專利名稱：電子自動(dòng)平衡控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓力、流量自動(dòng)控制器，特別是一種電子自動(dòng)平衡控制器。
迄今為止，用于控制壓力，流量的自動(dòng)控制系統(tǒng)，多為DDZ－Ⅱ、Ⅲ型電動(dòng)單元組合儀表，其組成設(shè)備有變達(dá)器、阻尼器、電動(dòng)調(diào)節(jié)器、伺服放大器、電動(dòng)操作器及電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。對(duì)上述工藝參數(shù)自動(dòng)控制效果較好，但該技術(shù)采用六步到位，即需六個(gè)單獨(dú)的能完成一定功能的設(shè)備來(lái)完成，設(shè)備多，造價(jià)高，安裝、調(diào)試、維修繁瑣，技術(shù)水平較低的人不容易掌握。
本發(fā)明的目的是提供一種用控制器組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)，只需變送器、控制器、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，三步到位的電子自動(dòng)平衡控制器，設(shè)備少，造價(jià)低，耗料低，消耗電能低，并容易制造安裝調(diào)試檢修，簡(jiǎn)單易行。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，它包括分壓濾波單元1、平衡電橋單元2、穩(wěn)定電壓?jiǎn)卧?、放大器單元5、電源供給單元6、位置反饋單元7(放大器單元5與電源供給單元6裝在一個(gè)屏壁體內(nèi))，其特征在于1、還包括切換開(kāi)關(guān)單元3、切換開(kāi)關(guān)單元3中的輸入接線端子X(jué)13與分壓濾波單元1中的電位器R49連接，接線端子X(jué)12通過(guò)開(kāi)關(guān)S12與輸入接線端子A2連接，切換開(kāi)關(guān)單元3中的繼電器動(dòng)片接線端子X(jué)3通過(guò)開(kāi)關(guān)S14、S13與放大器單元5中的輸出端子X(jué)3電連接，切換開(kāi)關(guān)單元3中的繼電器動(dòng)片接線端子X(jué)4與放大器單元5中的電源變壓器指示燈供電繞阻接線端子X(jué)4電連接，還和H3連接。
2、放大器單元5中的接線端子X(jué)1與分壓濾波單元1中的電阻R35電連接，接線端子X(jué)2通過(guò)開(kāi)關(guān)S11與平衡電橋單元2中的繼電器R44電連接。
3、位置反饋單元7中的繼電器K3的接點(diǎn)E1、E2分別與切換開(kāi)關(guān)單元3中的接線端子X(jué)11的輸出線的E1、E2相連。
4、穩(wěn)定電壓?jiǎn)卧?的電源輸入電路與放大器單元5的電源變壓器X8、X14、X9相連，直流輸出電路一端與平衡電橋單元2的電阻R43、電位器R44的連接線相連，輸出電路另一端與平衡電橋單元2的電阻R41、電阻R42的連接線相連。
5、平衡電橋單元2的電阻R41、電阻R43的連接線與分壓濾波單元1的輸入接線端子A2連接。切換開(kāi)關(guān)單元3中繼電器定片接線端子S1與指示燈H1電連接，繼電器定片接線端子S2與指示燈H2電連接。放大器單元5中的電源變壓器指示燈供電繞阻接線端子X(jué)5與指示燈H1、H2的連接線相連，還和H3連接。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、該控制器的輸入可直接接受變送器的輸出的1－20MA，輸出可直接控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，三步到位不需要加其它中間設(shè)備。設(shè)備少、造價(jià)低，安裝維修調(diào)試方便，便于操作人員掌握。對(duì)壓力或流量可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、手動(dòng)控制兩用。
2、控制精度高，當(dāng)輸入本控制器的電流在設(shè)定值的基礎(chǔ)上再變化0.1MA時(shí)，其輸出電壓為220V。采用Ⅱ型變送器(輸出0－10MA)，0.1MA是10MA的1％，采用Ⅲ型變送器(輸出4－20MA)，0.1MA是20MA的0.5％，可見(jiàn)恰當(dāng)選擇變送器型及量程可使本實(shí)用新型獲得較高精度。
