專利名稱：數(shù)字伺服控制器仿真系統(tǒng)控制臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種仿真系統(tǒng)控制臺，特別是一種數(shù)字伺服控制器仿真系統(tǒng)控制臺。
有一種不得己的方法，是將控制器安裝到生產(chǎn)線設(shè)備工位上去試驗(yàn)，為此而進(jìn)行的軟、硬件安裝接線和試驗(yàn)必將占據(jù)大量的設(shè)備作業(yè)時(shí)間，在套管生產(chǎn)任務(wù)十分繁重，作業(yè)線惜時(shí)如金的今天，令設(shè)備停機(jī)讓技術(shù)人員作這樣的試驗(yàn)幾乎是不可能的。
經(jīng)過考察，在離線狀態(tài)下為控制器的上電而必須滿足的外部條件中，如接入安全極限，電器聯(lián)鎖及模擬的電流負(fù)載和電壓負(fù)載等，都是可以辦到的。最大的難點(diǎn)在于怎樣為TDC-100控制器建立正確的位置閉環(huán)環(huán)節(jié)。按照常規(guī)的方法，應(yīng)該建立一個(gè)液壓站，安裝相應(yīng)的伺服閥和液壓缸以及相關(guān)的線性位移傳感器，工作時(shí)讓被推動的液壓活塞帶動位移傳感器(聲納測距裝置)使之產(chǎn)生位移信號經(jīng)數(shù)據(jù)處理后送回到數(shù)字控制器中，完成位置閉環(huán)控制。不難想象，用這種方案搞試驗(yàn)臺投入設(shè)備多，占地空間大，付出代價(jià)高，過程周期長，是一條很難進(jìn)行得通的道路。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種數(shù)字伺服控制器仿真系統(tǒng)控制臺，包括有切換電路、模擬線性位移信號發(fā)生器、旋轉(zhuǎn)脈沖編碼器、電壓型負(fù)載、電流型負(fù)載、條件輸出電路，具體連接是模擬線性位移信號發(fā)生器和旋轉(zhuǎn)脈沖編碼器均與切換電路相連接，切換電路與被檢測的數(shù)字伺服控制器的位置信號接口相連，電壓型負(fù)載和電流型負(fù)載均與切換電路相連接，切換電路與被檢測的數(shù)字伺服控制器的輸出接口相連接，其中電流型負(fù)載得到的信息給模擬線性位移信號發(fā)生器，電壓型負(fù)載得到的信息給旋轉(zhuǎn)脈沖編碼器；條件輸出電路與被檢測的數(shù)字伺服控制器的條件輸入相連接。
本發(fā)明的數(shù)字伺服控制器仿真系統(tǒng)控制臺有機(jī)地把現(xiàn)場工作條件模擬出來，可以隨心所欲地對控制器編制程序，修改參數(shù)，作仿真運(yùn)行試驗(yàn)，監(jiān)視所有程序運(yùn)行的正確性，觀察各種信號狀態(tài)，可在動態(tài)狀態(tài)下分析判斷故障，減輕了修理工作的強(qiáng)度，加快了修理速度，提高了備件修復(fù)率。
圖6是電壓型負(fù)載電路原理圖；圖7是旋轉(zhuǎn)脈沖編碼器電路原理圖；圖8是條件輸出電路中的就緒部分的電路原理圖；圖9是條件輸出電路中的允許部分的電路原理圖；

圖10是條件輸出電路中的狀態(tài)部分的電路原理圖。
如圖3所示，數(shù)字伺服控制器仿真系統(tǒng)控制臺，包括有切換電路1、切換電路2、模擬線性位移信號發(fā)生器3、旋轉(zhuǎn)脈沖編碼器5、電壓型負(fù)載6、電流型負(fù)載4、條件輸出電路7，具體連接是模擬線性位移信號發(fā)生器3和旋轉(zhuǎn)脈沖編碼器5均與切換電路1相連接，切換電路1與被檢測的數(shù)字伺服控制器A的位置信號接口相連，電壓型負(fù)載6和電流型負(fù)載4均與切換電路2相連接，切換電路2與被檢測的數(shù)字伺服控制器A的輸出接口相連接，其中電流型負(fù)載4得到的信息給模擬線性位移信號發(fā)生器3，電壓型負(fù)載6得到的信息給旋轉(zhuǎn)脈沖編碼器5；條件輸出電路7與被檢測的數(shù)字伺服控制器A的條件輸入相連接，條件輸出電路7包括有就緒、允許、狀態(tài)部分。還設(shè)有狀態(tài)顯示部分8，包括有允許、就緒和狀態(tài)三種狀態(tài)顯示，其與被檢測的數(shù)字伺服控制器A的顯示輸出端子相連接。
圖3中的切換電路1和切換電路2采用六刀三擲波段式開關(guān)。
