專利名稱：雙回路智能酸堿度測量控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是雙回路智能酸堿度測量控制裝置(HC-Ⅱ型)，屬自動(dòng)控制技術(shù)，特別涉及酸堿度測量控制技術(shù)及設(shè)備。
在化工反應(yīng)過程中，pH是一個(gè)很重要的參數(shù)，pH控制的好壞直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，就糖廠來說，糖廠的澄清中和酸堿度在線檢測與控制，長期以來一直是一個(gè)難題，由于干擾多，滯后時(shí)間長，系統(tǒng)嚴(yán)重非線性。常規(guī)儀表控制難于保證，而人工控制又工作量太大，平均幾秒鐘就要滴定測量一次，再調(diào)節(jié)加灰量，經(jīng)常發(fā)生混合汁中和點(diǎn)pH控制效果不佳的情況；再加上后面的澄清池很大，清汁在澄清池內(nèi)滯留時(shí)間很長，因此引起糖份損失明顯，有資料表明pH值控制不好，會(huì)引起1～2％的糖份損失；因此，有許多單位都作過不少努力，并研制了一些裝置，這些裝置大部分故障率較高、智能化不夠、功能單一、性能價(jià)格比差；就是全套引進(jìn)國外設(shè)備，又出現(xiàn)價(jià)格昂貴，維護(hù)維修困難，有點(diǎn)買得起用不起的感覺。
本實(shí)用新型的目的就是為了克服和解決糖廠的澄清中和階段，人工控制pH工作量太大，經(jīng)常發(fā)生pH控制效果不佳，引起糖份損失，而現(xiàn)有酸堿度在線檢測與控制設(shè)備內(nèi)部連線較多、故障率較高、功能單一、智能化不夠、造價(jià)過高、維護(hù)維修困難等缺點(diǎn)和問題，研究設(shè)計(jì)一種具有測量精度高、可靠性高、功能多、造價(jià)低、智能化程度高的雙回路智能酸堿度測量控制裝置。
本實(shí)用新型是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的本雙回路智能酸堿度測量控制裝置的外形結(jié)構(gòu)示意圖如

圖1所示，它由機(jī)殼、面板、電路板——主機(jī)板、顯示板、隔離變送板共同連接構(gòu)成，面板裝于機(jī)殼正面，面板裝有pH1顯示窗1、閥位顯示窗2、pH2顯示窗3、功能值顯示窗4、校準(zhǔn)1指示燈5、校準(zhǔn)2指示燈6、溫度1指示燈7、溫度2指示燈8、定值指示燈9、功能切換開關(guān)10、功能值增加開關(guān)11、功能值減少開關(guān)12、手動(dòng)自動(dòng)切換開關(guān)13、閥位增加開關(guān)14、閥位減少開關(guān)15、閥位零指示燈16、pH報(bào)警指示燈17、復(fù)位開關(guān)18、電源開關(guān)19、電極報(bào)警指示燈20、全升開關(guān)21、全降開關(guān)22、A電極清洗/等待指示燈23、B電極清洗/等待指示燈24、A電極工作/待命指示燈25、B電極工作/待命指示燈26；其電路板由主機(jī)板、顯示板和隔離變送板連接構(gòu)成，主機(jī)板可直接接玻璃電極或銻電極使用，電極隔離變送板用于pH2回路變送驅(qū)動(dòng)，并經(jīng)電纜連到主機(jī)板；主機(jī)板電路方框圖如圖2所示，它由第一單片微機(jī)(主機(jī))27、開關(guān)量輸入電路28、輸入接口及偽隔離電路29、內(nèi)部操作電路30、外部操作電路31、A/D轉(zhuǎn)換器電路32、信號限幅保護(hù)、多路開關(guān)、信號放大及采樣保持電路33、pH2、T2輸入接口電路34、精密穩(wěn)壓電源電路35、復(fù)合電極輸入接口電路36、pH1變送電路37、隔離電路38、溫度變送電路39、精密穩(wěn)壓電源電路40、D/A轉(zhuǎn)換器、電流變換、隔離輸出驅(qū)動(dòng)及接口電路(可接記錄儀或伺服電機(jī)放大器)41、步進(jìn)電機(jī)隔離驅(qū)動(dòng)及接口電路42、顯示板輸出接口電路43、晶振電路44、共用復(fù)位電路45、雙口RAM46、第三單片微機(jī)(通訊)47、通訊隔離驅(qū)動(dòng)及RS232C接口電路48、晶振電路49、第二單片微機(jī)(玻璃電極清洗)50、時(shí)間設(shè)定撥碼開關(guān)電路51、電極清洗雙電機(jī)位置行程開關(guān)接口電路52、偽隔離電路53、內(nèi)部指示燈電路54、外部操作接口電路55、內(nèi)部操作電路56、多路驅(qū)動(dòng)電路57、電極工作狀態(tài)指示燈接口電路58、可逆電極及泵開關(guān)接口電路(接多路固態(tài)繼電器)59、晶振電路60、交流220V輸入61、濾波器62、主機(jī)隔離變壓器63、整流穩(wěn)壓輸出電源電路64、顯示用電源電路65、pH1變送隔離變壓器66、整流穩(wěn)壓輸出電源電路67、記錄儀隔離變壓器68、整流穩(wěn)壓輸出電源電路69、通訊用隔離變壓器70、整流穩(wěn)壓輸出電源電路71、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)隔離變壓器72、整流后輸出電源電路73、穩(wěn)壓輸出電源電路74共同電氣連接構(gòu)成；顯示板電路方框圖如圖3所示，它由顯示板輸入接口電路75、信號整形、電源濾波電路76、串行顯示驅(qū)動(dòng)電路77、數(shù)碼管/指示燈78、報(bào)警接口電路79共同電氣連接構(gòu)成；隔離變送板電路方框圖如圖4所示，它由交流電源輸入80、pH2變送隔離變壓器81、整流穩(wěn)壓輸出電路82、精密穩(wěn)壓電源電路83、pH變送電路84、信號隔離電路85、pH2、T2輸出接口電路86、與主機(jī)共地隔離變壓器87、整流穩(wěn)壓輸出電路(與主機(jī)共地)88、溫度變送電路89、pH2、T2電極輸入接口電路90共同電氣連接構(gòu)成；其相互連接關(guān)系為顯示板與主機(jī)板固定在機(jī)殼內(nèi)，pH2、T2隔離變送板安裝在另外一個(gè)小盒子內(nèi)，顯示板與主機(jī)板通過短電纜連接，pH2、T2隔離變送板與主機(jī)板通過長電纜連接，其中面板上的pH1顯示窗1、閥位顯示窗2、pH2顯示窗3、功能值顯示窗4、校準(zhǔn)1指示燈5、校準(zhǔn)2指示燈6、溫度1指示燈7、溫度2指示燈8、定值指示燈9固化在顯示板上；閥位零指示燈16、pH報(bào)警指示燈17、報(bào)警接口電路79分別通過顯示、報(bào)警、信號線與顯示板上相應(yīng)電路上的相應(yīng)點(diǎn)相連接；面板上的電極報(bào)警指示燈20、A電極清洗/等待指示燈23、B電極清洗/等待指示燈24、A電極工作/待命指示燈25、B電極工作/待命指示燈26由主機(jī)板引線連接到面板上，分別通過顯示信號線與主機(jī)板上的相應(yīng)電路上的相應(yīng)點(diǎn)相連接；面板上功能切換開關(guān)10、功能值增加開關(guān)11、功能值減少開關(guān)12、手動(dòng)自動(dòng)切換開關(guān)13、閥位增加開關(guān)14、閥位減少開關(guān)15、全升開關(guān)21、全降開關(guān)22通過各自信號電纜線與主機(jī)板相應(yīng)電路上的相應(yīng)點(diǎn)相連接；交流220V輸入61、濾波器62、主機(jī)隔離變壓器63、整流穩(wěn)壓輸出電源電路64、顯示用電源電路65、pH1變送隔離變壓器66、整流穩(wěn)壓輸出電源電路67、記錄儀隔離變壓器68、整流穩(wěn)壓輸出電源電路69、通訊用隔離變壓器70、整流穩(wěn)壓輸出電源電路71、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)隔離變壓器72、整流后輸出電源電路73、穩(wěn)壓輸出電源電路74通過各自電源線與相應(yīng)電路上的相應(yīng)點(diǎn)相連接；整流穩(wěn)壓輸出電源電路64提供主機(jī)板用的數(shù)字及模擬電源，除另有說明外，主機(jī)板大部分都由它供電；顯示用電源電路65與整流穩(wěn)壓輸出電源電路64相應(yīng)點(diǎn)連接提供顯示板用的數(shù)字電源；整流穩(wěn)壓輸出電源電路67提供精密穩(wěn)壓電源電路35、pH1變送電路37、隔離電路38用的隔離模擬電源；整流穩(wěn)壓輸出電源電路69提供D/A轉(zhuǎn)換器、電流變換、隔離輸出驅(qū)動(dòng)及接口電路(可接記錄儀或伺服電機(jī)放大器)41用隔離模擬電源；整流穩(wěn)壓電源電路71提供通訊隔離驅(qū)動(dòng)及RS232C接口電路48用隔離數(shù)字電源；整流后輸出電源電路73提供步進(jìn)電機(jī)隔離驅(qū)動(dòng)及接口電路42用隔離驅(qū)動(dòng)電源；穩(wěn)壓輸出電源電路74與整流后輸出電源