3、結(jié)構(gòu)獨(dú)特，原件造價(jià)低，原來(lái)控制系統(tǒng)用兩組可控硅交流開(kāi)關(guān)電路，完成伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，本實(shí)用新型通過(guò)一組可控硅交流開(kāi)關(guān)電路(放大器單元5中的V12、V13、V14、V15、V16)和切換開(kāi)關(guān)電路完成伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制?？晒?jié)省儀表設(shè)備、造價(jià)低，電路簡(jiǎn)單。
以下結(jié)合附圖介紹本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例

圖1為蒸氣壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)圖，圖2為本實(shí)用新型電路方框圖，圖3為本實(shí)用新型的電路圖，4為本實(shí)用新型的切換開(kāi)關(guān)單元、放大器單元、電源供給單元的電路圖。圖1中，8、耗氣設(shè)備、9、壓力調(diào)節(jié)閥、10、壓力變送器、11、電子自動(dòng)平衡控制器、12、供汽設(shè)備。
圖2－4中1、分壓濾波器單元；2、平衡電橋單元；3、切換開(kāi)關(guān)單元；4、穩(wěn)定電壓?jiǎn)卧?、放大器單元；6、電源供給單元；7、位置反饋單元；C、電容器；R、電阻或電位器；V、三極管或二極管；T、變壓器；K、繼電器；L、電感線圈；S、開(kāi)關(guān)；F、容絲；H、指示燈；X、接線端子；E、其他(E1、E2、E3控制器電路接線點(diǎn)，E4、E5測(cè)試點(diǎn)，E6毫安表)，A被測(cè)信號(hào)輸入，B反饋信號(hào)輸入，D輸出。切換開(kāi)關(guān)單元3中的輸入接線端子X(jué)13與分壓濾波單元1中的電位器R49電連接，接線端子X(jué)12通過(guò)開(kāi)關(guān)S12與輸入接線端子A2連接，切換開(kāi)關(guān)單元3中的繼電器K1的動(dòng)片接線端子X(jué)4與放大器單元5中電源變壓器次級(jí)繞組接線端子X(jué)4電連接。放大器單元5中的接線端子X(jué)1與分壓濾波單元1中的電阻R35電連接，接線端子X(jué)2通過(guò)開(kāi)關(guān)S11與平衡電橋單元2中的電位器電阻R44電連接，位置反饋單元7中的繼電器K3的接點(diǎn)E1、E2分別與切換開(kāi)關(guān)單元3中的接線端子X(jué)11的輸出線E1、E2相連，穩(wěn)定電壓?jiǎn)卧?的輸入電路與放大器單元5的電源變壓器X8、X14、X9相連，輸出電路一端與平衡電橋單元3的電阻R43、電位器R44的連接線相連，輸出電路另一端與平衡電橋單元2的電阻R41、R42的連接線相連。平衡電橋單元2的電阻R41、R43的連接線與分壓濾波單元1的輸入接線端子A2連接。切換開(kāi)關(guān)單元3中的繼電器定片接線端子S1與指示燈H1電連接，繼電器定片接線端子S2與指示燈H2電連接。放大器單元5中的電源變壓器次級(jí)繞組接線端子X(jué)5與指示燈H1、H2的連接線相連。電源供給單元6中二極管V17、V18與電源變壓器T1次級(jí)繞構(gòu)成全波整流電路，整流后的直流電經(jīng)三極管，V3、 電容C1、C2、C3、C4、C5。電阻R4、R5、R6組成的晶體管濾波器濾波后為切換開(kāi)關(guān)單元3供電。V19、V20與電源變壓器T1另一組次級(jí)繞組構(gòu)成全波整流電路，整流后的直流電經(jīng)三極管V9，電容器C9、C10、C11、C12、C13、C14，電阻R14、R16、R21、R24組成的晶體管濾波器濾波后為放大器單元5供電。電源供給單元6中的電源變壓器初級(jí)接線端子X(jué)7經(jīng)保險(xiǎn)絲F、開(kāi)關(guān)S8與外接電源相線相接，同時(shí)還經(jīng)電感線圈L與可控硅交流開(kāi)關(guān)電路中的二極管V14、V16的連線相接，X6與外接電源零線相接。
