專利名稱：適應強磁場的觸摸開關裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電氣技術，具體地說是涉及一種在強磁場、高粉塵、強腐蝕下，各種手動輸入信號使用的觸摸開關裝置。
背景技術：
國內(nèi)大型預焙鋁電解槽生產(chǎn)系列普遍使用槽控機對電解槽的各項動作進行自動控制。槽控機的性能首先是保證電解槽及整個電解系列的安全。因為在大型預焙鋁電解槽生產(chǎn)中，系列電流一般都在160KA以上，如果槽控機失控，造成電解槽陰極陽極斷路，發(fā)生爆炸事故、連環(huán)爆炸事故，將造成整個電解生產(chǎn)系列停產(chǎn)，經(jīng)濟損失將十分慘重。我國生產(chǎn)的第一代槽控機的硬件體系是基于STD總線技術的單板機，且采用插板式機構，集中控制。這類槽控機在設計上存在的主要問題是手動開關(輸入信號)采用按鈕開關和鈕子開關的機械形式，其安裝方式為螺絲固定在操作面板上。其結構主要是有觸點的彈簧復位，機械開關通過人工手動操作直流信號的通斷。在電解高粉塵、強腐蝕、強磁場環(huán)境下，極易產(chǎn)生不能自復位、卡死的現(xiàn)象。如果在升陽極(或升電阻抬電壓)時發(fā)生機械開關不能復位現(xiàn)象，就可能造成電解槽陰極陽極斷路事故。這代槽控機集成程度低，使用電路板數(shù)量多達十幾塊，信號通路轉(zhuǎn)接環(huán)節(jié)(插接件)連接線及接觸點太多，給設備運行過程帶來的主要問題是接頭插件在電解現(xiàn)場強腐蝕、強磁場、高粉塵的環(huán)境中易氧化腐蝕，導致接觸不良、信號中斷和引發(fā)隨機性故障，整機的安全性、穩(wěn)定性、可靠性較低；對維護技術要求高維護難度大；備件購置費用和系統(tǒng)的維護費用高。
第二代槽控機基于單片機的分布式控制槽控機，解決了第一代槽控機集中控制單臺槽控機不能獨立操作的問題，手動開關(輸入信號)仍采用機械開關。
第三代槽控機是基于CAN總線的分布式控制槽控機，印刷電路板少，各項性能效果都得到了大幅度提高。但是用于強腐蝕、強磁場、高粉塵的環(huán)境中的手動信號觸摸開關，尚未見記載。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種適應強磁場、強腐蝕、高粉塵環(huán)境的觸摸開關裝置。
本實用新型適應強磁場的觸摸開關裝置通過下述技術方案予以實現(xiàn)本實用新型適應強磁場的觸摸開關裝置由包括安裝在控制面板上的金屬螺母觸摸點N1和電容C11構成的開關觸摸電路，輸出矩形波的振蕩器，異或門電路，整流濾波電路，反相器及輸出電路構成，所述的振蕩器輸出端經(jīng)兩個電阻R11、R12接異或門的兩個輸入端5腳和6腳上，由觸摸點N1和電容C11構成的開關觸摸電路接異或門的輸入端6腳，異或門的輸出端4腳接由電容C12、C13、二極管D12、D13和電阻R13構成的整流濾波電路，整流濾波電路輸出端接反相器IC5C輸入端5腳，反相器IC5C輸出端6腳接發(fā)光二極管D13，發(fā)光二極管D13輸出端通過插接頭輸出接下一級輸入口。
本實用新型適應強磁場的觸摸開關裝置與現(xiàn)有技術相比有如下有益效果由于本實用新型采用金屬螺母作為觸摸點，克服了有觸點開關在強磁場、高粉塵、強腐蝕的環(huán)境中易氧化腐蝕和接觸不良的缺陷，克服了常規(guī)的感應式觸摸開關在強烈的電磁場的工頻信號干擾的環(huán)境中不能穩(wěn)定運行的弊病，此外能實現(xiàn)開關狀態(tài)的自動復位功能。本實用新型開關性能穩(wěn)定可靠，具有自復位功能，不會有機械開關易卡死的現(xiàn)象，不會開關粘連。更重要的是在強磁場工頻信號干擾大、強腐蝕、高粉塵的工業(yè)環(huán)境下，輸出的各種信號不受干擾，信號穩(wěn)定可靠。同時避免開關不能復位或開關粘連造成槽控機輸入信號錯誤而導致的電解槽陰極陽極斷路，發(fā)生爆炸事故、連環(huán)爆炸事故；避免了故障時無法進行正常的打殼、下料、陽極升降，無法及時進行陽極效應處理等異常情況。本實用新型適用于電解鋁企業(yè)槽控機控制系統(tǒng)操作板的改造。