電路73電路上的相應(yīng)點(diǎn)相連接，并提供步進(jìn)電機(jī)隔離驅(qū)動(dòng)電路42用隔離模擬電源；第一單片微機(jī)(主機(jī))27分別通過內(nèi)部數(shù)據(jù)、地址、控制總線分別與開關(guān)量輸入電路28、A/D轉(zhuǎn)換器電路32、D/A轉(zhuǎn)換器、電流變換、隔離輸出驅(qū)動(dòng)及接口電路(可接記錄儀或伺服電機(jī)放大器)41、雙口RAM46的相應(yīng)點(diǎn)相連接；第一單片微機(jī)(主機(jī))27還分別通過步進(jìn)電機(jī)信號線、顯示信號線、晶振信號線分別與步進(jìn)電機(jī)隔離驅(qū)動(dòng)及接口電路42、顯示板輸出接口電路43、晶振電路44相應(yīng)點(diǎn)相連接；開關(guān)量輸入電路28分別通過輸入接口及偽隔離信號線、內(nèi)部操作信號線、外部操作信號線、電極工作狀態(tài)信號線分別與輸入接口及偽隔離電路29、內(nèi)部操作電路30、外部操作電路31、電極工作狀態(tài)指示燈接口電路58相應(yīng)點(diǎn)相連接；精密穩(wěn)壓電源電路40通過電源線分別與A/D轉(zhuǎn)換器電路32、D/A轉(zhuǎn)換器、電流變換、隔離輸出驅(qū)動(dòng)電路及接口(可接記錄儀或伺服電機(jī)放大器)41相應(yīng)點(diǎn)相連接；信號限幅保護(hù)、多路開關(guān)、信號放大及采樣保持器33通過模擬信號線分別與A/D轉(zhuǎn)換器電路32、pH2、T2輸入接口電路34、隔離電路38、溫度變送電路39相應(yīng)點(diǎn)相連接；pH1變送電路37分別通過電源線、模擬信號線、電極輸入線分別與精密穩(wěn)壓電源電路35、復(fù)合電極輸入接口電路36、隔離電路38相應(yīng)點(diǎn)相連接；復(fù)合電極輸入接口電路36還通過電極輸入線與溫度變送電路39相應(yīng)點(diǎn)相連接；共用復(fù)位電路45通過復(fù)位線分別與第一單片微機(jī)(主機(jī))27、開關(guān)量輸入電路28、第三單片微機(jī)(通訊)47、第二單片微機(jī)(玻璃電極清洗)50相應(yīng)點(diǎn)相連接；第三單片微機(jī)(通訊)47分別通過內(nèi)部數(shù)據(jù)線、控制線與雙口RAM46相應(yīng)點(diǎn)相連接；并分別通過串行線、晶振信號線分別與通訊隔離驅(qū)動(dòng)及RS232C接口電路48、晶振電路49相應(yīng)點(diǎn)相連接；第二單片微機(jī)(玻璃電極清洗)50分別通過時(shí)間設(shè)定信號線、偽隔離電路信號線、內(nèi)部指示燈信號線、外部操作信號線、內(nèi)部操作信號線、多路驅(qū)動(dòng)信號線分別與時(shí)間設(shè)定撥碼開關(guān)電路51、偽隔離電路53、內(nèi)部指示燈電路54、外部操作接口電路55、內(nèi)部操作電路56、多路驅(qū)動(dòng)電路57相應(yīng)點(diǎn)相連接；多路驅(qū)動(dòng)電路57并分別通過電極工作狀態(tài)信號線、可逆電機(jī)及泵開關(guān)信號線分別與電極工作狀態(tài)指示燈接口電路58、可逆電機(jī)及泵開關(guān)接口電路(接多路固態(tài)繼電器)59相應(yīng)點(diǎn)相連接；偽隔離電路53還通過位置行程開關(guān)信號線與電極清洗雙電機(jī)位置行程開關(guān)接口電路52相應(yīng)點(diǎn)相連接；對顯示板來講，顯示板輸入接口電路75分別通過短電纜線、電源線、顯示信號線分別與顯示板輸出接口電路43、信號整型、電源濾波電路76相應(yīng)點(diǎn)相連接，串行顯示驅(qū)動(dòng)電路77分別通過顯示信號線、數(shù)碼管/指示燈信號線、報(bào)警信號線分別與信號整型、電源濾波電路76、數(shù)碼管/指示燈78、報(bào)警接口電路79相應(yīng)點(diǎn)相連接；對隔離變送板來講，電源輸入80通過電源線分別與pH2變送隔離變壓器81、與主機(jī)共地隔離變壓器87相應(yīng)點(diǎn)相連接；整流穩(wěn)壓輸出電路82通過電源線分別與pH2變送隔離變送器81、精密穩(wěn)電源電路83、pH變送電路84相應(yīng)點(diǎn)相連接；pH變送電路84還分別通過電源線、pH2輸入線、信號隔離線分別與整流穩(wěn)壓輸出電路82、精密穩(wěn)電源電路83、pH2、T2輸入接口電路90、信號隔離電路85相應(yīng)點(diǎn)相連接；整流穩(wěn)壓輸出電路(與主機(jī)共地)88通過電源線分別與主機(jī)共地隔離變壓器87、信號隔離電路85、溫度變送電路89相應(yīng)點(diǎn)相連接；pH2、T2輸出接口電路、86分別通過模擬信號線、隔離模擬信號線分別與隔離電路85、溫度變送電路89相應(yīng)點(diǎn)相連接；pH2、T2輸入接口電路90分別通過溫度輸入線、pH2輸入線分別與溫度變送電路89、pH變送電路84相應(yīng)點(diǎn)相連接。
主機(jī)板電路原理圖如圖5～圖11所示，其中第一單片微機(jī)(主機(jī))27由集成電路U1、U7、U9、U10、U48E、電阻及排阻R4、R5、濾波電容C3～C16共同電氣連接構(gòu)成；開關(guān)量輸入電路28由集成電路U8、排阻R1～R3共同電氣連接構(gòu)成；輸入接口及偽隔離電路29由光電隔離器U3、排阻R8、連接器J3共同電氣連接構(gòu)成；J3連接步進(jìn)電機(jī)零位行程開關(guān)、抽空觸點(diǎn)；內(nèi)部操作電路30由撥碼開關(guān)SW1、按鈕S1～S4共同電氣連接構(gòu)成；外部操作電路31由連接器J1構(gòu)成，它分別與面板功能切換開關(guān)10、功能值增加開關(guān)11、功能值減少開關(guān)12、手動(dòng)自動(dòng)切換開關(guān)13、閥位增加開關(guān)14、閥位減少開關(guān)15連接；A/D轉(zhuǎn)換器電路32由集成電路U37、電阻及可調(diào)電阻R32～R35、濾波電容C26～C29、C31、C32共同電氣連接構(gòu)成；信號限幅保護(hù)、多路開關(guān)、信號放大及采樣保護(hù)器33由集成電路U34、U35、U36A、U38、電阻及可調(diào)電阻R31、R36～R38、電容C30、連接器J7共同電氣連接構(gòu)成；pH2、T2輸入接口電路34由連接器J6構(gòu)成，它經(jīng)較長電纜與電極隔離變送板上的pH2、T2輸出接口電路86連接；精密穩(wěn)電源電路35由放大器U67、電阻R83、R84、R96、R97、電容C78、C79共同連接構(gòu)成A路精密穩(wěn)壓電源；它還由放大器U64、電阻R79～R82、電容C64、C65共同連接構(gòu)成B路精密穩(wěn)壓電源；復(fù)合電極輸入接口電路36由連接器J21、J22構(gòu)成A路，它還由連接器J19、J20構(gòu)成B路，它們連接到中和點(diǎn)A、B兩復(fù)合玻璃電極上；pH1變送電路37由放大器U72、U78A、電阻及可調(diào)電阻R100～R103、R94、R95、R129、R130、電容C82、C83、C90構(gòu)成A電極變送，由放大器U81A、U87、電阻及可調(diào)電阻R120～R123、R126、R127、R131、R132、電容C86、C87、C91構(gòu)成B電極變送；隔離電路38由放大器U78B、光電隔離器U73、電阻R93、R98、R99、R133、電容C77、C81構(gòu)成A電極變送隔離，由放大器U81B、光電隔離器U86、電阻R124、R125、R128、R134、電容C88、C89構(gòu)成B電極變送隔離；溫度變送電路39由放大器U75、電阻及可調(diào)電阻R104～R111、R135、電容C84構(gòu)成A溫度變送；由放大器U84、電阻及可調(diào)電阻R112～R119、R136、電容C85構(gòu)成B溫度變送；精密穩(wěn)電源電路40由放大器U30、U36B、電阻R26、R29、R30、電容C25、指示燈LP1共同電氣連接構(gòu)成；D/A轉(zhuǎn)換器、電流變換、隔離輸出驅(qū)動(dòng)電路及接口(可接記錄儀或伺服電機(jī)放大器)41由集成電路U17、U18、放大器U16、U23、U24、光電隔離器U19、U21、三極管Q1、Q2、電阻及可調(diào)電阻R10～R23、電容C17～C20、連接器J4共同電氣連接構(gòu)成兩路電流隔離輸出；步進(jìn)電極隔離驅(qū)動(dòng)及接口電路42由集成電路U55、U48A、U48B、U48C、U48D、放大電器U47、光電隔離器U49、三極管Q6～Q8、二極管D9、D10、D25、電阻及排阻R46、R61、R62、R67、連接器J14共同電氣連接構(gòu)成隔離輸出；顯示板輸出接口電路