本實(shí)用新型的工作方式是，耗汽設(shè)備入口蒸氣壓力為設(shè)定值時(shí)，壓力變送器輸出一個(gè)與壓力設(shè)定值相等的模擬電流，控制器不輸出220V電壓，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的伺服電機(jī)不轉(zhuǎn)，閥位不動(dòng)，當(dāng)耗汽設(shè)備的入口的汽壓，在設(shè)定值的基礎(chǔ)上再有變化時(shí)，壓力變送器輸出的模擬電流也隨著改變，電流高時(shí)，控制器一組輸出線輸出220V電壓，為伺服電機(jī)的一組啟動(dòng)繞組供電，電機(jī)向一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)閥門(mén)向關(guān)的方向移動(dòng)，使耗汽設(shè)備的入口汽壓降低，電流低時(shí)，控制器另一組輸出線輸出220V電壓，為伺服電機(jī)的另一啟動(dòng)繞組供電，電機(jī)向另一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)閥門(mén)向開(kāi)的方向移動(dòng)，使耗汽設(shè)備的入口汽壓升高，如此反復(fù)耗汽設(shè)備的入口的汽壓便能穩(wěn)定在設(shè)定值上。
分壓濾波單元1的作用是將被測(cè)信號(hào)分為兩路，一路供切換開(kāi)關(guān)電路3，另一路經(jīng)濾波后供放大器單元5。切換開(kāi)關(guān)單元3的作用 ，當(dāng)被測(cè)信號(hào)高于設(shè)定值時(shí) ，他的一條輸出線上有220V電壓，被測(cè)信號(hào)低于設(shè)定值時(shí)，他的另一條輸出線上有220V電壓。穩(wěn)定電壓?jiǎn)卧?將電源變壓器引出的交流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓，該電壓在平衡電橋內(nèi)產(chǎn)生一直流電動(dòng)勢(shì)。平衡電橋單元2的作用是將被測(cè)信號(hào)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)與穩(wěn)定電壓?jiǎn)卧a(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)相互抵消。放大器單元5可將平衡電橋2未完全抵消的差值電壓信號(hào)放大，再經(jīng)可控硅V13，二極管V12、V14、V15、V16組成的交流開(kāi)關(guān)電路轉(zhuǎn)換為220V交流電送往輸出端X3。位置反饋單元中有一毫安表E6和一開(kāi)關(guān)電路，毫安表的作用是觀察閥位開(kāi)度，開(kāi)關(guān)電路的作用，當(dāng)所供量汽體或液體的流量長(zhǎng)時(shí)間低于設(shè)定值時(shí)，閥門(mén)開(kāi)多大也不起作用，根據(jù)實(shí)際情況可使閥門(mén)在預(yù)定位置自動(dòng)停止。
當(dāng)被測(cè)信號(hào)從A點(diǎn)(A1、A2)輸入控制器時(shí)，如被測(cè)信號(hào)為1至20毫安中的任一值，調(diào)整電位器R49使切換開(kāi)關(guān)電路工作，可使指示燈H1、H2不亮，即繼電器K1的X4接點(diǎn)與S1、S2都不接，被測(cè)信號(hào)經(jīng)分壓濾波單元1，平衡電橋單元2進(jìn)入放大器，調(diào)整電位器R44，使被測(cè)信號(hào)產(chǎn)生的電勢(shì)與穩(wěn)壓?jiǎn)卧a(chǎn)生的電勢(shì)，在電橋的作用下相互抵消，即放大器的輸入電流為零微安。放大器沒(méi)有輸出，此時(shí)被測(cè)信號(hào)為設(shè)定值，當(dāng)被測(cè)信號(hào)在設(shè)定值的基礎(chǔ)上變化0.1毫安時(shí)，平衡電橋輸出產(chǎn)生差值信號(hào)進(jìn)入放大器，由場(chǎng)效應(yīng)振子J102與輸入變壓器T2的作用，無(wú)論差值電信號(hào)為正或負(fù)，放大器均有輸出，使可控硅V13獲觸發(fā)信號(hào)而導(dǎo)通，經(jīng)V13與二極管V12、V14、V15、V16組成交流開(kāi)關(guān)電路將電源220V相線X3與繼電器K2的接點(diǎn)S7接通。