圖3中的電流型負(fù)載4的電路結(jié)構(gòu)如圖5所示。
如圖7所示，圖3中的旋轉(zhuǎn)脈沖編碼器電路5是由二極管D6、D7、穩(wěn)壓電源集成塊IC12、電解電容C6、C7、電容C8和編碼器ENCODER構(gòu)成，二極管D6、穩(wěn)壓電源集成塊IC12并聯(lián)連接，其一端與電解電容C6一起接+15V電源，另一端(即右端)為5V輸出，該5V通過隔離二極管D7到U5V輸出，電解電容C6的另一端接地，電解電容C6、電容C8并聯(lián)連接，其一端接到5V電源，另一端接地，編碼器ENCODER的電源端接到5V，另一端接地，其輸出端分別為CHANNELA+、CHANNELA-、CHANNELB+、CHANNELB-。編碼器ENCODER采用型號為B45-S30Z13-DNY1-C的編碼器。
圖3中的電壓型負(fù)載6的電路結(jié)構(gòu)如圖6所示。
如圖4所示，圖3中的模擬線性位移信號發(fā)生器3是由電解電容C1、C2、電容C3、C4、C5、三極管T1、可調(diào)電阻R5、電阻R1、R2、R3、R4、二極管D1、D2、集成塊IC13、IC14、IC15及穩(wěn)壓電源集成塊IC11共同構(gòu)成，其中電解電容C1、二極管D1、穩(wěn)壓電源集成塊IC11的一端接正極，電容C1的另一端接地；穩(wěn)壓電源集成塊IC11的另一端即5V電源與二極管D1的另一端、電解電容C2、電容C3、電阻R4、集成塊IC13的腳4和腳8、電阻R2、集成塊IC14的腳8、集成塊IC15的腳1相連接，并通過隔離二極管D2到U5V輸出端，電解電容C1和C2的另一端、穩(wěn)壓電源集成塊IC11的另一腳、電容C3的另一端、集成塊IC13的腳1、集成塊IC14的腳5、集成塊IC15的腳4均接地；電阻R4的另一端通過可調(diào)電阻R5和三極管T1的集電極、集成塊IC13的腳2及腳6一起通過電容C4接地，三極管T1的發(fā)射極接地，基極通過電阻R1到問訊指令Catrx。集成塊IC13的腳5通過電容C5接地，電阻R2的另一端接集成塊IC14的腳2，集成塊IC13、IC14通過電阻R3相連接，集成塊IC2的腳7與集成塊IC15的腳2相連接，集成塊IC15的腳7為實(shí)時(shí)位移信號Interr+，腳8為實(shí)時(shí)位移信號Interr-。
如圖8所示，條件輸出電路7的就緒部分是由電阻R6、R7、R8、R9、R10、R11、發(fā)光二極管D3、D4、D5、光電隔離集成塊IC1、IC2、IC3、與非門IC4、IC5構(gòu)成，其中電阻R6的一端接+15V電源，另一端通過發(fā)光二極管D3接光電隔離集成塊IC1的端點(diǎn)1，光電隔離集成塊IC1的端點(diǎn)2和IC2的端點(diǎn)1接地，電阻R7的一端接-15V電源，另一端通過發(fā)光二極管D4接光電隔離集成塊IC2的端點(diǎn)2，電阻R8的一端接+5V電源，另一端通過發(fā)光二極管D5接光電隔離集成塊IC3的端點(diǎn)1，光電隔離集成塊IC3的端點(diǎn)2接地，U5V電源和光電隔離集成塊IC1、IC2、IC3的端點(diǎn)5以及與非門IC4的腳14相連接，IC1的端點(diǎn)4和IC4的腳3通過電阻R9接地，IC2的端點(diǎn)4和IC4的腳4通過電阻R10接地，IC3的端點(diǎn)5和IC4的腳4通過電阻R11接地，IC4的腳7接地，腳6與IC5的腳1、2、8相連接，IC5的腳9為輸出端。
如圖9所示，條件輸出電路7的允許部分是由聯(lián)鎖開關(guān)1、2、極限開關(guān)3、4、電阻R12、R13、R14、R15、與非門IC6、IC7、IC8構(gòu)成，其聯(lián)鎖開關(guān)1、2、極限開關(guān)3、4的一端和與非門IC6的腳14均接U5V電源，聯(lián)鎖開關(guān)1的另一端和與非門IC7的腳5通過電阻R14接地，聯(lián)鎖開關(guān)2另一端和與非門IC7的腳6通過電阻R15接地，極限開關(guān)3的另一端和與非門IC6的腳1通過電阻R12接地，極限開關(guān)4的另一端和與非門IC6的腳2通過電阻R13接地，IC6的腳3和IC7的腳4分別接IC8的腳8和腳9，IC8的腳10為輸出端。
