，其特征在于:所述主單片機(jī)(8)型號(hào)為 PIC16F946。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬于電阻爐的熱穩(wěn)定狀態(tài)判定技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電阻爐簡(jiǎn)易判穩(wěn)裝置?，F(xiàn)有技術(shù)存在判穩(wěn)過(guò)程繁瑣的問(wèn)題。為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是一種電阻爐簡(jiǎn)易判穩(wěn)裝置，包括主控板、通信板、顯示板、繼電器控制板和電源板，所述主控板分別與電源板、繼電器控制板、通信板和顯示板連接，所述繼電器控制板和電源板連接，所述主控板包括依次連接的A／D前置電路、數(shù)據(jù)采集電路和主單片機(jī)。本實(shí)用新型有效利用電阻爐控制柜現(xiàn)有的儀器儀表，采用科學(xué)的電阻爐判穩(wěn)算法，能夠精確捕捉電爐達(dá)穩(wěn)點(diǎn)，操作簡(jiǎn)單且成本低，可以得到普及和推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)G01R21/133GK203117282SQ20132006782
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者張永武, 李琨, 童斌斌, 韓超, 黃建宇 申請(qǐng)人:西安電爐研究所有限公司