43由連接器J2構(gòu)成，它經(jīng)電纜與顯示板的輸入接口電路75連接；晶振電路44由晶體U11、電容C1、C2共同電氣連接構(gòu)成；它與第一單片微機(jī)(主機(jī))27連接；共用復(fù)位電路45由集成電路U6、按鈕RESET1共同電氣連接構(gòu)成；雙口RAM46由集成電路U44、U48F共同電氣連接構(gòu)成；它與第一單片微機(jī)(主機(jī))27、第三單片微機(jī)(通訊)47連接；第三單片微機(jī)(通訊)47由集成電路U41、U43、撥碼開關(guān)SW2、電阻及排阻R43～R45、三極管Q3、指示燈LP2共同電氣連接構(gòu)成；通訊隔離驅(qū)動(dòng)及RS232C接口電路48由集成電路U45、電阻R39～R42、三極管Q4、Q5、光電隔離器U40、電容C35、C36、C39、C40、RS232C標(biāo)準(zhǔn)連接器J9共同電氣連接構(gòu)成，其中，RS232C標(biāo)準(zhǔn)連接器J9經(jīng)較長電纜連到上位微機(jī)實(shí)施通訊管理；晶振電路49由晶體U42、電容C37、C38共同電氣連接構(gòu)成，它與第三單片微機(jī)(通訊)47連接；第二單片微機(jī)(玻璃電極清洗)50由集成電路U62、電阻及排阻R74～R77、濾波電容C58～C61共同電氣連接構(gòu)成；時(shí)間設(shè)定撥碼開關(guān)電路51由撥碼開關(guān)SW3構(gòu)成，它用于設(shè)置撥路電極待命時(shí)間、噴酸時(shí)間、清洗準(zhǔn)備時(shí)間；電極清洗雙電極位置行程開關(guān)接口電路52由連接器J16構(gòu)成，它與電極清洗機(jī)構(gòu)的A、B電極上下位置行程開關(guān)連接；偽隔離電路53由光電隔離器U59、排阻R70共同電氣連接構(gòu)成；內(nèi)部指示燈電路54由電阻R78、指示燈LP6共同電氣連接構(gòu)成；指示燈LP6亮代表A電極工作；外部操作接口電路55及內(nèi)部操作電路56由撥碼開關(guān)SW4連接構(gòu)成，其中，SW4-1用于A、B電極調(diào)試時(shí)兩電極之間切換，而SW4-3、SW4-4與面板上全升開關(guān)21、全降開關(guān)22連接，以控制電極位置，便于電極工作或調(diào)試；多路驅(qū)動(dòng)電路57由集成電路U60、U61構(gòu)成；電極工作狀態(tài)指示燈接口電路58及可逆電機(jī)及泵開關(guān)接口電路(接多路固態(tài)繼電器)59由連接器J15構(gòu)成，其中，J15-1為共同電源端，J15-2到J15-9端與面板上的A電極清洗/等待指示燈23、B電極清洗/等待指示燈24、A電極工作/待命指示燈25、B電極工作/待命指示燈26連接，指示燈為雙色顯示，上為紅，下為綠，而J15-10～J15-14端與外面的多路固態(tài)繼電器連接，以控制兩路可逆電機(jī)的正反轉(zhuǎn)及酸泵的開關(guān)，JP15-15為B電極自動(dòng)校零燈(沒有輸出)，JP15-16端與面板上的電極報(bào)警指示燈20連接；晶振電路60由晶體U63、電容C63、C64共同電氣連接構(gòu)成，它與第二單片微機(jī)(玻璃電極清洗)50連接；整流穩(wěn)壓輸出電源電路64由穩(wěn)壓集成電路U51～U53、二極管D11～D24、指示燈LP3～LP5、電阻及可調(diào)電阻R49～R57、電容C43～C57、隔離變壓器連接器J11、J12相連接構(gòu)成，J11、J12接主機(jī)隔離變壓器63，本部分提供主機(jī)核心用數(shù)字電源及模擬電源，數(shù)字電源地及模擬電源地用人工連接起來；顯示用電源電路65由穩(wěn)壓集成電路U2、電容C116構(gòu)成，它的輸入連接整流穩(wěn)壓輸出電源電路64，輸出連接顯示板輸出接口電路43，目的是為了減少對主機(jī)用數(shù)字電源的干擾；整流穩(wěn)壓輸出電源電路67由穩(wěn)壓集成電路U68～U71、二極管D26～D33、電阻及可調(diào)電阻R85～R92、電容C66～C73、隔離變壓器連接器J17、J18構(gòu)成，J17、J18連接pH1變送隔離變壓器66，本部分提供兩路獨(dú)立的隔離電源給A、B電極變送；整流穩(wěn)壓輸出電源電路69由穩(wěn)壓集成電路U27、U28、二極管D1～D4、電阻及可調(diào)電阻R24、R25、R27、R28、電容C21～C24、隔離變壓器連接器J5共同連接構(gòu)成；J5連接記錄儀隔離變壓器68，輸出電源提供給D/A轉(zhuǎn)換器、電流變換、隔離輸出驅(qū)動(dòng)電路及接口(可接記錄儀或伺服電機(jī)放大器)41部分使用；整流穩(wěn)壓輸出電源電路71由穩(wěn)壓集成電路U46、二極管D5、D6、電容C33、C34、隔離變壓器連接器J8共同連接構(gòu)成，J8接通訊用隔離變壓器70，輸出電源提供給通訊隔離驅(qū)動(dòng)及RS232C接口電路48部分使用；整流后輸出電源電路73及穩(wěn)壓輸出電源電路74由穩(wěn)壓集成電路U50、二極管D7、D8、電容D7、D8、電容C41、C42隔離變壓器連接器J10共同連接構(gòu)成，J10連接到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)隔離變壓器72上，整流后輸出電源電路73用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，穩(wěn)壓輸出電源電路74供給步進(jìn)電機(jī)隔離驅(qū)動(dòng)及接口電路42電源；顯示板電路原理圖如圖12所示，其中，顯示板輸入接口電路75由連接器J24構(gòu)成，它與主機(jī)板的顯示板輸出接口電路43連接，信號整形、電源濾波電路76由集成電路U107A、U107C、U107D、電容C92～C97共同連接構(gòu)成，串行顯示驅(qū)動(dòng)電路77由集成電路U89～U105構(gòu)成，數(shù)碼管/指示燈78由數(shù)碼管L1～L16、指示燈LP7～LP11、連接器J23共同連接構(gòu)成，J23再與面板上的閥位零指示燈16、pH2報(bào)警指示燈17連接；報(bào)警接口電路79由集成電路U107B、光電隔離器U108、電阻R138、R156、報(bào)警器B1共同電氣連接構(gòu)成；隔離變送板電路原理圖如圖13所示，它單獨(dú)安裝在一個(gè)盒子里，靠近沉清池附近，然后，其pH2、T2輸出接口電路86由連接器J25構(gòu)成，它經(jīng)較長電纜與主機(jī)板上的pH2、T2輸入接口電路34連接，其中，整流穩(wěn)壓輸出電路82由穩(wěn)壓集成電路U110、U113、二極管D39～D42、電阻及可調(diào)電阻R61～R64、電容C102～C105、隔離變壓器連接器J27共同連接構(gòu)成，J27連接pH2變送隔離變壓器81；精密穩(wěn)電源電路83由穩(wěn)壓集成電路U111、U114、電阻及可調(diào)電阻R184～R187、電容C112、C113共同電氣連接構(gòu)成；pH變送電路84由放大器U119、U115A、電阻R175～R181、R188、R189、電容C106、C108～C110共同連接構(gòu)成pH2電極變送；信號隔離電路85由放大器U115B、光電隔離器U118、電阻R6、R182、R183、R190、電容C111、C114共同連接構(gòu)成pH2電極變送隔離；pH2、T2輸出接口電路86由連接器J25構(gòu)成；整流穩(wěn)壓輸出電路(與主機(jī)共地)88由穩(wěn)壓集成電路U109、U112、二極管D35～D38、電阻及可調(diào)電阻R157～R160、電容C98～C101、隔離變壓連接器J26共同連接構(gòu)成；J26與主機(jī)共地隔離變壓器87連接；溫度變送電路89由放大器U116、電阻及可調(diào)電阻R7、R165～R174、電容C107共同連接構(gòu)成溫度變送；pH2、T2電極輸入接口電路90由連接器J28、J29構(gòu)成。
