本發(fā)明屬于鍛壓工業(yè)余熱回收自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控裝置。

背景技術(shù)：

在熱泵式余熱回收工程自動(dòng)控制過(guò)程中。一般通過(guò)變送器控制的電信號(hào)，有電壓（0～5v）、電流（4～20mma）的信號(hào)。在使用開(kāi)關(guān)量控制時(shí)還好處理，當(dāng)使用模擬量控制時(shí)就出現(xiàn)控制數(shù)學(xué)模型建立困難，控制相應(yīng)處理難度增加。

生產(chǎn)工藝：為便于成型，將鍛件坯料在中頻爐中加熱到1200℃左右，經(jīng)鍛壓成型后溫度降至970℃左右，成型后的鍛壓件正火（空冷）處理。為其加熱的中頻感應(yīng)爐需要大量的冷卻水進(jìn)行對(duì)其冷卻；在控制冷卻水的過(guò)程中就需要進(jìn)行自動(dòng)控制。這里有大量的開(kāi)關(guān)量、模擬量信號(hào)的輸入和輸出，分別為壓力、流量、溫度、液位等信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)處理和控制是一項(xiàng)非常困難的事情。

由于要保證熱量的回收，就必須保證對(duì)冷卻水的溫度、壓力、流量和液位等信號(hào)進(jìn)行合理的控制；使其整個(gè)余熱回收系統(tǒng)運(yùn)行在合理的工作參數(shù)范圍，這樣有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定來(lái)保證現(xiàn)場(chǎng)的工藝生產(chǎn)。這些信號(hào)有模擬量、開(kāi)關(guān)量，要綜合對(duì)其信號(hào)處理，傳輸給計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制就必須進(jìn)行各種信號(hào)的轉(zhuǎn)換，傳感器的多少?zèng)Q定了通道數(shù)的多少，且信號(hào)源的遠(yuǎn)近、信號(hào)的干擾、漂移等都不能保證每個(gè)系統(tǒng)的相同，使設(shè)計(jì)過(guò)程中增加了難度和不確定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明就是針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種使用方便的模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，本發(fā)明包括殼體，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)殼體上設(shè)置有輸入接口、模擬量輸出接口、開(kāi)關(guān)量輸出接口和通訊接口，殼體內(nèi)設(shè)置有控制部分，控制部分的信號(hào)輸入端口與輸入接口相連，控制部分的輸出端口分別與模擬量輸出接口、開(kāi)關(guān)量輸出接口相連，控制部分的通訊端口與通訊接口相連。

作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述通訊接口采用rs485接口和/或rs232接口。

作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述輸入接口為32個(gè)，模擬量輸出接口為8個(gè)，開(kāi)關(guān)量輸出接口為4個(gè)。

作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明還包括無(wú)線模塊，無(wú)線模塊的信號(hào)傳輸端口與所述控制部分的信號(hào)傳輸端口相連。

作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述控制部分檢測(cè)從輸入接口輸入的信號(hào)為模擬量信號(hào)還是開(kāi)關(guān)量信號(hào)；若為模擬量信號(hào)，控制部分控制模擬量輸出接口輸出相應(yīng)的模擬量信號(hào)；若為開(kāi)關(guān)量信號(hào)，控制部分控制開(kāi)關(guān)量輸出接口輸出相應(yīng)的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。

作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述控制部分包括stc12c5a16s2芯片u01、tlv5610芯片u02、ltc1867芯片u03、u04、u05、u06、lm324芯片u08、u09、max485芯片u18、max232芯片u07、74hc373芯片u10、u11、u12、u13，所述輸入接口1～8與u03引腳8～1對(duì)應(yīng)連接，所述輸入接口9～16與u04引腳8～1對(duì)應(yīng)連接，所述輸入接口17～24與u05引腳8～1對(duì)應(yīng)連接，所述輸入接口25～32與u06引腳8～1對(duì)應(yīng)連接；u03的11、12、13、14引腳與u01的36、35、30、33引腳對(duì)應(yīng)連接，u04的11、12、13、14引腳與u01的36、35、31、33引腳對(duì)應(yīng)連接，u05的11、12、13、14引腳與u01的36、35、32、33引腳對(duì)應(yīng)連接，u06的11、12、13、14引腳與u01的36、35、34、33引腳對(duì)應(yīng)連接。

