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一种电熔镁炉嵌入式控制器的信号调理装置制造方法及图纸

技术编号:13086384 阅读:137 留言:0更新日期:2016-03-30 17:09
本发明专利技术公开了一种电熔镁炉嵌入式控制器的信号调理装置,属于电熔镁炉过程控制技术领域。该装置包括:集成在同一块电路板上的若干个模拟量输入信号的隔离与转换模块、若干个模拟量输出信号的隔离与转换模块、若干个数字量输入信号的隔离与转换模块、若干个数字量输出信号的隔离与转换模块。上述各个模块置于电熔镁炉嵌入式控制器与电熔镁炉嵌入式控制系统中相应传感器和执行机构之间。本发明专利技术确保了电熔镁炉用嵌入式控制器的正常使用,有效的减少了尖峰信号对电熔镁炉嵌入式控制器的干扰,降低了电熔镁炉嵌入式控制器被损害的风险,这些将直接提高整个电熔镁炉用嵌入式控制系统的安全性和控制精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电熔镁炉过程控制
,具体涉及一种电熔镁炉嵌入式控制器的信号调理装置
技术介绍
电熔镁砂的生产过程以菱镁矿石为原料,采用三相交流电熔镁炉进行熔炼,通过调整三相电极与熔池液面之间的位置来控制三相电极电流,使之产生电弧,通过电弧放热使炉内原料受热熔化形成熔液,熔液再经过冷却结晶后生成成品。随着电熔镁砂企业对能源利用效率和产品品位要求的提高,冶炼过程的控制方式开始逐渐由人工手动控制方式转向采用智能控制策略的自动控制方式,所采用的自动控制装置也呈现出由PLC控制系统向更加智能的嵌入式控制系统(如图1所示)转变的趋势。嵌入式控制器是一个含有多种电子元器件和电子部件的复杂电子系统,外部信号的干扰以及系统内部器件之间、各传送通道之间的相互干扰都会对嵌入式控制器及其数据信息产生干扰与破坏,影响嵌入式控制器的工作稳定性、可靠性和安全性。例如,电熔镁砂冶炼过程中,电熔镁炉嵌入式控制器处在一个十分复杂的电磁环境中,电力开关、变频器、拖动电机等设备工作以及冶炼过程本身的动态特性对冶炼电流的影响都容易产生尖峰信号,进而对嵌入式控制器造成影响。此外,嵌入式控制器所能接受和输出的模拟量或数字量信号往往与工业现场的外部设备,如传感器或执行机构所能提供或接受的信号在类型和区间上存在差异,需要进行相应的信号转换。因此,设计开发一种电熔镁炉嵌入式控制器信号调理电路板,用于保护电熔镁炉专用嵌入式控制器,减少冶炼过程中产生的尖峰信号对电熔镁炉嵌入式控制器的影响,并对嵌入式控制器的输入输出信号进行必要的转换是十分必要的。
技术实现思路
针对电熔镁砂冶炼环境存在复杂的电磁干扰,对嵌入式控制器的安全稳定运行造成威胁,整个控制系统中信号类型和区间不一致的问题,本专利技术提供一种电熔镁炉用嵌入式控制器的信号调理装置,对嵌入式控制器的输入和输出信号进行转换和隔离,使电熔镁炉用嵌入式控制器能够正常工作,并有效的过滤掉尖峰信号,对电熔镁炉嵌入式控制器起到保护作用。本专利技术的技术方案:一种电熔镁炉嵌入式控制器的信号调理装置,包括:集成在同一块电路板上的若干个模拟量输入信号的隔离与转换模块、若干个模拟量输出信号的隔离与转换模块、若干个数字量输入信号的隔离与转换模块、若干个数字量输出信号的隔离与转换模块;所述模拟量输入信号的隔离与转换模块的输入端与电熔镁炉的嵌入式控制系统中相应传感器的输出端连接,模拟量输入信号的隔离与转换模块的输出端与所述电熔镁炉嵌入式控制器相应的输入端连接;所述模拟量输出信号的隔离与转换模块的输入端与所述电熔镁炉嵌入式控制器相应的输出端连接,模拟量输出信号的隔离与转换模块的输出端与电熔镁炉嵌入式控制系统中相应的执行机构的输入端连接;所述数字量输入信号的隔离与转换模块的输入端与所述电熔镁炉嵌入式控制系统中相应传感器的输出端连接,数字量输入信号的隔离与转换模块的输出端与所述电熔镁炉嵌入式控制器相应的输入端连接;所述数字量输出信号的隔离与转换模块的输入端与所述电熔镁炉嵌入式控制器的输出端连接,数字量输出信号的隔离与转换模块的输出端与电熔镁炉嵌入式控制系统中相应的执行机构的输入端连接。