如圖10所示，條件輸出電路7的狀態(tài)部分是由電阻R16、R17、R18、驅(qū)動器超溫開關(guān)5、驅(qū)動器電源開關(guān)6、驅(qū)動器過負(fù)載開關(guān)7、與非門IC9、IC10構(gòu)成，其電阻R16、R17、R18和IC9的腳14接U5V電源，電阻R16和IC9的腳3通過驅(qū)動器超溫開關(guān)5接地，電阻R17和IC9的腳4通過驅(qū)動器電源開關(guān)6接地，電阻R18和IC9的腳5通過驅(qū)動器過負(fù)載開關(guān)7接地，IC9的腳6與IC10的腳1、2、8相連接，IC10的一端點(diǎn)9為輸出端。
本實(shí)施例中的集成塊IC13的型號為NE555；IC14的型號是HP2200；IC15的型號是UA 9638；IC11、IC12的型號是TL062；IC1、IC2、IC3的型號是4N35；IC4、IC5的型號是TC4023；IC6、IC7、IC8的型號是TC4093；IC9、IC10的型號是TC4023；穩(wěn)壓電源集成塊IC11、IC12的型號是7805。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字伺服控制器仿真系統(tǒng)控制臺，包括有切換電路(1)、切換電路(2)，其特征在于還設(shè)有模擬線性位移信號發(fā)生器(3)、旋轉(zhuǎn)脈沖編碼器(5)、電壓型負(fù)載(6)、電流型負(fù)載(4)、條件輸出電路(7)，具體連接是模擬線性位移信號發(fā)生器(3)和旋轉(zhuǎn)脈沖編碼器(5)均與切換電路(1)相連接，切換電路(1)與被檢測的數(shù)字伺服控制器(A)的位置信號接口相連，電壓型負(fù)載(6)和電流型負(fù)載(4)均與切換電路(2)相連接，切換電路(2)與被檢測的數(shù)字伺服控制器(A)的輸出接口相連接，其中電流型負(fù)載(4)得到的信息給模擬線性位移信號發(fā)生器(3)，電壓型負(fù)載(6)得到的信息給旋轉(zhuǎn)脈沖編碼器(5)；條件輸出電路(7)與被檢測的數(shù)字伺服控制器(A)的條件輸入相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字伺服控制器仿真系統(tǒng)控制臺，其特征在于還設(shè)有狀態(tài)顯示部分(8)，其與被檢測的數(shù)字伺服控制器(A)的顯示輸出端子相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字伺服控制器仿真系統(tǒng)控制臺，其特征在于所述的模擬線性位移信號發(fā)生器(3)是由電解電容C1、C2、電容C3、C4、C5、三極管T1、可調(diào)電阻R5、電阻R1、R2、R3、R4、二極管D1、D2、集成塊IC13、IC14、IC15及穩(wěn)壓電源集成塊IC11共同構(gòu)成，其中電解電容C1、二極管D1、穩(wěn)壓電源集成塊IC11的一端接正極，電容C1的另一端接地；穩(wěn)壓電源集成塊IC11的另一端即5V電源與二極管D1的另一端、電解電容C2、電容C3、電阻R4、集成塊IC13的腳4和腳8、電阻R2、集成塊IC14的腳8、集成塊IC15的腳1相連接，并通過隔離二極管D2到U5V輸出端，電解電容C1和C2的另一端、穩(wěn)壓電源集成塊IC11的另一腳、電容C3的另一端、集成塊IC13的腳1、集成塊IC14的腳5、集成塊IC15的腳4均接地；電阻R4的另一端通過可調(diào)電阻R5和三極管T1的集電極、集成塊IC13的腳2及腳6一起通過電容C4接地，三極管T1的發(fā)射極接地，基極通過電阻R1到問訊指令Catrx。集成塊IC13的腳5通過電容C5接地，電阻R2的另一端接集成塊IC14的腳2，集成塊IC13、IC14通過電阻R3相連接，集成塊IC14的腳7與集成塊IC15的腳2相連接，集成塊IC15的腳7為實(shí)時(shí)位移信號Interr+，腳8為實(shí)時(shí)位移信號Interr-。