所述u02的2、3、4、18引腳與u01的26、27、28、29引腳對(duì)應(yīng)連接，u02的12、13、14、15引腳與u09的12、10、5、3引腳對(duì)應(yīng)連接，u02的6、7、8、9引腳與u08的12、10、5、3引腳對(duì)應(yīng)連接；u08的1、7、8、14引腳與所述開(kāi)關(guān)量輸出接口1、2、3、4對(duì)應(yīng)連接，u09的1、7、8、14引腳與所述開(kāi)關(guān)量輸出接口5、6、7、8對(duì)應(yīng)連接。

所述u10的3、4、7、8、13、14、17、18引腳與u01的4、3、48、47、1、2、9、10引腳對(duì)應(yīng)連接，u11的3、4、7、8、13、14、17、18引腳與u01的4、3、48、47、1、2、9、10引腳對(duì)應(yīng)連接，u12的3、4、7、8、13、14、17、18引腳與u01的4、3、48、47、1、2、9、10引腳對(duì)應(yīng)連接，u13的3、4、7、8、13、14、17、18引腳與u01的4、3、48、47、1、2、9、10引腳對(duì)應(yīng)連接；u10的2、5、6、9、12、15、16、19引腳與所述開(kāi)關(guān)量輸出接口1相連，u11的2、5、6、9、12、15、16、19引腳與所述開(kāi)關(guān)量輸出接口2相連，u12的2、5、6、9、12、15、16、19引腳與所述開(kāi)關(guān)量輸出接口3相連，u13的2、5、6、9、12、15、16、19引腳與所述開(kāi)關(guān)量輸出接口4相連。

所述u18的1、3、4引腳分別與u01的42、43、7引腳對(duì)應(yīng)連接，u18的6、7引腳與所述rs485接口相連；u07的9、10引腳與u01的6、8引腳對(duì)應(yīng)連接，u07的7、8引腳與所述rs232接口相連。

其次，本發(fā)明所述通訊接口與上位機(jī)通訊接口或plc通訊接口相連。

另外，本發(fā)明所述輸入接口與傳感器的信號(hào)輸出端口相連，通訊接口與計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸入端口相連。

本發(fā)明有益效果。

本發(fā)明通過(guò)輸入接口、模擬量輸出接口、開(kāi)關(guān)量輸出接口、通訊接口、控制部分的配合使用，能夠模擬工業(yè)測(cè)控現(xiàn)場(chǎng)在實(shí)驗(yàn)室初步調(diào)試，也可以單獨(dú)在現(xiàn)場(chǎng)采集記錄數(shù)據(jù)和簡(jiǎn)單控制之用；且使用方便。

本發(fā)明擴(kuò)大了智能化監(jiān)測(cè)裝置的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是在熱鍛壓工藝余熱回收利用方面。本發(fā)明的推廣使用將會(huì)為節(jié)能、綠色環(huán)保事業(yè)做出貢獻(xiàn)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明保護(hù)范圍不僅局限于以下內(nèi)容的表述。

圖1是本發(fā)明電路原理框圖。

圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3-1、3-2、3-3是本發(fā)明電路原理圖。

圖2中，1為輸入接口、2為模擬量輸出接口、3為無(wú)線遙控天線口、4為電源開(kāi)關(guān)、5為充電口、6為上模塊、7為下模塊、8為rs485接口、9為rs232接口、10為開(kāi)關(guān)量輸出接口。

具體實(shí)施方式

如圖所示，本發(fā)明包括殼體，殼體上設(shè)置有輸入接口、模擬量輸出接口、開(kāi)關(guān)量輸出接口和通訊接口，殼體內(nèi)設(shè)置有控制部分，控制部分的信號(hào)輸入端口與輸入接口相連，控制部分的輸出端口分別與模擬量輸出接口、開(kāi)關(guān)量輸出接口相連，控制部分的通訊端口與通訊接口相連。

本發(fā)明可設(shè)置充電電源，在測(cè)控時(shí)間內(nèi)不必考慮給裝置供電的問(wèn)題。

所述通訊接口采用rs485接口和/或rs232接口。通過(guò)４８５口或２３２口可以很方便地同ｐｌｃ、電腦和其它控制電器連接，從而可以擴(kuò)展出其它功能。