本實(shí)用新型的工作原理如下pH毫伏信號由測量電極直接測量，溫度毫伏信號由電極上附帶的鉑電阻X激勵(lì)恒流產(chǎn)生，它們的毫伏信號經(jīng)電纜送到主機(jī)板或隔離變送板上，經(jīng)各自的變送隔離電路輸送到信號限幅保護(hù)、多路開關(guān)、信號放大及采樣保持電路33，再送到A/D轉(zhuǎn)換器電路32模擬轉(zhuǎn)數(shù)字輸入端，第一單片微機(jī)(主機(jī))27根據(jù)采樣信號首先求出pH毫伏信號值及溫度值，然后由pH數(shù)學(xué)模型來求pH值，并適時(shí)顯示在pH1顯示窗1、pH2顯示窗3上，pH值或閥位的對應(yīng)的電流值經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器、電流變換、隔離輸出驅(qū)動(dòng)電路及接口(可接記錄儀或伺服電機(jī)放大器)41輸送到記錄儀或伺服電機(jī)放大器，面板上的數(shù)據(jù)、指示燈及報(bào)警器，即pH1顯示窗1、閥位顯示窗2、pH2顯示窗3、功能值顯示窗4、校準(zhǔn)1指示燈5、校準(zhǔn)2指示燈6、溫度1指示燈7、溫度2指示燈8、定值指示燈9、閥位零指示燈16、pH報(bào)警指示燈17由第一單片微機(jī)(主機(jī))27的串行口經(jīng)顯示板輸出接口電路43輸送到顯示板上的顯示板輸入接口電路75而動(dòng)態(tài)刷新，并以同步串行方式進(jìn)行，報(bào)警接口電路79外接報(bào)警器，實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警；所有主機(jī)程序(程序流程方框圖參見圖14～17)及固定參數(shù)都保存在第一單片微機(jī)(主機(jī))27的片內(nèi)EEPROM內(nèi)，運(yùn)算變量暫存在第一單片(主機(jī))27內(nèi)的掉電不丟失的保護(hù)RAM里；閥位大小由第一單片微機(jī)(主機(jī))27經(jīng)步進(jìn)電機(jī)隔離驅(qū)動(dòng)及接口電路42再送到步進(jìn)電機(jī)閥門機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)，采用開環(huán)控制方式，其閥位大小適時(shí)顯示在閥位顯示窗2上，閥門零位及抽空觸點(diǎn)由輸入接口及偽隔離電路29、開關(guān)量輸入電路28檢測得到，控制算法采用本發(fā)明人總結(jié)的非線性大林參數(shù)調(diào)整歸一化算法，即在內(nèi)部監(jiān)控時(shí)調(diào)整穩(wěn)定度一項(xiàng)就行，其它外部參數(shù)適時(shí)顯示在功能值顯示窗4上，并依照校準(zhǔn)1指示燈5、校準(zhǔn)2指示燈6、溫度1指示燈7、溫度2指示燈8、定值指示燈9提示其功能值顯示窗4為pH1校準(zhǔn)值、pH2校準(zhǔn)值、溫度1值、溫度2值、pH1給定值，它的切換功能由功能切換開關(guān)10實(shí)現(xiàn)，可使指示燈循環(huán)移動(dòng)到各對應(yīng)點(diǎn)，其對應(yīng)值可通過功能值增加開關(guān)11、功能值減少開關(guān)12來調(diào)整，按下手動(dòng)自動(dòng)切換開關(guān)13到手動(dòng)位，可由閥位增加開關(guān)14、閥位減少開關(guān)15人工調(diào)整閥位大小，其閥位大小適時(shí)顯示在閥位顯示窗2上；與上位PC通訊由第一單片微機(jī)(主機(jī))27經(jīng)雙口RAM46、第三單片微機(jī)(通訊)47內(nèi)部交換數(shù)據(jù)，再由第三單片微機(jī)(通訊)47經(jīng)通訊隔離驅(qū)動(dòng)及RS232C接口電路48以較長電纜相連接，通訊程序及固定參數(shù)都保持存在第三單片微機(jī)(通訊)47的片內(nèi)EEPROM內(nèi)，運(yùn)算變量暫存在第三單片微機(jī)(通訊)47的片內(nèi)RAM里；已實(shí)現(xiàn)PC機(jī)上主要數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)刷新，PC機(jī)上的軟件用TURBO C2.0編寫；玻璃電極清洗機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)由第二單片微機(jī)(玻璃電極清洗)50經(jīng)多路驅(qū)動(dòng)電路57、電極工作狀態(tài)指示燈接口電路58產(chǎn)生電極工作狀態(tài)指示燈動(dòng)態(tài)刷新，并通知第一單片微機(jī)(主機(jī))27目前是A電極工作還是B電極工作；它也經(jīng)多路驅(qū)動(dòng)電路57、可逆電機(jī)及泵開關(guān)接口電路59接多路固態(tài)繼電器，多路固態(tài)繼電器經(jīng)220V交流電再連接可逆電機(jī)及泵接點(diǎn)而完成，電極工作的工作情況是下位測量及待命、上位噴酸清洗及等待；它的位置狀態(tài)由電極清洗雙電機(jī)位置行程開關(guān)接口電路52、偽隔離電路53檢測得到，玻璃電極清洗控制程序及固定參數(shù)都保存在第二單片微機(jī)(玻璃電極清洗)50的片內(nèi)EEPROM內(nèi)，運(yùn)算變量暫存在第二單片微機(jī)(玻璃電極清洗)50的片內(nèi)RAM里，在玻璃電極調(diào)試階段，按下全降開關(guān)22，使A電極、B電極都處在下位，由內(nèi)部操作電路56控制其是哪一路工作，指示燈電路54亮表A電極工作，不亮表示B電極工作，當(dāng)糖廠停榨或機(jī)器停用時(shí)，按下工作全升開關(guān)21，使A電極、B電極都處在上位，便于保管；以糖廠的澄清中和為例，一般設(shè)定pH1和定值在7.0左右，當(dāng)pH1小于定值同時(shí)又閥位大于95％或pH2超定值偏差范圍(pH2偏差報(bào)警范圍值可在監(jiān)控內(nèi)設(shè)定)時(shí)，pH報(bào)警指示燈17亮，同時(shí)報(bào)警器鳴叫，可人工通過關(guān)聲音報(bào)警開關(guān)以切斷其鳴叫；當(dāng)步進(jìn)電機(jī)閥位零檢查不正常時(shí)，閥位零指示燈16不亮，并在閥位顯示窗2顯示“--00”，當(dāng)玻璃清洗機(jī)構(gòu)執(zhí)行超過規(guī)定時(shí)間時(shí)，電極報(bào)警指示燈20亮。本裝置測量電極優(yōu)化配置是中和測量雙玻璃電極、清汁測量單玻璃電極；對中和測量雙玻璃電極、清汁測量單銻電極裝置來說，僅需軟件修改pH2電極參數(shù)就行；對中和測量單銻電極、清汁測量單銻電極裝置來說，需改中和測量電極連接復(fù)合電極輸入接口電路36的A路，清汁測量電極連復(fù)合電極輸入接口電路36的B路，原pH2、T2輸入接口電路34不用，并取消pH2、T2變送隔離板即可，同時(shí)，去掉面板上電極報(bào)警指示燈20、全升開關(guān)21、全降開關(guān)22、A電極清洗/等待指示燈23、B電極清洗/等待指示燈24、A電極工作/待命指示燈25、B電極工作/待命指示燈26；去掉電路結(jié)構(gòu)圖上的玻璃電極清洗部分，也就是第二單片微機(jī)(玻璃電極清洗)50、時(shí)間設(shè)定撥碼開關(guān)電路51、電極清洗雙電機(jī)位置行程開關(guān)接口電路52、偽隔離電路53、內(nèi)部指示燈電路54、外部操作接口電路55、內(nèi)部操作電路56、多路驅(qū)動(dòng)電路57、電極工作狀態(tài)指示燈接口電路58、可逆電機(jī)及泵開關(guān)接口電路(接多路固態(tài)繼電器)59、晶振電路60，同時(shí)修改軟件及pH1電極參數(shù)、pH2電極參數(shù)就行。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有的同類產(chǎn)品比具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果(1)功能多，有pH變送模塊，可接玻璃電極或銻電極使用，有多路報(bào)警提示，可接記錄儀或伺服電機(jī)放大器，有步進(jìn)電機(jī)隔離驅(qū)動(dòng)模塊，可直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)閥門機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)，有通訊隔離驅(qū)動(dòng)模塊，可與上位PC機(jī)通訊，便于糖廠管理；通信接口為今后糖廠進(jìn)行數(shù)據(jù)管理提供極大方便，現(xiàn)場控制裝置的數(shù)據(jù)可記錄到磁盤上，并通過軟件作進(jìn)一步的處理，目前可以達(dá)到一臺PC機(jī)最多可與256臺測量控制機(jī)進(jìn)行聯(lián)機(jī)通信；另外，還有電極清洗控制模塊，以控制電極清洗機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)；玻璃電極清洗控制機(jī)構(gòu)也已進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，體積小，可靠性高；軟件功能更加強(qiáng)大，具有更高的智能化，其中pH1采用雙玻璃電極結(jié)構(gòu)，并以A電極為主，在每個(gè)周期里，B電極都可在待命階段的中點(diǎn)開始校零，直到下一步工作階段為止，這樣可保證雙電極切換時(shí)的平穩(wěn)過渡，及測量值的唯一性，達(dá)到有保證的測量精度，此功能也可