本實用新型有如下附圖圖1為本實用新型適應強磁場的觸摸開關裝置每一路電氣原理示意圖；圖2為本實用新型適應強磁場的觸摸開關裝置12路電氣原理示意圖。
其中N1、為觸摸開關按鈕；IC5C、為型號4069的反相器；IC1B、為型號4070的異或門電路；D13、為發(fā)光二極管；C2 C3 C4 C5、為共同組成的觸摸開關電源電路。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型適應強磁場的觸摸開關裝置技術方案作進一步描述。
如圖1、圖2所示，本實用新型適應強磁場的觸摸開關裝置由包括安裝在控制面板上的金屬螺母觸摸點N1和電容C11構成的開關觸摸電路，輸出矩形波的振蕩器，異或門電路，整流濾波電路，反相器及輸出電路構成，所述的振蕩器輸出端經(jīng)兩個電阻R11、R12接異或門的兩個輸入端5腳和6腳上，由觸摸點N1和電容C11構成的開關觸摸電路接異或門的輸入端6腳，異或門的輸出端4腳接由電容C12、C13、二極管D12、D13和電阻R13構成的整流濾波電路，整流濾波電路輸出端接反相器IC5C輸入端5腳，反相器IC5C輸出端6腳接發(fā)光二極管D13，發(fā)光二極管D13輸出端通過插接頭輸出接下一級輸入口。
所述的觸摸開關裝置由12路相同的開關觸摸電路，振蕩器，異或門電路，整流濾波電路，反相器及輸出電路構成。
所述的異或門電路IC1B型號為4070，所述的反相器IC5C型號為4069。
所述的異或門電路IC1B和反相器IC5C的電源由C2 C3 C4 C5組成的觸摸開關電源電路提供12V電源，連接在異或門4070、反相器4069的電源4腳和7腳上。
所述的12路觸摸開關裝置電路分別顯示抬母線、出鋁、換極、邊加工、定時器復位、手動、打殼、陽極升、下料、陽極降、參數(shù)查看上、參數(shù)查看下12個信號。
實施例1。
如圖2所示，本實用新型觸摸開關有12路完全相同的電路結構，由12個觸摸金屬鈕，12路輸出信號，12個發(fā)光二極管，12路信號分別顯示抬母線、出鋁、換極、邊加工、定時器復位、手動、打殼、陽極升、下料、陽極降、參數(shù)查看上、參數(shù)查看下12個信號；每一路電路結構如圖1所示，振蕩器輸出的矩形波經(jīng)兩個電阻R11、R12接IC1B異或門的兩個輸入端5腳和6腳，由觸摸開關觸摸點N1、電容C11組成的開關觸摸部分與異或門的一個輸入端6腳連接；由C2、C3、C4、C5組成的觸摸開關電源電路接IC1B異或門4070和IC5C反相器4069的電源腳4腳和7腳上；IC1B異或門的輸出端4腳接由電容C12、C13、二極管D12、D13和電阻R13構成的整流濾波電路，整流濾波電路輸出端接反相器IC5C輸入端5腳，反相器IC5C輸出端6腳接發(fā)光二極管D13，發(fā)光二極管D13輸出端通過插接頭輸出接下一級輸入口，即插接頭信號通過光耦隔離后輸入到CPU，或輸入到PSD813F1智能模糊控制系統(tǒng)中，起到鋁電解槽的智能模糊控制。
本實用新型適應強磁場的觸摸開關裝置是這樣工作的當IC1B異或門兩輸入端同為高電平，或同為低電平時，輸出為低電平；兩輸入端電位不同時，輸出為高電平。