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字伺服控制器仿真系統(tǒng)控制臺，其特征在于所述的條件輸出電路(7)包括有就緒、允許、狀態(tài)三個(gè)部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字伺服控制器仿真系統(tǒng)控制臺，其特征在于所述的就緒部分是由電阻R6、R7、R8、R9、R10、R11、發(fā)光二極管D3、D4、D5、光電隔離集成塊IC1、IC2、IC3、與非門IC4、IC5構(gòu)成，其中電阻R6的一端接+15V電源，另一端通過發(fā)光二極管D3接光電隔離集成塊IC1的端點(diǎn)1，光電隔離集成塊IC1的端點(diǎn)2和IC2的端點(diǎn)1接地，電阻R7的一端接-15V電源，另一端通過發(fā)光二極管D4接光電隔離集成塊IC2的端點(diǎn)2，電阻R8的一端接+5V電源，另一端通過發(fā)光二極管D5接光電隔離集成塊IC3的端點(diǎn)1，光電隔離集成塊IC3的端點(diǎn)2接地，U5V電源和光電隔離集成塊IC1、IC2、IC3的端點(diǎn)5以及與非門IC4的腳14相連接，IC1的端點(diǎn)4和IC4的腳3通過電阻R9接地，IC2的端點(diǎn)4和IC4的腳4通過電阻R10接地，IC3的端點(diǎn)5和IC4的腳4通過電阻R11接地，IC4的腳7接地，腳6與IC5的腳1、2、8相連接，IC5的腳9為輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字伺服控制器仿真系統(tǒng)控制臺，其特征在于所述的允許部分是由聯(lián)鎖開關(guān)1、2、極限開關(guān)3、4、電阻R12、R13、R14、R15、與非門IC6、IC7、IC8構(gòu)成，其聯(lián)鎖開關(guān)1、2、極限開關(guān)3、4的一端和與非門IC6的腳14均接U5V電源，聯(lián)鎖開關(guān)1的另一端和與非門IC7的腳5通過電阻R14接地，聯(lián)鎖開關(guān)2另一端和與非門IC7的腳6通過電阻R15接地，極限開關(guān)3的另一端和與非門IC6的腳1通過電阻R12接地，極限開關(guān)4的另一端和與非門IC6的腳2通過電阻R13接地，IC6的腳3和IC7的腳4分別接IC8的腳8和腳9，IC8的腳10為輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字伺服控制器仿真系統(tǒng)控制臺，其特征在于所述的狀態(tài)部分是由電阻R16、R17、R18、驅(qū)動器超溫開關(guān)5、驅(qū)動器電源開關(guān)6、驅(qū)動器過負(fù)載開關(guān)7、與非門IC9、IC10構(gòu)成，其電阻R16、R17、R18和IC9的腳14接U5V電源，電阻R16和IC9的腳3通過驅(qū)動器超溫開關(guān)5接地，電阻R17和IC9的腳4通過驅(qū)動器電源開關(guān)6接地，電阻R18和IC9的腳5通過驅(qū)動器過負(fù)載開關(guān)7接地，IC9的腳6與IC10的腳1、2、8相連接，IC10的一端點(diǎn)9為輸出端。
專利摘要數(shù)字伺服控制器仿真系統(tǒng)控制臺，有切換電路、模擬線性位移信號發(fā)生器、旋轉(zhuǎn)脈沖編碼器、電壓型負(fù)載、電流型負(fù)載、條件輸出電路，其模擬線性位移信號發(fā)生器和旋轉(zhuǎn)脈沖編碼器均與切換電路相連接，切換電路與被檢測的數(shù)字伺服控制器的位置信號接口相連，電壓型負(fù)載和電流型負(fù)載均與切換電路相連接，切換電路與被檢測的數(shù)字伺服控制器的輸出接口相連接，其中電流型負(fù)載與模擬線性位移信號發(fā)生器對應(yīng)，電壓型負(fù)載與旋轉(zhuǎn)脈沖編碼器對應(yīng)；條件輸出電路與被檢測的數(shù)字伺服控制器的條件輸入相連接。本發(fā)明可對控制器編制程序，修改參數(shù)，作仿真運(yùn)行試驗(yàn)，監(jiān)視所有程序運(yùn)行的正確性，觀察各種信號狀態(tài)，可在動態(tài)狀態(tài)下分析判斷故障，加快了修理速度。
文檔編號G05D3/12GK2549507SQ0223535
公開日2003年5月7日 申請日期2002年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月31日
發(fā)明者盧九湘, 王國森, 井慧 申請人:天津鋼管有限責(zé)任公司