CN106484025A - 一种线形卷绕物的间歇式定量测控电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种线形卷绕物的间歇式定量测控电路，包括称重信号调理电路、定量比较与夹料控制电路、逻辑延时切料控制电路，具体包括仪表运放IC1、比较器IC2、定时器IC3、三极管VT1、切刀固态继电器PM1、夹紧固态继电器PM2、切刀电磁阀线圈YVB、夹紧电磁阀线圈YVC、正滤波电阻R1、负滤波电阻R2、给定电阻R5、延时电阻R9、隔直电阻R11、定时电阻R12、延时电容C3、隔直电容C4、定时电容C5等。本发明适于各类线形卷绕物进行间歇式生产过程中需要定量称重测控的应用场合，本发明利用仪表运放、电压比较器、定时器、固态继电器等常规器件，实现对线形卷绕物的间歇式定量输送的定量称重自动控制，该方法实时性强、体积小、成本低、可靠性高、通用性好、易产品化。

Description

一种线形卷绕物的间歇式定量测控电路

技术领域

本发明属于工业测控领域，涉及一种电路，特别涉及一种线形卷绕物的间歇式定量测控电路，适用于各类线形卷绕物进行间歇式生产过程中需要定量称重测控的应用场合。

背景技术

在许多以线形卷绕物为原料的产品生产过程中，需按产品规格要求对线形卷绕物原料进行准确的间歇式定量称重与输送控制，以供后续工序使用，特别是对线形卷绕物原料的定量控制对最终产品的合格与否具有重要影响。目前，在线形卷绕物原料的间歇式定量检测与输送控制方面，常用的方案及其不足之处在于：(1)方案1：由人工监测及手动切料控制，即：一边将线形卷绕物原料低速放料到称重料槽中、一边由人工进行称重监测与定量到时的手动裁切操作，该方案准确度差、生产效率低。(2)方案2：定量检测与输送控制采用基于力传感器与可编程控制器(PLC)系统的技术方案，当定量检测达到定量要求时，采用电-气执行部件或电-液执行部件，在机械传动机构的配合下，对来自前道工序的线形卷绕物原料进行裁切并输送到后续工序中，该方案成本高、实时性差、体积大。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提出一种线形卷绕物的间歇式定量测控电路。该电路采用称重信号调理、定量比较、夹料控制、逻辑延时切料控制等电路处理方案，实现实时准确的间歇式线形卷绕物定量控制并保持线料裁切处的夹紧状态，为后续输送处理做好准备。

本发明包括称重信号调理电路、定量比较与夹料控制电路、逻辑延时切料控制电路。

称重信号调理电路包括仪表运放IC1、正滤波电阻R1、负滤波电阻R2、正限流电阻R3、负限流电阻R4、增益电位器RP1、基准电位器RP2、输入电容C1、滤波电容C2、正稳压管DW1、负稳压管DW2，正滤波电阻R1的一端与传感信号正端Us+端连接，正滤波电阻R1的另一端与输入电容C1的一端、仪表运放IC1的正输入端IN+端连接，负滤波电阻R2的一端与传感信号负端Us-端连接，负滤波电阻R2的另一端与输入电容C1的另一端、仪表运放IC1的负输入端IN-端连接，增益电位器RP1的一端与仪表运放IC1的增益正端G1端连接，增益电位器RP1的另一端及其中心端均与与仪表运放IC1的增益负端G2端连接，仪表运放IC1的正电源端VCC端与电路正电源端VCC端、正限流电阻R3的一端连接，仪表运放IC1的负电源端VSS端与电路负电源端VSS端、负限流电阻R4的一端连接，仪表运放IC1的参考端REF端与基准电位器RP2的中心端连接，仪表运放IC1的输出端OUT端与负端电阻R6的一端连接，仪表运放IC1的地端GND端接地，正限流电阻R3的另一端与基准电位器RP2的一端、滤波电容C2的一端、正稳压管DW1的阴极端连接，负限流电阻R4另一端与基准电位器RP2的另一端、滤波电容C2的另一端、负稳压管DW1的阳极端连接，正稳压管DW1的阳极端接地，负稳压管DW2的阴极端接地。