所述輸入接口為32個(gè)，模擬量輸出接口為8個(gè)，開(kāi)關(guān)量輸出接口為4個(gè)。

還包括無(wú)線模塊，無(wú)線模塊的信號(hào)傳輸端口與所述控制部分的信號(hào)傳輸端口相連。通過(guò)無(wú)線模塊可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)控。

所述控制部分檢測(cè)從輸入接口輸入的信號(hào)為模擬量信號(hào)還是開(kāi)關(guān)量信號(hào)；若為模擬量信號(hào)，控制部分控制模擬量輸出接口輸出相應(yīng)的模擬量信號(hào)；若為開(kāi)關(guān)量信號(hào)，控制部分控制開(kāi)關(guān)量輸出接口輸出相應(yīng)的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。

所述控制部分包括stc12c5a16s2芯片u01、tlv5610芯片u02、ltc1867芯片u03、u04、u05、u06、lm324芯片u08、u09、max485芯片u18、max232芯片u07、74hc373芯片u10、u11、u12、u13，所述輸入接口1～8與u03引腳8～1對(duì)應(yīng)連接，所述輸入接口9～16與u04引腳8～1對(duì)應(yīng)連接，所述輸入接口17～24與u05引腳8～1對(duì)應(yīng)連接，所述輸入接口25～32與u06引腳8～1對(duì)應(yīng)連接；u03的11、12、13、14引腳與u01的36、35、30、33引腳對(duì)應(yīng)連接，u04的11、12、13、14引腳與u01的36、35、31、33引腳對(duì)應(yīng)連接，u05的11、12、13、14引腳與u01的36、35、32、33引腳對(duì)應(yīng)連接，u06的11、12、13、14引腳與u01的36、35、34、33引腳對(duì)應(yīng)連接。

所述u02的2、3、4、18引腳與u01的26、27、28、29引腳對(duì)應(yīng)連接，u02的12、13、14、15引腳與u09的12、10、5、3引腳對(duì)應(yīng)連接，u02的6、7、8、9引腳與u08的12、10、5、3引腳對(duì)應(yīng)連接；u08的1、7、8、14引腳與所述開(kāi)關(guān)量輸出接口1、2、3、4對(duì)應(yīng)連接，u09的1、7、8、14引腳與所述開(kāi)關(guān)量輸出接口5、6、7、8對(duì)應(yīng)連接。

所述u10的3、4、7、8、13、14、17、18引腳與u01的4、3、48、47、1、2、9、10引腳對(duì)應(yīng)連接，u11的3、4、7、8、13、14、17、18引腳與u01的4、3、48、47、1、2、9、10引腳對(duì)應(yīng)連接，u12的3、4、7、8、13、14、17、18引腳與u01的4、3、48、47、1、2、9、10引腳對(duì)應(yīng)連接，u13的3、4、7、8、13、14、17、18引腳與u01的4、3、48、47、1、2、9、10引腳對(duì)應(yīng)連接；u10的2、5、6、9、12、15、16、19引腳與所述開(kāi)關(guān)量輸出接口1相連，u11的2、5、6、9、12、15、16、19引腳與所述開(kāi)關(guān)量輸出接口2相連，u12的2、5、6、9、12、15、16、19引腳與所述開(kāi)關(guān)量輸出接口3相連，u13的2、5、6、9、12、15、16、19引腳與所述開(kāi)關(guān)量輸出接口4相連。

所述u18的1、3、4引腳分別與u01的42、43、7引腳對(duì)應(yīng)連接，u18的6、7引腳與所述rs485接口相連；u07的9、10引腳與u01的6、8引腳對(duì)應(yīng)連接，u07的7、8引腳與所述rs232接口相連。

通過(guò)本發(fā)明上述連接電路，輸入接口共有32路，每一路都有向傳感器提供２４ｖ直流電源功能。它能接受０－５ｖ、１－５ｖ、０－２０ma、4－２０ma標(biāo)準(zhǔn)傳感器信號(hào)，自身測(cè)量時(shí)間不超過(guò)1s，在連線上可以連接三線制口、信號(hào)電源兩線制接口和信號(hào)地兩線制接口，所以接線方式十分靈活。