觸摸開關裝置觸摸點未觸摸時，兩輸入端電位完全對稱，IC1B異或門的輸入在所有時刻均相同，沒有信號輸出；當手指觸摸到金屬鈕時，便向槽控機輸入了特定的信號，槽控機顯示面板上相關的指示燈會點亮或熄滅，能通過功能鍵循環(huán)查看運行參數(shù)，被連的一路接入人體電容，該路信號被延遲，如圖1中的波形A，IC1B異或門將電路輸入信號通過邏輯關系運算(異或)后輸出端輸出一路信號即輸出脈沖，如圖1中的波形C；再經(jīng)由由電容C12、C13、二極管D12、D13和電阻R13構成的整流濾波電路濾波形成高電平；整流濾波電路輸出端接IC5C反相器輸入端5腳，IC5C反相器進行邏輯轉(zhuǎn)換，當輸入信號為高電平時則輸出信號為低電平，反之亦然；IC5C反相器輸出端6腳接發(fā)光二極管D13，發(fā)光二極管D13輸出端通過插接頭將D13發(fā)光二極管輸出信號接下一級輸入口，即插接頭信號通過光耦隔離后輸入到CPU，或輸入到PSD813F1智能模糊控制系統(tǒng)中，起到鋁電解槽的智能模糊控制。當觸摸參數(shù)查看向上或參數(shù)查看向下開關時，指示燈分別向上或向下移動，于是可以查看19個參數(shù)中的任一個(1)當前時間；(2)當前母線位置；(3)當前電阻針振；(4)當前電阻擺動；(5)當前故障代碼；(6)當前基準加料間隔；(7)當前氟鹽加料間隔；(8)當前目標電壓；(9)最近效應日期；(10)最近效應時間；(11)最近效應持續(xù)時間；(12)最近效應峰值電壓；(13)最近四日效應總數(shù)；(14)最近槽分子比；(15)最近槽溫度；(16)最近原鋁質(zhì)量；(17)24小時加料量；(18)24小時平均；(19)24小時平均電流。
權利要求1.一種適應強磁場的觸摸開關裝置，其特征在于所述的觸摸開關裝置由包括安裝在控制面板上的金屬螺母觸摸點N1和電容C11構成的開關觸摸電路，輸出矩形波的振蕩器，異或門電路，整流濾波電路，反相器及輸出電路構成，所述的振蕩器輸出端經(jīng)兩個電阻R11、R12接異或門的兩個輸入端5腳和6腳上，由觸摸點N1和電容C11構成的開關觸摸電路接異或門的輸入端6腳，異或門的輸出端4腳接由電容C12、C13、二極管D12、D13和電阻R13構成的整流濾波電路，整流濾波電路輸出端接反相器IC5C輸入端5腳，反相器IC5C輸出端6腳接發(fā)光二極管D13，發(fā)光二極管D13輸出端通過插接頭輸出接下一級輸入口。
2.如權利要求1所述的適應強磁場的觸摸開關裝置，其特征在于所述的觸摸開關裝置由12路相同的開關觸摸電路，振蕩器，異或門電路，整流濾波電路，反相器及輸出電路構成。
3.如權利要求1或2所述的適應強磁場的觸摸開關裝置，其特征在于所述的異或門電路IC1B為4070，所述的反相器IC5C為4069。
4.如權利要求1所述的適應強磁場的觸摸開關裝置，其特征在于所述的異或門電路IC1B和反相器IC5C的電源由C2 C3 C4 C5組成的觸摸開關電源電路提供12V電源，連接在異或門4070、反相器4069的電源4腳和7腳上。
5.如權利要求2所述的適應強磁場觸摸開關裝置，其特征在于所述的12路觸摸開關裝置電路分別顯示抬母線、出鋁、換極、邊加工、定時器復位、手動、打殼、陽極升、下料、陽極降、參數(shù)查看上、參數(shù)查看下12個信號。
專利摘要本實用新型涉及電氣技術，具體地說是涉及一種在強磁場、高粉塵、強腐蝕下，各種手動輸入信號使用的觸摸開關裝置。本實用新型觸摸開關裝置由包括安裝在控制面板上的金屬螺母觸摸點N1和電容C11構成的開關觸摸電路，輸出矩形波的振蕩器，異或門電路，整流濾波電路，反相器及輸出電路構成。本實用新型有如下有益效果由于本實用新型采用金屬螺母作為觸摸點，開關性能穩(wěn)定可靠，具有自復位功能，不會開關粘連。更重要的是在強磁場工頻信號干擾大、強腐蝕、高粉塵的工業(yè)環(huán)境下，輸出的各種信號不受干擾；本實用新型適用于電解鋁企業(yè)槽控機控制系統(tǒng)操作板的改造。
文檔編號H03K17/74GK2927504SQ20062003408
公開日2007年7月25日 申請日期2006年4月28日 優(yōu)先權日2006年4月28日
發(fā)明者丁心耿, 戴小平, 童守光, 周海, 張發(fā)寶, 趙西順, 張勇, 陳富川 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司