定量比较与夹料控制电路包括比较器IC2、夹紧固态继电器PM2、夹紧电磁阀线圈YVC、给定电阻R5、负端电阻R6、正端电阻R7、上拉电阻R8，负端电阻R6的另一端与比较器IC2的负输入端IN-端连接，给定电阻R5的一端与指令信号输入端Ug端连接，给定电阻R5的另一端与正端电阻R7的一端、比较器IC2的正输入端IN+端连接，正端电阻R7的另一端与上拉电阻R8的一端、比较器IC2的输出端OUT端、延时电阻R9的一端、夹紧固态继电器PM2的负输入端IN-端、停止与夹紧信号输出端Uc端连接，上拉电阻R8的另一端与电路正电源端VCC端连接，比较器IC2的电源端VCC端与电路正电源端VCC端连接，比较器IC2的地端GND端接地，夹紧固态继电器PM2的正输入端IN+端与电路正电源端VCC端连接，夹紧固态继电器PM2的相线输出端AC1端与夹紧电磁阀线圈YVC的一端连接，夹紧电磁阀线圈YVC的另一端与交流电源相线端L端连接，夹紧固态继电器PM2的零线输出端AC2端与交流电源零线端N端连接。

逻辑延时切料控制电路包括定时器IC3、三极管VT1、切刀固态继电器PM1、切刀电磁阀线圈YVB、延时电阻R9、射极电阻R10、隔直电阻R11、定时电阻R12、延时电容C3、隔直电容C4、定时电容C5，延时电阻R9的另一端与延时电容C3的一端、三极管VT1的基极b端连接，延时电容C3的另一端接地，三极管VT1的集电极c端接地，三极管VT1的射极e端与射极电阻R10的一端、隔直电容C4的一端连接，射极电阻R10的另一端与电路正电源端VCC端连接，隔直电容C4的另一端与隔直电阻R11的一端、定时器IC3的触发端/TR端连接，隔直电阻R11的另一端接地，定时器IC3的阈值端TH端与定时电容C5的一端、定时电阻R12的一端连接，定时电容C5的另一端接地，定时电阻R12的另一端与电路正电源端VCC端连接，定时器IC3的电源端VCC端、复位端/R端均与电路正电源端VCC端连接，定时器IC3的放电端D端、地端GND端均接地，定时器IC3的输出端OUT端与切刀固态继电器PM1的正输入端IN+端、切刀信号输出端Ub端连接，切刀固态继电器PM1的负输入端IN-端接地，切刀固态继电器PM1的相线输出端AC1端与切刀电磁阀线圈YVB的一端连接，切刀电磁阀线圈YVB的另一端与交流电源相线端L端连接，切刀固态继电器PM1的零线输出端AC2端与交流电源零线端N端连接。

本发明的有益效果如下：

本发明利用仪表运放、电压比较器、定时器、固态继电器等常规器件，实现对线形卷绕物的间歇式定量输送的定量称重自动控制，该方法实时性强、体积小、成本低、可靠性高、通用性好、易产品化。

附图说明

图1为本发明的电路图；

图2为本发明的应用对象示例图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种线形卷绕物的间歇式定量测控电路，包括称重信号调理电路、定量比较与夹料控制电路、逻辑延时切料控制电路。