根据所述的电熔镁炉用嵌入式控制器的信号调理装置,所述模拟量输入信号的隔离与转换模块、模拟量输出信号的隔离与转换模块、数字量输入信号的隔离与转换模块、数字量输出信号的隔离与转换模块各自的数量由其各自连接的相应的传感器或者执行机构的数量决定。根据所述的电熔镁炉用嵌入式控制器的信号调理装置,所述模拟量输入信号的隔离与转换模块,用于将熔镁炉的嵌入式控制系统中传感器提供的4-20mA的标准模拟量输入信号转换成0-5V的嵌入式控制器可以接受的模拟量输入信号,同时对这两种信号进行隔离。根据所述的电熔镁炉用嵌入式控制器的信号调理装置,模拟量输出信号的隔离与转换模块,用于将电熔镁炉嵌入式控制器的模拟量输出信号转换成电熔镁炉嵌入式控制系统相应的执行机构所需的标准模拟量信号,同时对这两种信号进行隔离。根据所述的电熔镁炉用嵌入式控制器的信号调理装置,数字量输入信号的隔离与转换模块:用于将熔镁炉的嵌入式控制系统中传感器提供的24V开关量信号转换成嵌入式控制器可以接受的5V开关量信号,同时对这两种信号进行隔离。根据权利要求1所述的电熔镁炉用嵌入式控制器的信号调理装置,数字量输出信号的隔离与转换模块:用于将嵌入式控制器输出的5V开关量信号转换成电熔镁炉嵌入式控制系统中的相应的执行机构所需的24V开关量信号,同时对这两种信号进行隔离。根据所述的电熔镁炉用嵌入式控制器的信号调理装置,所述模拟量输入信号的隔离与转换模块由型号为RCV420的模拟量输入信号转换芯片和型号为ISO122的模拟量输入隔离芯片构成。根据所述的电熔镁炉用嵌入式控制器的信号调理装置,所述模拟量输出信号的隔离与转换模块采用的是型号为OP07的运放芯片。根据所述的电熔镁炉用嵌入式控制器的信号调理装置,所述数字量输入信号的隔离与转换模块采用的是型号为TLP281-4的4通道光耦芯片。根据所述的电熔镁炉用嵌入式控制器的信号调理装置,所述数字量输出信号的隔离与转换模块采用的是型号为ULN2003D的驱动芯片。有益效果:本专利技术提供了一种电熔镁炉嵌入式控制器的信号调理装置,可实现对电熔镁炉用嵌入式控制器输入输出信号的隔离和转换。本专利技术确保了电熔镁炉用嵌入式控制器的正常使用,有效的减少了尖峰信号对电熔镁炉嵌入式控制器的干扰,降低了电熔镁炉嵌入式控制器被损害的风险,这些将直接提高整个电熔镁炉用嵌入式控制系统的安全性和控制精度。附图说明图1本专利技术一种实施方式中电熔镁炉嵌入式控制系统示意图;图2为本专利技术一种实施方式中电熔镁炉嵌入式控制器的信号调理装置的结构示意图;图3为本专利技术一种实施方式中型号为RCV420的模拟量输入信号转换芯片和型号为ISO122的模拟量输入隔离芯片的电路连接原理图;图4为本专利技术一种实施方式中型号为OP07的运放芯片的电路连接原理图;图5为本专利技术一种实施方式中型号为TLP281-4的4通道光耦芯片的电路连接原理图;图6为本专利技术一种实施方式中型号为ULN2003D的驱动芯片电路连接原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。