內(nèi)部禁止；(2)工作可靠，全面采用抗干擾技術(shù)，基本解決了第一級放大器經(jīng)常燒壞的問題，由于所有模塊之間全部電隔離，并采用了第四代斬波穩(wěn)零放大器ICL7650S加保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)作第一級放大器，有效解決銻電極清洗電機(jī)220V交流干擾及銻電極性能變差時(shí)會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的問題，對玻璃電極高達(dá)1000兆歐的輸入阻抗及現(xiàn)場干擾問題也作了很好的解決；全部采用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，去掉許多參數(shù)設(shè)定電位器，其參數(shù)設(shè)定改由按鈕來調(diào)整，并保留在掉電不丟失的保護(hù)RAM里；采用容錯(cuò)技術(shù)，故障只出現(xiàn)在本模塊內(nèi)，其它無故障部分照常工作，如通訊隔離驅(qū)動(dòng)模塊、步進(jìn)電機(jī)隔離驅(qū)動(dòng)模塊出現(xiàn)故障時(shí)，整機(jī)測量部分照常工作，而測量量電極部分各路獨(dú)立，并加有保護(hù)電路，某幾路的故障不會(huì)影響到其它路，反之，當(dāng)測量量電極部分出現(xiàn)故障時(shí)，照樣可通過人工調(diào)整按鈕，以控制步進(jìn)電機(jī)閥門機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)開大開?。徊捎霉?jié)能技術(shù)，閥位只在有偏差時(shí)，步進(jìn)電機(jī)才加電，其它時(shí)間閥位由機(jī)械磨擦鎖定；(3)操作方便，內(nèi)部監(jiān)控由技術(shù)人員完成，外部操作由工人作定期調(diào)整即可，操作工人根據(jù)工藝條件、報(bào)警信號及記錄曲線、清汁pH2數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整pH1中和定值即可；(4)采用pH數(shù)學(xué)模型來求pH值，精度高。裝置測量精度提高到12位，由于采用最新的放大器及相應(yīng)電路，輸入/輸出不易被干擾破壞，其中的光電隔離電路有保證達(dá)到12位精度；(5)智能化程度高，內(nèi)部參數(shù)都有默認(rèn)值，它由技術(shù)人員在北部監(jiān)控中調(diào)整即可，有多項(xiàng)報(bào)警功能，便于幫助判斷故障的原因及所在的位置；(6)本實(shí)用新型單板設(shè)計(jì)，內(nèi)部連線少，維修維護(hù)方便，造價(jià)低；采用的機(jī)箱整機(jī)散熱條件好，機(jī)箱全密封，可免除灰塵、濕氣侵入；面板采用高亮大數(shù)碼管、指示燈及輕融型按鈕，外形美觀，操作方便；另外，本裝置也可配標(biāo)準(zhǔn)電極及執(zhí)行機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)工作；(7)具有防死機(jī)功能，本裝置程序凡是有循環(huán)并可能引起死機(jī)的地方，內(nèi)部加計(jì)數(shù)器，超范圍自動(dòng)跳出；裝置設(shè)計(jì)余量較大，可在220V±20％范圍內(nèi)正常工作，即使有很少的失壓狀態(tài)，都可通過復(fù)位芯片檢測出來(電壓小于4.75V)，保證本裝置能正常工作。
下面對說明書附圖進(jìn)一步說明如下圖1為本雙回路智能酸堿度測量控制裝置的外形結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為主機(jī)板電路方框圖；圖3為顯示(及報(bào)警)板電路方框圖；圖4為隔離變送板電路方框圖；圖5～圖11為主機(jī)板電路原理圖；圖12為顯示(及報(bào)警)板電路原理圖；圖13為隔離變送板電路原理圖；電路原理圖中所有標(biāo)號相同點(diǎn)應(yīng)相連接在一起；圖14～圖17為第一單片微機(jī)(主機(jī))27程序流程框圖，其中，圖14為主程序流程框圖，圖15為監(jiān)控處理子程序流程框圖，圖16為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)子程序流程框圖，圖17為0.1秒中斷處理子程序流程框圖。
本實(shí)用新型的實(shí)施方式如下(1)用一般的方法加工機(jī)殼及面板，發(fā)明人曾按圖1所示，設(shè)計(jì)加工出樣機(jī)的機(jī)殼及面板，其機(jī)殼尺寸為240×433×438mm，然后，在機(jī)殼內(nèi)安裝顯示(及報(bào)警電路)板、主機(jī)板、隔離變壓器、pH1A電極輸入接口、pH1B電極輸入接口、pH2信號輸入接口、步進(jìn)電機(jī)隔離驅(qū)動(dòng)及接口、記錄儀輸出接口、通訊RS232C接口、抽空輸入接口、顯示板與主機(jī)板連接電纜、電源輸入插座而實(shí)現(xiàn)主機(jī)；應(yīng)注意的是，所有中大功率部件全部由引線引出，并以絕緣材料隔離安裝在散熱片上，再固定在機(jī)箱后部；pH2隔離變送板單獨(dú)安裝在一個(gè)盒子里，它內(nèi)部含有隔離變壓器、pH2電極輸入接口、pH2信號輸出接口、電源輸入插座；(2)按圖12電路原理圖所示，其中，所有網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號相同者，計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)連在一起，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)布線制造顯示(及報(bào)警)電路板，其中U89～U105可選74xx164系列，U107可選74xx08系列，L1～L16可選FC8-011-11系列數(shù)碼管，Q9三極管可選TIP142系列，光電隔離器U108可選TLP521-1系列；按圖5～圖11電路所示原理圖，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)布線制造主機(jī)板，其中U7～可選89C55，U10、U43可選74LS373，U9可選DS1225，U1可選74LS139，U8可選82C55，光電隔離器U3、U49、U59可選TLP521-4系列，U6可選MAX768，U35可選74HCT4051系列，U48可選74xx04系列，U23、U36、U64、U67、U78、U81可選OP-200或TLE2022系列，U38可選LF198系列，U37可選AD574A系列，U34可選TL7726系列，U17、U18可選DAC1230或DAC0832系列，U16、U24、U75、U84可選OP-400或TLE2024系列，U30可選TLE2064系列，三極管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5可選50毫安25伏NPN系列，U28、U50、U51、U53、U70、U71可選LM317或LM350系列，U27、U52、U68、U69可選LM337系列，U55可選CD4066系列，U47可選LM324系列，三極管Q6～Q8可選大功率TIP142系列，U41、U62可選8952系列；U45可選MAX232系列，U44可選IDT7130或CY7C130系列，光電隔離器U19、U21、U40、U73、U86可選TLP521-2系列，U2、U46可選7805T系列，U60、U61可選74HCT244系列，U72、U87可選ICL7650或ICL7652系列；按圖13所示，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)布線制造隔離變送板，其中U119可選ICL7650或ICL7652系列，U115可選OP-200或TLE2022系列，U116可選OP-400或TLE2024系列，光電隔離器U118可選TLP521-2系列，U112～U114可選LM317或LM350系列，U109～U111可選LM337；發(fā)明人按上述的實(shí)施方式制出樣機(jī)，經(jīng)使用試驗(yàn)達(dá)到下列技術(shù)指標(biāo)及參數(shù)(1)輸入電壓AC為220V±20％，50Hz；(2)額定功率200W(主機(jī))；(3)pH檢測顯示2～14(最小分辨率0.01)；(4)液體溫度0～100℃(可顯示0～127℃)；(5)閥位顯示0～99.99；(6)控制定值范圍3～13pH；(7)穩(wěn)定度范圍0.1～9.99；(8)控制時(shí)間周期0～25秒；(9)控制方式自動(dòng)或手動(dòng)；(10)pH玻璃電極在線檢測精度≤0.1pH(大范圍內(nèi))；(11)pH銻電極在線檢測精度≤0.2pH(大范圍內(nèi))；(12)檢測滯后時(shí)間≤10秒。