称重信号调理电路包括仪表运放IC1、正滤波电阻R1、负滤波电阻R2、正限流电阻R3、负限流电阻R4、增益电位器RP1、基准电位器RP2、输入电容C1、滤波电容C2、正稳压管DW1、负稳压管DW2，正滤波电阻R1的一端与传感信号正端Us+端连接，正滤波电阻R1的另一端与输入电容C1的一端、仪表运放IC1的正输入端IN+端连接，负滤波电阻R2的一端与传感信号负端Us-端连接，负滤波电阻R2的另一端与输入电容C1的另一端、仪表运放IC1的负输入端IN-端连接，增益电位器RP1的一端与仪表运放IC1的增益正端G1端连接，增益电位器RP1的另一端及其中心端均与与仪表运放IC1的增益负端G2端连接，仪表运放IC1的正电源端VCC端与电路正电源端VCC端、正限流电阻R3的一端连接，仪表运放IC1的负电源端VSS端与电路负电源端VSS端、负限流电阻R4的一端连接，仪表运放IC1的参考端REF端与基准电位器RP2的中心端连接，仪表运放IC1的输出端OUT端与负端电阻R6的一端连接，仪表运放IC1的地端GND端接地，正限流电阻R3的另一端与基准电位器RP2的一端、滤波电容C2的一端、正稳压管DW1的阴极端连接，负限流电阻R4另一端与基准电位器RP2的另一端、滤波电容C2的另一端、负稳压管DW1的阳极端连接，正稳压管DW1的阳极端接地，负稳压管DW2的阴极端接地。

定量比较与夹料控制电路包括比较器IC2、夹紧固态继电器PM2、夹紧电磁阀线圈YVC、给定电阻R5、负端电阻R6、正端电阻R7、上拉电阻R8，负端电阻R6的另一端与比较器IC2的负输入端IN-端连接，给定电阻R5的一端与指令信号输入端Ug端连接，给定电阻R5的另一端与正端电阻R7的一端、比较器IC2的正输入端IN+端连接，正端电阻R7的另一端与上拉电阻R8的一端、比较器IC2的输出端OUT端、延时电阻R9的一端、夹紧固态继电器PM2的负输入端IN-端、停止与夹紧信号输出端Uc端连接，上拉电阻R8的另一端与电路正电源端VCC端连接，比较器IC2的电源端VCC端与电路正电源端VCC端连接，比较器IC2的地端GND端接地，夹紧固态继电器PM2的正输入端IN+端与电路正电源端VCC端连接，夹紧固态继电器PM2的相线输出端AC1端与夹紧电磁阀线圈YVC的一端连接，夹紧电磁阀线圈YVC的另一端与交流电源相线端L端连接，夹紧固态继电器PM2的零线输出端AC2端与交流电源零线端N端连接。

逻辑延时切料控制电路包括定时器IC3、三极管VT1、切刀固态继电器PM1、切刀电磁阀线圈YVB、延时电阻R9、射极电阻R10、隔直电阻R11、定时电阻R12、延时电容C3、隔直电容C4、定时电容C5，延时电阻R9的另一端与延时电容C3的一端、三极管VT1的基极b端连接，延时电容C3的另一端接地，三极管VT1的集电极c端接地，三极管VT1的射极e端与射极电阻R10的一端、隔直电容C4的一端连接，射极电阻R10的另一端与电路正电源端VCC端连接，隔直电容C4的另一端与隔直电阻R11的一端、定时器IC3的触发端/TR端连接，隔直电阻R11的另一端接地，定时器IC3的阈值端TH端与定时电容C5的一端、定时电阻R12的一端连接，定时电容C5的另一端接地，定时电阻R12的另一端与电路正电源端VCC端连接，定时器IC3的电源端VCC端、复位端/R端均与电路正电源端VCC端连接，定时器IC3的放电端D端、地端GND端均接地，定时器IC3的输出端OUT端与切刀固态继电器PM1的正输入端IN+端、切刀信号输出端Ub端连接，切刀固态继电器PM1的负输入端IN-端接地，切刀固态继电器PM1的相线输出端AC1端与切刀电磁阀线圈YVB的一端连接，切刀电磁阀线圈YVB的另一端与交流电源相线端L端连接，切刀固态继电器PM1的零线输出端AC2端与交流电源零线端N端连接。