與此同時(shí)由被測(cè)信號(hào)的高低變化引起晶體管V1、V2組成的開(kāi)關(guān)出現(xiàn)高導(dǎo)通或低截止的變化，繼電器K1吸合或釋放。接點(diǎn)X4與S1或S2接通，使指示燈H1或H2獲電源而明亮。S4與S5閉合或切斷，使繼電器K2吸合或釋放，其特點(diǎn)S7與S5或S6吸合，將220V相線與控制器輸出端子X(jué)10或X11接通，X10與X11分別與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的伺服電機(jī)繞組的兩條相線相接，其供電零線由電動(dòng)節(jié)閥本身取出，這樣伺服電機(jī)便能正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)閥門(mén)開(kāi)關(guān) ，控制通過(guò)量，到變送器輸出的模擬電流恢復(fù)到設(shè)定值，控制器才停止工作，如此反復(fù)使被控點(diǎn)得到一個(gè)穩(wěn)定值。如控制器自動(dòng)部分出障礙，可將開(kāi)關(guān)S8斷開(kāi)，即關(guān)掉自控部分的電源，閉合相應(yīng)的開(kāi)關(guān)S9或S10，220V電源可直接供給電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的伺服電機(jī)。開(kāi)關(guān)S8不斷開(kāi)，也可直接閉合S9或S10，S9與S10是按扭開(kāi)關(guān)，分別與S13、S14聯(lián)動(dòng)，按扭按進(jìn)，S9閉合S13切斷，松開(kāi)按扭便自動(dòng)彈出，S9切斷S13閉合又恢復(fù)自控。
控制器是利用如下方法完成上述功能的，伺服電機(jī)可逆轉(zhuǎn)由切換開(kāi)關(guān)單元與放大器單元配合完成，見(jiàn)圖4。切換開(kāi)關(guān)單元由晶體管V1、V2組成開(kāi)關(guān)電路被測(cè)信號(hào)經(jīng)電位器R49分壓后直接加在晶體管V1的基極與發(fā)射極，當(dāng)輸入信號(hào)為設(shè)定值時(shí)，調(diào)整電位器R49使晶體管V1基極與發(fā)射極之間的電壓為該管導(dǎo)通與不導(dǎo)通的臨界電壓，被測(cè)信號(hào)略有變化，V1便能導(dǎo)通或截止，V1發(fā)射極與地(電源負(fù)極)之間接一電阻R1，其阻值很大，V1導(dǎo)通或截止其發(fā)射極電壓變化很大，推動(dòng)V2導(dǎo)通或截止，使靈敏度較高的繼電器K1和接點(diǎn)電流流較大的繼電器K2相繼吸合或釋放，其接點(diǎn)S7與S5或S6閉合或切斷。放大器的作用是當(dāng)被測(cè)信號(hào)高于設(shè)定值時(shí)，將接點(diǎn)S7電源相線接通，當(dāng)被測(cè)信號(hào)等于設(shè)定值時(shí)，將接點(diǎn)S7電源相線切斷，信號(hào)低于設(shè)立值時(shí)，將接點(diǎn)S7與電源相線接通，電阻R3為三極管V1的集電極電阻，R2為V2的發(fā)射極電阻。放大器由晶體管V4、V5、V6、V7、V8組成，當(dāng)被測(cè)信號(hào)為定值時(shí)，調(diào)整電位器R44使放大器輸入為零微安。變壓器T2、T3、T4與他所在電路嚴(yán)格匹配，電阻R19構(gòu)成晶體管大環(huán)深度負(fù)反饋，使放大器有較高的穩(wěn)定度，晶體管V4至V8對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行五級(jí)放大，C7防止R20引起交流負(fù)反饋而降低放大倍數(shù)，故放大器有較高的靈敏度，只要放大器輸入有微小電流變化，變壓器T4次級(jí)輸出的電壓足以使可控硅V13導(dǎo)通，V13導(dǎo)通后使切換開(kāi)關(guān)單元繼電器K2接點(diǎn)S7獲220V交流電壓，繼電器因切換開(kāi)關(guān)電路的輸入信號(hào)變化，其接點(diǎn)S5、S6與與S7切換接通，使接線端子X(jué)10和X11也獲220V交流電壓。