實(shí)施使用本裝置時(shí)，先接交流220V電壓、測量電極(銻或玻璃電極)、閥門機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)，也可選接記錄儀及通訊裝置。其工作步驟為(1)開啟電源；(2)調(diào)內(nèi)部監(jiān)控參數(shù)；(3)恢復(fù)正常功能，以后，操作工人可根據(jù)工藝條件、報(bào)警信號及記錄曲線、清汁pH2數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整pH1中和定值即可，并定期作軟件pH1調(diào)零、軟件pH2調(diào)零校準(zhǔn)，注意，第一次使用時(shí)，先把撥碼開關(guān)置到監(jiān)控，撥碼到原定標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)位，以讓第一單片微機(jī)(主機(jī))27把原定標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)送到掉電不丟失保護(hù)RAM里。然后撥回碼到用戶參數(shù)調(diào)整位才可精密調(diào)整內(nèi)部參數(shù)，按壓代碼按鈕S1到閥位動(dòng)作到時(shí)間位，按壓代碼值按鈕增S3、代碼值按鈕快S2、代碼值按鈕減S4以調(diào)整閥門動(dòng)作時(shí)間，其代碼、代碼值暫時(shí)顯示在pH2顯示窗3、功能值顯示窗4內(nèi)；同理，可調(diào)pH2電極參數(shù)、pH1A電極參數(shù)、pH1B電極參數(shù)、溫度1A修正值、溫度1B修正值、溫度2修正值、pH2偏差報(bào)警范圍值、穩(wěn)定度值、pH2軟件校零值、pH1A軟件校零值、pH1B軟件校零值，并可觀看pH1毫伏值、pH2毫伏值；pH1變送電路采用6倍放大，具體調(diào)整是，pH1A以可調(diào)電阻R129調(diào)零，以可調(diào)電阻R101調(diào)幅，pH1B以可調(diào)電阻R131調(diào)零，以可調(diào)電阻R122調(diào)幅；溫度1A以可調(diào)電阻R109調(diào)幅，溫度1B以可調(diào)電阻R114調(diào)幅；對pH2隔離變送板來講，pH2變送電路也采用6倍放大，以可調(diào)電阻R181調(diào)零，以可調(diào)電阻R177調(diào)幅，溫度2以可調(diào)電阻R172調(diào)零，以可調(diào)電阻R167調(diào)幅；注意，pH變送、溫度變送硬件調(diào)整時(shí)，最好在原定標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)下進(jìn)行，這樣，可在主機(jī)幫助下直接觀察pH毫伏，pH值、溫度值，pH值調(diào)整需要標(biāo)準(zhǔn)緩沖液，溫度值調(diào)零需要溫度計(jì)；穩(wěn)定度值大閥門調(diào)節(jié)幅度小，反應(yīng)慢，穩(wěn)定度值小閥門調(diào)節(jié)幅度大，反應(yīng)快，可試探找出最佳點(diǎn)；撥碼開關(guān)置到正常位，恢復(fù)正常功能，到此，整機(jī)調(diào)校完畢；外部操作由工人作定期的、適當(dāng)?shù)恼{(diào)整即可。
權(quán)利要求1.一種雙回路智能酸堿度測量控制裝置，其特征在于它由機(jī)殼、面板、電路板——主機(jī)板、顯示板、隔離變送板共同連接構(gòu)成，面板裝于機(jī)殼正面，面板裝有pH1顯示窗(1)、閥位顯示窗(2)、pH2顯示窗(3)、功能值顯示窗(4)、校準(zhǔn)1指示燈(5)、校準(zhǔn)2指示燈(6)、溫度1指示燈(7)、溫度2指示燈(8)、定值指示燈(9)、功能切換開關(guān)(10)、功能值增加開關(guān)(11)、功能值減少開關(guān)(12)、手動(dòng)自動(dòng)切換開關(guān)(13)、閥位增加開關(guān)(14)、閥位減少開關(guān)(15)、閥位零指示燈(16)、pH報(bào)警指示燈(17)、復(fù)位開關(guān)(18)、電源開關(guān)(19)、電極報(bào)警指示燈(20)、全升開關(guān)(21)、全降開關(guān)(22)、A電極清洗/等待指示燈(23)、B電極清洗/等待指示燈(24)、A電極工作/待命指示燈(25)、B電極工作/待命指示燈(26)；其電路板由主機(jī)板、顯示板和隔離變送板連接構(gòu)成，主機(jī)板可直接接玻璃電極或銻電極使用，電極隔離變送板用于pH2回路變送驅(qū)動(dòng)，并經(jīng)電纜連到主機(jī)板；主機(jī)板電路由第一單片微機(jī)(27)、開關(guān)量輸入電路(28)、輸入接口及偽隔離電路(29)、內(nèi)部操作電路(30)、外部操作電路(31)、A/D轉(zhuǎn)換器電路(32)、信號限幅保護(hù)、多路開關(guān)、信號放大及采樣保持電路(33)、pH2、T2輸入接口電路(34)、精密穩(wěn)壓電源電路(35)、復(fù)合電極輸入接口電路(36)、pH1變送電路(37)、隔離電路(38)、溫度變送電路(39)、精密穩(wěn)壓電源電路(40)、D/A轉(zhuǎn)換器、電流變換、隔離輸出驅(qū)動(dòng)及接口電路(41)、步進(jìn)電機(jī)隔離驅(qū)動(dòng)及接口電路(42)、顯示板輸出接口電路(43)、晶振電路(44)、共用復(fù)位電路(45)、雙口RAM(46)、第三單片微機(jī)(47)、通訊隔離驅(qū)動(dòng)及RS232C接口電路(48)、晶振電路(49)、第二單片微機(jī)(50)、時(shí)間設(shè)定撥碼開關(guān)電路(51)、電極清洗雙電機(jī)位置行程開關(guān)接口電路(52)、偽隔離電路(53)、內(nèi)部指示燈電路(54)、外部操作接口電路(55)、內(nèi)部操作電路(56)、多路驅(qū)動(dòng)電路(57)、電極工作狀態(tài)指示燈接口電路(58)、可逆電極及泵開關(guān)接口電路(接多路固態(tài)繼電器)(59)、晶振電路(60)、交流220V輸入(61)、濾波器(62)、主機(jī)隔離變壓器(63)、整流穩(wěn)壓輸出電源電路(64)、顯示用電源電路(65)、pH1變送隔離變壓器(66)、整流穩(wěn)壓輸出電源電路(67)、記錄儀隔離變壓器(68)、整流穩(wěn)壓輸出電源電路(69)、通訊用隔離變壓器(70)、整流穩(wěn)壓輸出電源電路(71)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)隔離變壓器(72)、整流后輸出電源電路(73)、穩(wěn)壓輸出電源電路(74)共同電氣連接構(gòu)成；顯示板電路由顯示板輸出接口電路(75)、信號整形、電源濾波電路(76)、串行顯示驅(qū)動(dòng)電路(77)、數(shù)碼管/指示燈(78)、報(bào)警接口電路(79)共同電氣連接構(gòu)成；隔離變送板電路由交流電源輸入(80)、pH2變送隔離變壓器(81)、整流穩(wěn)壓輸出電路(82)、精密穩(wěn)壓電源電路(83)、pH變送電路984)、信號隔離電路(85)、pH2、T2輸出接口電路(86)、與主機(jī)共地隔離變壓器(87)、整流穩(wěn)壓輸出電路(88)、溫度變送電路(89)、pH2、T2電極輸入接口電路(90)共同電氣連接構(gòu)成；其相互連接關(guān)系為顯示板與主機(jī)板固定在機(jī)殼內(nèi)，pH2、T2隔離變送板安裝在另外一個(gè)小盒子內(nèi)，顯示板與主機(jī)板通過短電纜連接，pH2、T2隔離變送板與主機(jī)板通過長電纜連接，其中面板上的pH1顯示窗(1)、閥位顯示窗(2)、pH2顯示窗(3)、功能值顯示窗(4)、校準(zhǔn)1指示燈(5)、校準(zhǔn)2指示燈(6)、溫度1指示燈(7)、溫度2指示燈(8)、定值指示燈(9)固化在顯示板上；閥位零指示燈(16)、pH報(bào)警指示燈(17)、報(bào)警接口電路(79)分別通過顯示、報(bào)警、信號線與顯示板上相應(yīng)電路上的相應(yīng)點(diǎn)相連接；面板上的電極報(bào)警指示燈(20)、A電極清洗/等待指示燈(23)、B電極清洗/等待指示燈(24)、A電極工作/待命指示燈(25)、B電極工作/待命指示燈(26)由主機(jī)板引線連接到面板上，分別通過顯示信號線與主機(jī)板上的相應(yīng)電路上的相應(yīng)點(diǎn)相連接；面板上功能切換開關(guān)(10)、功能值增加開關(guān)(11)、功能值減少開關(guān)(12)、手動(dòng)自動(dòng)切換開關(guān)(13)、閥位增加開關(guān)(14)、閥位減少開關(guān)(15)