如图2所示为本发明的应用对象示例图，图1中的传感输入信号Us+、Us-来自图2中用以装载线形卷绕物原料的线料槽底部称重传感器WS1输出的差动信号Us+、Us-；图1中的停止与夹紧信号Uc用以停止图2中的电机驱动器MD1使电机M1停止向称重装置输送线形卷绕物原料，同时控制夹紧固态继电器PM2驱动夹紧电磁阀线圈YVC使电磁机构夹紧线形卷绕物原料，为裁切做好准备；图1中的切刀信号Ub滞后于停止与夹紧信号Uc，用以在线形卷绕物原料被可靠夹紧后，控制切刀固态继电器PM1驱动切刀电磁阀线圈YVB使电磁机构切断线形卷绕物原料，以备输送到后续加工单元中，同时，切刀信号Ub也可输出到上级控制系统中以告知本次定量测控工作已完成。

本发明所使用的包括仪表运放IC1、比较器IC2、定时器IC3、切刀固态继电器PM1、夹紧固态继电器PM2、三极管VT1等在内的所有器件均采用现有的成熟产品，可以通过市场取得。例如：仪表运放采用AD623，比较器采用LM311，定时器采用LM555，固态继电器采用SSR220D02，三极管采用S9015等。

本发明中的主要电路参数整定原则如下：

(1)调整增益电位器RP1、基准电位器RP2的各自中心端位置，将来自称重传感器输出的信号(Us+、Us-)量程范围经仪表运放IC1的输出端OUT端输出与定量给定信号Ug范围相匹配的信号范围；

(2)由延时电阻R9、延时电容C3决定的延时时间常数(R9C3)要使得以夹紧固态继电器PM2、夹紧电磁阀线圈YVC为主的夹紧电磁机构能可靠夹紧线形卷绕物原料，为裁切做好准备；

(3)由隔直电阻R11、隔直电容C4决定的触发时间常数(R11C4)要使得定时器IC3能被可靠触发；

(4)由定时电阻R12、定时电容C5决定的裁切时间常数(R12C5)要使得以切刀固态继电器PM1、夹切刀电磁阀线圈YVB为主的切刀电磁机构能迅速、可靠地切断线形卷绕物原料。

本发明工作过程如下：

如图1、图2所示，本发明图1中的给定信号Ug来自上级控制系统根据产品规格发出的定量给定信号，传感输入信号(Us+、Us-)来自图2中用以装载线形卷绕物原料的线料槽底部称重传感器WS1输出的信号(Us+、Us-)，当仪表运放IC1输出的信号大小达到给定信号Ug时，比较器IC2的输出端OUT端输出电压，也就是停止与夹紧输出信号Uc，由高电平变成低电平(即：Uc＝0有效)，使夹紧固态继电器PM2输出导通、夹紧电磁阀线圈YVC得电，以夹紧线形卷绕物原料，同时，Uc＝0信号发送到图2中的电机驱动器MD1使电机M1停止送料，为切断线形卷绕物原料做好准备。经延时电阻R9、延时电容C3、三极管VT1的延时电路后，再经隔直电容C4、隔直电阻R11形成的触发脉冲使定时器IC3的输出端OUT端输出时间宽度一定的裁切控制信号--切刀信号Ub(即：Ub＝1有效)，进而控制切刀固态继电器PM1导通、切刀电磁阀线圈YVB得电，完成切断线形卷绕物原料，以备后续工序将裁切后的线料头连同定量后的线形卷绕物原料输送到后续工序中使用，同时，切刀信号Ub也可输出到上级控制系统中以告知本次定量测控已完成。

Claims (1)