放大器單元中，R13、R17、R18分別為V4、V5、V6的集電極負(fù)載電阻，又是下一級(jí)偏流電阻，電阻R19、R20為V1的偏流電阻，電阻R8、R9、R10、R11、R12為V4發(fā)射極電阻，也起電流負(fù)反饋?zhàn)饔?，二極管V11、V10可分別使V5、V6的發(fā)射極電位提高，電阻R15為V6發(fā)射極電阻，可將V6發(fā)射極電壓提高到某一高度，R22、R23、R50為V7發(fā)射極電阻，C15為V7發(fā)射極傍路電容，R28為V8的集電極負(fù)載電阻，C8、C16分別為變壓器T2、T3的次級(jí)諧振電容，C17為T(mén)3次級(jí)與V8發(fā)射極交連電容，R25、R26為V8的偏流電阻，R27為V8的發(fā)射極電阻，R29、R31為T(mén)4次級(jí)降壓電阻，V11為V13的整流二極管，R30、C19為阻容吸收裝置，抑制電網(wǎng)浪涌電壓，防止V13誤導(dǎo)通，分壓濾波單元中的R32、R33、R35、R36為降壓濾波電阻。
權(quán)利要求1.一種電子自動(dòng)平衡控制器，包括分壓濾波單元(1)、平衡電橋單元(2)、穩(wěn)定電壓?jiǎn)卧?4)、放大器單元(5)、電源供給單元(6)、位置反饋單元(7)、其特征在于(1)、還包括切換開(kāi)關(guān)單元(3)，切換開(kāi)關(guān)單元(3)中的接線端子X(jué)13與分壓濾波單元(1)中的電位器R49電連接，接線端子X(jué)12通過(guò)開(kāi)關(guān)S12與輸入接線端A電連接，切換開(kāi)關(guān)單元(3)中的接線端子X(jué)3通過(guò)開(kāi)關(guān)S14、S13與放大器單元(5)中接線端子X(jué)3電連接，切換開(kāi)關(guān)單元(3)中的接線端子X(jué)4與放大器單元(5)中的接線端子X(jué)4電連接，(2)、放大器單元(5)中的接線端子X(jué)1與分壓濾波單元(1)中的電阻R35電連接，接線端子X(jué)2通過(guò)開(kāi)關(guān)S11與平衡電橋單元(2)中的電位器R44電連接，(3)、位置反饋單元7中的繼電器K3的接點(diǎn)E1、E2分別與切換開(kāi)關(guān)單元(3)中的接線端子X(jué)11的輸出線的E1、E2相連，(4)穩(wěn)定電壓?jiǎn)卧?4)中的輸入電路與放大器單元(5)的電源變壓器X8、X14、X9相連，輸出電路一端與平衡電橋單元(2)的電阻R43、電位器R44的連接線相連，輸出電路另一端與平衡電橋單元(2)的電阻R41、電阻R42的連接線相連。(5)、平衡電橋單元(2)中的電阻R41、R43的連接線與分壓濾波單元(1)的輸入連接線端子A2電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子自動(dòng)平衡控制器，其特征在于所說(shuō)的切換開(kāi)關(guān)單元(3)中的繼電器K1接線端子S1與指示燈H1電連接，繼電器K1接線端子S2與指示燈H2電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子自動(dòng)平衡控制器，其特征在于所說(shuō)的放大器單元(5)中的電源變壓器T1接線端子X(jué)5與指示燈H1、H2的連接線相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電子自動(dòng)平衡控制器，包括分壓濾波單元、平衡電橋單元、穩(wěn)定電壓?jiǎn)卧⒎糯笃鲉卧?、電源供給單元、位置反饋單元、切換開(kāi)關(guān)單元，可與變送器、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥配套組成自動(dòng)控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力、流量等工藝參數(shù)的連續(xù)自動(dòng)控制。適用于有自動(dòng)化儀表工廠使用。
文檔編號(hào)G05D16/20GK2172491SQ9321225
公開(kāi)日1994年7月20日 申請(qǐng)日期1993年5月7日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月7日
發(fā)明者張振貴 申請(qǐng)人:張振貴