、全升開關(guān)(21)、全降開關(guān)(22)通過各自信號電纜線與主機(jī)板相應(yīng)電路上的相應(yīng)點(diǎn)相連接；交流220V輸入(61)、濾波器(62)、主機(jī)隔離變壓器(63)、整流穩(wěn)壓輸出電源電路(64)、顯示用電源電路(65)、pH1變送隔離變壓器(66)、整流穩(wěn)壓輸出電源電路(67)、記錄儀隔離變壓器(68)、整流穩(wěn)壓輸出電源電路(69)、通訊用隔離變壓器(70)、整流穩(wěn)壓輸出電源電路(71)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)隔離變壓器(72)、整流后輸出電源電路(73)、穩(wěn)壓輸出電源電路(74)通過各自電源線與相應(yīng)電路上的相應(yīng)點(diǎn)相連接；顯示用電源電路(65)與整流穩(wěn)壓輸出電源電路(64)相應(yīng)點(diǎn)連接提供顯示板用的數(shù)字電源；穩(wěn)壓輸出電源電路(74)與整流后輸出電源電路(73)電路上的相應(yīng)點(diǎn)相連接，第一單片微機(jī)(主機(jī))(27)分別通過內(nèi)部數(shù)據(jù)、地址、控制總線分別與開關(guān)量輸入電路(28)、A/D轉(zhuǎn)換器電路(32)、D/A轉(zhuǎn)換器、電流變換、隔離輸出驅(qū)動(dòng)及接口電路(41)、雙口RAM(46)的相應(yīng)點(diǎn)相連接；第一單片微機(jī)(27)還分別通過步進(jìn)電機(jī)信號線、顯示信號線、晶振信號線分別與步進(jìn)電機(jī)隔離驅(qū)動(dòng)及接口電路(42)、顯示板輸出接口電路(43)、晶振電路(44)相應(yīng)點(diǎn)相連接；開關(guān)量輸入電路(28)分別通過輸入接口及偽隔離信號線、內(nèi)部操作信號線、外部操作信號線、電極工作狀態(tài)信號線分別與輸入接口及偽隔離電路(29)、內(nèi)部操作電路(30)、外部操作電路(31)、電極工作狀態(tài)指示燈接口電路(58)相應(yīng)點(diǎn)相連接；精密穩(wěn)壓電源電路(40)通過電源線分別與A/D轉(zhuǎn)換器電路(32)、D/A轉(zhuǎn)換器、電流變換、隔離輸出驅(qū)動(dòng)電路及接口(41)相應(yīng)點(diǎn)相連接；信號限幅保護(hù)、多路開關(guān)、信號放大及采樣保持器(33)通過模擬信號線分別與A/D轉(zhuǎn)換器電路(32)、pH2、T2輸入接口電路(34)、隔離電路(38)、溫度變送電路(39)相應(yīng)點(diǎn)相連接；pH1變送電路(37)分別通過電源線、模擬信號線、電極輸入線分別與精密穩(wěn)壓電源電路(35)、復(fù)合電極輸入接口電路(36)、隔離電路(38)相應(yīng)點(diǎn)相連接；復(fù)合電極輸入接口電路(36)還通過電極輸入線與溫度變送電路(39)相應(yīng)點(diǎn)相連接；共用復(fù)位電路(45)通過復(fù)位線分別與第一單片微機(jī)(27)、開關(guān)量輸入電路(28)、第三單片微機(jī)(47)、第二單片微機(jī)(50)相應(yīng)點(diǎn)相連接；第三單片微機(jī)(47)分別通過內(nèi)部數(shù)據(jù)線、控制線與雙口RAM(46)相應(yīng)點(diǎn)相連接；并分別通過串行線、晶振信號線分別與通訊隔離驅(qū)動(dòng)及RS232C接口電路(48)、晶振電路(49)相應(yīng)點(diǎn)相連接；第二單片微機(jī)(50)分別通過時(shí)間設(shè)定信號線、偽隔離電路信號線、內(nèi)部指示燈信號線、外部操作信號線、內(nèi)部操作信號線、多路驅(qū)動(dòng)信號線分別與時(shí)間設(shè)定撥碼開關(guān)電路(51)、偽隔離電路(53)、內(nèi)部指示燈電路(54)、外部操作接口電路(55)、內(nèi)部操作電路(56)、多路驅(qū)動(dòng)電路(57)相應(yīng)點(diǎn)相連接；多路驅(qū)動(dòng)電路(57)并分別通過電極工作狀態(tài)信號線、可逆電機(jī)及泵開關(guān)信號線分別與電極工作狀態(tài)指示燈接口電路(58)、可逆電機(jī)及泵開關(guān)接口電路(接多路固態(tài)繼電器)(59)相應(yīng)點(diǎn)相連接；偽隔離電路(53)還通過位置行程開關(guān)信號線與電極清洗雙電機(jī)位置行程開關(guān)接口電路(52)相應(yīng)點(diǎn)相連接；對顯示板來講，顯示板輸入接口電路(75)分別通過短電纜線、電源線、顯示信號線分別與顯示板輸出接口電路(43)、信號整型、電源濾波電路(76)相應(yīng)點(diǎn)相連接，串行顯示驅(qū)動(dòng)電路(77)分別通過顯示信號線、數(shù)碼管/指示燈信號線、報(bào)警信號線分別與信號整型、電源濾波電路(76)、數(shù)碼管/指示燈(78)、報(bào)警接口電路(79)相應(yīng)點(diǎn)相連接；對隔離變送板來講，電源輸入(80)通過電源線分別與pH2變送隔離變壓器(81)、與主機(jī)共地隔離變壓器(87)相應(yīng)點(diǎn)相連接；整流穩(wěn)壓輸出電路(82)通過電源線分別與pH2變送隔離變送器(81)、精密穩(wěn)電源電路(83)、pH變送電路(84)相應(yīng)點(diǎn)相連接；pH變送電路(84)還分別通過電源線、pH2輸入線、信號隔離線分別與整流穩(wěn)壓輸出電路(82)、精密穩(wěn)電源電路(83)、pH2、T2輸入接口電路(90)、信號隔離電路(85)相應(yīng)點(diǎn)相連接；整流穩(wěn)壓輸出電路(88)通過電源線分別與主機(jī)共地隔離變壓器(87)、信號隔離電路(85)、溫度變送電路(89)相應(yīng)點(diǎn)相連接；pH2、T2輸出接口電路(86)分別通過模擬信號線、隔離模擬信號線分別與隔離電路(85)、溫度變送電路(89)相應(yīng)點(diǎn)相連接；pH2、T2輸入接口電路(90)分別通過溫度輸入線、pH2輸入信號線分別與溫度變送電路(89)、pH變送電路(84)相應(yīng)點(diǎn)相連接。
2.按權(quán)利要求1所述的一種雙回路智能酸堿度測量控制裝置，其特征在于所述的第一單片機(jī)(27)由集成電路U1、U7、U9、U10、U48E、電阻及排阻R4、R5、濾波電容C3～C16共同電氣連接構(gòu)成；開關(guān)量輸入電路(28)由集成電路U8、排阻R1～R3共同電氣連接構(gòu)成；輸入接口及偽隔離電路(29)由光電隔離器U3、排阻R8、連接器J3共同電氣連接構(gòu)成；J3連接步進(jìn)電機(jī)零位行程開關(guān)、抽空觸點(diǎn)；內(nèi)部操作電路(30)由撥碼開關(guān)SW1、按鈕S1～S4共同電氣連接構(gòu)成；外部操作電路(31)由連接器J1構(gòu)成，它分別與面板功能切換開關(guān)(10)、功能值增加開關(guān)(11)、功能值減少開關(guān)(12)、手動(dòng)自動(dòng)切換開關(guān)(13)、閥位增加開關(guān)(14)、閥位減少開關(guān)(15)連接；A/D轉(zhuǎn)換器電路(32)由集成電路U37、電阻及可調(diào)電阻R32～R35、濾波電容C26～C29、C31、C32共同電氣連接構(gòu)成；信號限幅保護(hù)、多路開關(guān)、信號放大及采樣保護(hù)器(33)由集成電路U34、U35、U36A、U38、電阻及可調(diào)電阻R31、R36～R38、電容C30、連接器J7共同電氣連接構(gòu)成；pH2、T2輸入接口電路34由連接器J6構(gòu)成，它經(jīng)較長電纜與電極隔離變送板上的pH2、T2輸出接口電路86連接；精密穩(wěn)電源電路(35)由放大器U67、電阻R83、R84、R96、R97、電容C78、C79共同連接構(gòu)成A路精密穩(wěn)壓電源；；它還由放大器U64、電阻R79～R82、電容C64、C65共同連接構(gòu)成B路精密穩(wěn)壓電源；復(fù)合電極輸入接口電路(36)由連接器J21、J22構(gòu)成A路，它還由連接器J19、J20構(gòu)成B路，它們連接到中和點(diǎn)A、B兩復(fù)合玻璃電極上；pH1變送電路(37)由放大器U72、U78A、電阻及可調(diào)電阻R100～R103、R94、R95、R129、R130、電容C82、C83、C90構(gòu)成A電極變送，由放大器U81A、U87、電阻及可調(diào)電阻R120～R123、R126、R127、R131、R132、電容C86、C87、C91構(gòu)成B電極變送；隔離電路38由放大器U78B、光電隔離器U73、電阻R93、R98、R99、R133、電容C77、C81構(gòu)成A電極變送隔離，由放大器U81B、光電隔離器U86、電阻R124、R125