1.一种线形卷绕物的间歇式定量测控电路，包括称重信号调理电路、定量比较与夹料控制电路、逻辑延时切料控制电路，其特征在于：

称重信号调理电路包括仪表运放IC1、正滤波电阻R1、负滤波电阻R2、正限流电阻R3、负限流电阻R4、增益电位器RP1、基准电位器RP2、输入电容C1、滤波电容C2、正稳压管DW1、负稳压管DW2，正滤波电阻R1的一端与传感信号正端Us+端连接，正滤波电阻R1的另一端与输入电容C1的一端、仪表运放IC1的正输入端IN+端连接，负滤波电阻R2的一端与传感信号负端Us-端连接，负滤波电阻R2的另一端与输入电容C1的另一端、仪表运放IC1的负输入端IN-端连接，增益电位器RP1的一端与仪表运放IC1的增益正端G1端连接，增益电位器RP1的另一端及其中心端均与与仪表运放IC1的增益负端G2端连接，仪表运放IC1的正电源端VCC端与电路正电源端VCC端、正限流电阻R3的一端连接，仪表运放IC1的负电源端VSS端与电路负电源端VSS端、负限流电阻R4的一端连接，仪表运放IC1的参考端REF端与基准电位器RP2的中心端连接，仪表运放IC1的输出端OUT端与负端电阻R6的一端连接，仪表运放IC1的地端GND端接地，正限流电阻R3的另一端与基准电位器RP2的一端、滤波电容C2的一端、正稳压管DW1的阴极端连接，负限流电阻R4另一端与基准电位器RP2的另一端、滤波电容C2的另一端、负稳压管DW1的阳极端连接，正稳压管DW1的阳极端接地，负稳压管DW2的阴极端接地；

定量比较与夹料控制电路包括比较器IC2、夹紧固态继电器PM2、夹紧电磁阀线圈YVC、给定电阻R5、负端电阻R6、正端电阻R7、上拉电阻R8，负端电阻R6的另一端与比较器IC2的负输入端IN-端连接，给定电阻R5的一端与指令信号输入端Ug端连接，给定电阻R5的另一端与正端电阻R7的一端、比较器IC2的正输入端IN+端连接，正端电阻R7的另一端与上拉电阻R8的一端、比较器IC2的输出端OUT端、延时电阻R9的一端、夹紧固态继电器PM2的负输入端IN-端、停止与夹紧信号输出端Uc端连接，上拉电阻R8的另一端与电路正电源端VCC端连接，比较器IC2的电源端VCC端与电路正电源端VCC端连接，比较器IC2的地端GND端接地，夹紧固态继电器PM2的正输入端IN+端与电路正电源端VCC端连接，夹紧固态继电器PM2的相线输出端AC1端与夹紧电磁阀线圈YVC的一端连接，夹紧电磁阀线圈YVC的另一端与交流电源相线端L端连接，夹紧固态继电器PM2的零线输出端AC2端与交流电源零线端N端连接；

逻辑延时切料控制电路包括定时器IC3、三极管VT1、切刀固态继电器PM1、切刀电磁阀线圈YVB、延时电阻R9、射极电阻R10、隔直电阻R11、定时电阻R12、延时电容C3、隔直电容C4、定时电容C5，延时电阻R9的另一端与延时电容C3的一端、三极管VT1的基极b端连接，延时电容C3的另一端接地，三极管VT1的集电极c端接地，三极管VT1的射极e端与射极电阻R10的一端、隔直电容C4的一端连接，射极电阻R10的另一端与电路正电源端VCC端连接，隔直电容C4的另一端与隔直电阻R11的一端、定时器IC3的触发端/TR端连接，隔直电阻R11的另一端接地，定时器IC3的阈值端TH端与定时电容C5的一端、定时电阻R12的一端连接，定时电容C5的另一端接地，定时电阻R12的另一端与电路正电源端VCC端连接，定时器IC3的电源端VCC端、复位端/R端均与电路正电源端VCC端连接，定时器IC3的放电端D端、地端GND端均接地，定时器IC3的输出端OUT端与切刀固态继电器PM1的正输入端IN+端、切刀信号输出端Ub端连接，切刀固态继电器PM1的负输入端IN-端接地，切刀固态继电器PM1的相线输出端AC1端与切刀电磁阀线圈YVB的一端连接，切刀电磁阀线圈YVB的另一端与交流电源相线端L端连接，切刀固态继电器PM1的零线输出端AC2端与交流电源零线端N端连接。