本实施方式的电熔镁炉嵌入式控制器的信号调理装置,如图2所示,包括:集成在同一电路板上的若干个模拟量输入信号的隔离与转换模块、若干个模拟量输出信号的隔离与转换模块、若干个数字量输入信号的隔离与转换模块、若干个数字量输出信号的隔离与转换模块;所本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种电熔镁炉嵌入式控制器的信号调理装置,其特征在于:包括:集成在同一块电路板上的若干个模拟量输入信号的隔离与转换模块、若干个模拟量输出信号的隔离与转换模块、若干个数字量输入信号的隔离与转换模块、若干个数字量输出信号的隔离与转换模块;所述模拟量输入信号的隔离与转换模块的输入端与电熔镁炉的嵌入式控制系统中相应传感器的输出端连接,模拟量输入信号的隔离与转换模块的输出端与所述电熔镁炉嵌入式控制器相应的输入端连接;所述模拟量输出信号的隔离与转换模块的输入端与所述电熔镁炉嵌入式控制器相应的输出端连接,模拟量输出信号的隔离与转换模块的输出端与电熔镁炉嵌入式控制系统中相应的执行机构的输入端连接;所述数字量输入信号的隔离与转换模块的输入端与所述电熔镁炉嵌入式控制系统中相应传感器的输出端连接,数字量输入信号的隔离与转换模块的输出端与所述电熔镁炉嵌入式控制器相应的输入端连接;所述数字量输出信号的隔离与转换模块的输入端与所述电熔镁炉嵌入式控制器的输出端连接,数字量输出信号的隔离与转换模块的输出端与电熔镁炉嵌入式控制系统中相应的执行机构的输入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种电熔镁炉嵌入式控制器的信号调理装置,其特征在于:包括:集成在同一块电路
板上的若干个模拟量输入信号的隔离与转换模块、若干个模拟量输出信号的隔离与转换模块、
若干个数字量输入信号的隔离与转换模块、若干个数字量输出信号的隔离与转换模块;所述
模拟量输入信号的隔离与转换模块的输入端与电熔镁炉的嵌入式控制系统中相应传感器的输
出端连接,模拟量输入信号的隔离与转换模块的输出端与所述电熔镁炉嵌入式控制器相应的
输入端连接;所述模拟量输出信号的隔离与转换模块的输入端与所述电熔镁炉嵌入式控制器
相应的输出端连接,模拟量输出信号的隔离与转换模块的输出端与电熔镁炉嵌入式控制系统
中相应的执行机构的输入端连接;所述数字量输入信号的隔离与转换模块的输入端与所述电
熔镁炉嵌入式控制系统中相应传感器的输出端连接,数字量输入信号的隔离与转换模块的输
出端与所述电熔镁炉嵌入式控制器相应的输入端连接;所述数字量输出信号的隔离与转换模
块的输入端与所述电熔镁炉嵌入式控制器的输出端连接,数字量输出信号的隔离与转换模块
的输出端与电熔镁炉嵌入式控制系统中相应的执行机构的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的电熔镁炉嵌入式控制器的信号调理装置,其特征在于:所述模拟量
输入信号的隔离与转换模块、模拟量输出信号的隔离与转换模块、数字量输入信号的隔离与
转换模块、数字量输出信号的隔离与转换模块各自的数量由其各自连接的相应的传感器或者
执行机构的数量决定。
3.根据权利要求1所述的电熔镁炉嵌入式控制器的信号调理装置,其特征在于:所述模拟量
输入信号的隔离与转换模块,用于将熔镁炉的嵌入式控制系统中传感器提供的4-20mA的标
准模拟量输入信号转换成0-5V的嵌入式控制器可以接...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴志伟黄文强王良勇柴天佑刘志刚闫康杰
申请(专利权)人:东北大学沈阳东大自动化有限公司
类型:发明
国别省市:辽宁;21

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