、R128、R134、電容C88、C89構(gòu)成B電極變送隔離；溫度變送電路39由放大器U75、電阻及可調(diào)電阻R104～R111、R135、電容C84構(gòu)成A溫度變送；由放大器U84、電阻及可調(diào)電阻R112～R119、R136、電容C85構(gòu)成B溫度變送；精密穩(wěn)電源電路(40)由放大器U30、U36B、電阻R26、R29、R30、電容C25、指示燈LP1共同電氣連接構(gòu)成；D/A轉(zhuǎn)換器、電流變換、隔離輸出驅(qū)動(dòng)電路及接口(41)由集成電路U17、U18、放大器U16、U23、U24、光電隔離器U19、U21、三極管Q1、Q2、電阻及可調(diào)電阻R10～R23、電容C17～C20、連接器J4共同電氣連接構(gòu)成兩路電流隔離輸出；步進(jìn)電極隔離驅(qū)動(dòng)及接口電路(42)由集成電路U55、U48A、U48B、U48C、U48D、放大電器U47、光電隔離器U49、三極管Q6～Q8、二極管D9、D10、D25、電阻及排阻R46、R61、R62、R67、連接器J14共同電氣連接構(gòu)成隔離輸出；顯示板輸出接口電路(43)由連接器J2構(gòu)成，它經(jīng)電纜與顯示板的輸入接口電路(75)連接；晶振電路44由晶體U11、電容C1、C2共同電氣連接構(gòu)成，它與第一單片微機(jī)(27)連接；共用復(fù)位電路(45)由集成電路U6、按鈕RESET1共同電氣連接構(gòu)成；雙口RAM46由集成電路U44、U48F共同電氣連接構(gòu)成，它與第一單片微機(jī)(27)、第三單片微機(jī)(47)連接；第三單片微機(jī)(47)由集成電路U41、U43撥碼開關(guān)SW2、電阻及排阻R43～R45、三極管Q3、指示燈LP2共同電氣連接構(gòu)成；通訊隔離驅(qū)動(dòng)及RS232C接口電路(48)由集成電路U45、電阻R39～R42、三極管Q4、Q5、光電隔離器U40、電容C35、C36、C39、C40、RS232C標(biāo)準(zhǔn)連接器J9共同電氣連接構(gòu)成，晶振電路(49)由晶體U42、電容C37、C38共同電氣連接構(gòu)成，它與第三單片微機(jī)(47)連接；第二單片微機(jī)(50)由集成電路U62、電阻及排阻R74～R77、濾波電容C58～C61共同電氣連接構(gòu)成；時(shí)間設(shè)定撥碼開關(guān)電路(51)由撥碼開關(guān)SW3構(gòu)成；電極清洗雙電機(jī)位置行程開關(guān)接口電路(52)由連接器J16構(gòu)成，它與電極清洗機(jī)構(gòu)的A、B電極上下位置行程開關(guān)連接；偽隔離電路(53)由光電隔離器U59、排阻R70共同電氣連接構(gòu)成；內(nèi)部指示燈電路(54)由電阻R78、指示燈LP6共同電氣連接構(gòu)成；外部操作接口電路(55)及內(nèi)部操作電路(56)由撥碼開關(guān)SW4連接構(gòu)成，多路驅(qū)動(dòng)電路(57)由集成電路U60、U61構(gòu)成；電極工作狀態(tài)指示燈接口電路(58)及可逆電機(jī)及泵開關(guān)接口電路(59)由連接器J15構(gòu)成，其中，J15-1為共同電源端，J15-2到J15-9端與面板上的A電極清洗/等待指示燈(23)、B電極清洗/等待指示燈(24)、A電極工作/待命指示燈(25)、B電極工作/待命指示燈(26)連接，而J15-10～J15-14端與外面的多路固態(tài)繼電器連接，以控制兩路可逆電機(jī)的正反轉(zhuǎn)及酸泵的開關(guān)，JP15-16端與面板上的電極報(bào)警指示燈(20)連接；晶振電路(60)由晶體U63、電容U63、C64共同電氣連接構(gòu)成，它與第二單片微機(jī)(50)連接；整流穩(wěn)壓輸出電源電路(64)由穩(wěn)壓集成電路U51～U53、二極管D11～D24、指示燈LP3～LP5、電阻及可調(diào)電阻R49～R57、電容C43～C57、隔離變壓器連接器J11、J12相連接構(gòu)成，J11、J12接主機(jī)隔離變壓器(63)，顯示用電源電路(65)由穩(wěn)壓集成電路U2、電容C116構(gòu)成，它的輸入連接整流穩(wěn)壓輸出電源電路(64)，輸出連接顯示板輸出接口電路(43)；整流穩(wěn)壓輸出電源電路(67)由穩(wěn)壓集成電路U68～U71、二極管D26～D33、電阻及可調(diào)電阻R85～R92、電容C66～C73、隔離變壓器連接器J17、J18構(gòu)成，J17、J18連接pH1變送隔離變壓器(66)；整流穩(wěn)壓輸出電源電路(69)由穩(wěn)壓集成電路U27、U28、二極管D1～D4、電阻及可調(diào)電阻R24、R25、R27、R28、電容C21～C24、隔離變壓器連接器J5共同連接構(gòu)成，J5連接記錄儀隔離變壓器(68)；整流穩(wěn)壓輸出電源電路(71)由穩(wěn)壓集成電路U46、二極管D5、D6、電容C33、C34、隔離變壓器連接器J8共同連接構(gòu)成，J8接通訊用隔離變壓器(70)；整流后輸出電源電路(73)及穩(wěn)壓輸出電源電路(74)由穩(wěn)壓集成電路U50、二極管D7、D8、電容C41、C42、隔離變壓器連接器J10共同連接構(gòu)成，J10連接到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)隔離變壓器(72)上，顯示板輸入接口電路(75)由連接器J24構(gòu)成，它與主機(jī)板的顯示板輸出接口電路(43)連接，信號整形、電源濾波電路(76)由集成電路U107A、U107C、U107D、電容C92～C97共同連接構(gòu)成，串行顯示驅(qū)動(dòng)電路(77)由集成電路U89～U105構(gòu)成，數(shù)碼管/指示燈(78)由數(shù)碼管L1～L16、指示燈LP7～LP11、連接器J23共同連接構(gòu)成，J23再與面板上的閥位零指示燈(16)、pH2報(bào)警指示燈(17)連接；報(bào)警接口電路(79)由集成電路U107B、光電隔離器U108、電阻R138、R156、報(bào)警器B1共同電氣連接構(gòu)成；pH2、T2輸出接口電路(86)由連接器J25構(gòu)成，它經(jīng)較長電纜與主機(jī)板上的pH2、T2輸入接口電路(34)連接，整流穩(wěn)壓輸出電路(82)由穩(wěn)壓集成電路U110、U113、二極管D39～D42、電阻及可調(diào)電阻R61～R64、電容C102～C105、隔離變壓器連接器J27共同連接構(gòu)成，J27連接pH2變送隔離變壓器(81)；精密穩(wěn)電源電路(83)由穩(wěn)壓集成電路U111、U114、電阻及可調(diào)電阻R184～R187、電容C112、C113共同電氣連接構(gòu)成；pH變送電路(84)由放大器U119、U115A、電阻R175～R181、R188、R189、電容C106、C108～C110共同連接構(gòu)成pH2電極變送；信號隔離電路(85)由放大器U115B、光電隔離器U118、電阻R6、R182、R183、R190、電容C111、C114共同連接構(gòu)成pH2電極變送隔離；pH2、T2輸出接口電路(86)由連接器J25構(gòu)成；整流穩(wěn)壓輸出電路(88)由穩(wěn)壓集成電路U109、U112、二極管D35～D38、電阻及可調(diào)電阻R157～R160、電容C98～C101、隔離變壓連接器J26共同連接構(gòu)成；J26與主機(jī)共地隔離變壓器(87)連接；溫度變送電路(89)由放大器U116、電阻及可調(diào)電阻R7、R165～R174、電容C107共同連接構(gòu)成溫度變送；pH2、T2電極輸入接口電路(90)由連接器J28、J29構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型是雙回路智能酸堿度測量控制裝置,它由機(jī)殼、面板、電路板——主機(jī)板、顯示板、隔離變送板連接構(gòu)成,面板裝有各種顯示窗、指示燈、開關(guān);其電路由單片微機(jī)、輸入電路、偽隔離電路、操作電路、A/D、D/A轉(zhuǎn)換器、電流變換、隔離電路、隔離輸出驅(qū)動(dòng)電路、晶振電路、復(fù)位電路、接口電路、濾波器、電源電路、串行顯示驅(qū)動(dòng)電路、報(bào)警接口電路、pH溫度變送電路等通過各自信號線連接構(gòu)成。本實(shí)用新型功能多、工作可靠、操作方便、精度高、智能化程度高、造價(jià)低、維護(hù)方便。
文檔編號G05D21/02GK2424464SQ0022825
公開日2001年3月21日 申請日期2000年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月25日
發(fā)明者黃揚(yáng)明, 黎永津 申請人:華南理工大學(xué)