模擬量輸出接口共8路，每一路都是兩線0-10v輸出（即一信號(hào)線和一地線），其輸出受stc12c5a16s2芯片u01控制，也可以受通過(guò)rs485或rs232接口與u01相連接的其它設(shè)備通過(guò)指令控制，可以通過(guò)本發(fā)明模擬量輸出接口控制需要模擬量控制的設(shè)備和電器元件，如可控硅智能模塊等。

開(kāi)關(guān)量輸出接口共4個(gè)，每個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出接口有8路輸出，每一開(kāi)關(guān)量輸出接口都為外部提供電源，采用集電極開(kāi)路輸出，這樣可以驅(qū)動(dòng)不同的負(fù)載。最大灌入電流為500ma；如每一開(kāi)關(guān)量輸出接口可以驅(qū)動(dòng)8只小型繼電器等。

所述通訊接口與上位機(jī)通訊接口或plc通訊接口相連。

所述輸入接口與傳感器的信號(hào)輸出端口相連，通訊接口與計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸入端口相連。

stc12c5a16s2芯片u01可根據(jù)控制條件的變化，對(duì)輸入輸出參數(shù)進(jìn)行改變?cè)O(shè)置（如對(duì)傳感器的被測(cè)量進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)整，包括溫度、濕度、長(zhǎng)度、亮度、濃度等被測(cè)量）使用。

本發(fā)明在東基工業(yè)集團(tuán)有限公司、白城中一精鍛集團(tuán)股份有限公司的熱泵式余熱回收系統(tǒng)中的應(yīng)用。

目前東基工業(yè)集團(tuán)的筒型體鍛造生產(chǎn)線確定的使用參數(shù)為。

使用環(huán)境：工作環(huán)境溫度：40℃～10℃。

開(kāi)關(guān)量數(shù)量：23個(gè)。

模擬量數(shù)量：2個(gè)。

上位機(jī)：使用pc機(jī)。

原鍛壓件鍛壓成型工藝使用冷卻塔，造成熱量的損耗增加能量的消耗，夏天還有熱污染；后經(jīng)熱泵換熱將熱量帶回供暖，既解決冷卻中頻爐，又將熱量回收替代鍋爐采暖。其換熱系統(tǒng)的控制通過(guò)本發(fā)明完成，使其控制柜體積減小、控制可靠，與計(jì)算機(jī)連接更便利簡(jiǎn)潔，系統(tǒng)運(yùn)行更穩(wěn)定?？稍诠に嚄l件下進(jìn)行各傳感器參數(shù)的設(shè)定，對(duì)控制程序進(jìn)行模擬檢驗(yàn)；待工程進(jìn)行時(shí)來(lái)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)?；厥盏玫降臒崴?，用于回供供暖或職工洗浴，實(shí)現(xiàn)減少鍋爐燃煤量和減少熱污染的目的，充分利用工業(yè)余熱。

下面結(jié)合附圖說(shuō)明本發(fā)明的工作過(guò)程。

在本發(fā)明工作時(shí)，將要輸入的傳感器的電信號(hào)接入輸入接口，并校準(zhǔn)信號(hào)。如果是模擬量信號(hào)由模擬量輸出接口輸出端得到輸出信號(hào)，若是開(kāi)關(guān)量信號(hào)將從開(kāi)關(guān)量輸出接口得到開(kāi)關(guān)量信號(hào)（可根據(jù)外部設(shè)備的具體要求，通過(guò)rs485或rs232接口；使用通信協(xié)議來(lái)控制某一路的輸出電壓）。如果需要上位機(jī)或plc控制系統(tǒng)，可由rs485或rs232接口連接到相關(guān)的計(jì)算機(jī)（包括單片機(jī)）、plc等控制裝置，由計(jì)算機(jī)、plc來(lái)控制。各個(gè)輸入和輸出a/d轉(zhuǎn)換可為16位控制。

當(dāng)使用本發(fā)明用來(lái)檢測(cè)時(shí)，可將輸入接口連接傳感器，通過(guò)rs485或rs232接口連接計(jì)算機(jī)來(lái)記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，時(shí)間間隔精度、時(shí)間長(zhǎng)短可設(shè)定。

可以理解的是，以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說(shuō)明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實(shí)施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。