CN107900488A - 一种带温度检测功能的自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带温度检测功能的自动控制系统，设置有传感器系统、温度检测电路、驱动系统、振荡电路、供电电路、转换器电路及割炬设备，割炬设备与传感器系统相连接，传感器系统连接转换器电路，振荡电路与转换器电路相连接，温度检测电路连接驱动系统，驱动系统连接割炬设备，供电电路分别与驱动系统、传感器系统及割炬设备相连接，转换器电路连接驱动系统；自动化的采集割炬设备在进行切割时割炬与待加工部件之间的电流值，而后将采集到的电流值经过一系列的转换后加载到转向器电路上，通过转向器电路控制驱动系统，驱动系统控制割炬设备，使其割炬头能够在加工部件上自动化的升降，保证切割过程中割缝宽度均匀，使切割精度得到提高。

Description

一种带温度检测功能的自动控制系统

技术领域

本发明涉及定位控制技术、割炬技术等领域，具体的说，是一种带温度检测功能的自动控制系统。

背景技术

割炬的作用是使氧与乙炔按比例进行混合，形成预热火焰，并将高压纯氧喷射到被切割的工件上，使被切割金属在氧射流中燃烧，氧射流并把燃烧生成的熔渣（氧化物）吹走而形成割缝。

定位控制是指当控制器按照控制要求发出控制指令，将被控对象的位置按指定速度完成指定方向上的指定位移，即在一定时间内稳定停止在预定的目标点处。定位控制是运动量控制的一种，又称位置控制、点位控制。定位控制系统即实现定位控制的系统。

目前定位控制技术的发展过程中，定位控制方式的改善提高是以检测技术的提高而提高的，从而定位控制算法成为定位控制技术的关键，是高精度定位的关键基础。

定位控制技术是适应现代高科技需要而发展起来的先进控制技术，是高科技产品开发过程中不可或缺的关键手段，它应用现代电子、传感技术及计算机等高新技术，并综合应用了机械技术发展的新成果，不管是在民用工业，还是在国民经济建设中都有着极其广泛的应用前景。如机床定位、精密医疗器械、计算机硬盘定位系统、纺织、自动贴片等。现阶段，作为定位控制领域中一个关键性技术难题．高精度定位，引起了各个国家的高度重视。定位控制技术作为现代高科技的重要组成部分．又推动着自动化生产、计算机、材料加工、医疗、纺织等相关领域的发展。因此，定位控制技术已成为国家科学技术的重要组成部分，它也是衡量一个国家科学技术水平的重要标志。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带温度检测功能的自动控制系统，利用传感器系统自动化的采集割炬设备在进行切割时割炬与待加工部件之间的电流值，而后将采集到的电流值经过一系列的转换后加载到转向器电路上，通过转向器电路控制驱动系统，驱动系统控制割炬设备，使其割炬头能够在加工部件上自动化的提升或下降，从而保证切割过程中割缝宽度均匀，使切割精度得到有效提高。

本发明通过下述技术方案实现：一种带温度检测功能的自动控制系统，设置有传感器系统、温度检测电路、驱动系统、振荡电路、供电电路、转换器电路及割炬设备，所述割炬设备与传感器系统相连接，传感器系统连接转换器电路，振荡电路与转换器电路相连接，温度检测电路连接驱动系统，驱动系统连接割炬设备，供电电路分别与驱动系统、传感器系统及割炬设备相连接，转换器电路连接驱动系统。

进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述传感器系统内设置有传感器电路、比较器电路、高频信号电路及断弧提升电路，所述割炬设备连接传感器电路，传感器电路分别与比较器电路和高频信号电路相连接，高频信号电路连接比较器电路，比较器电路连接断弧提升电路，断弧提升电路连接转换器电路。

进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：在所述高频信号电路内设置有自检电路、高频滤波电路及运放电路，自检电路连接高频滤波电路，高频滤波电路连接运放电路，运放电路连接比较器电路，所述传感器电路与高频滤波电路相连接。

进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述振荡电路包括手动振荡电路和自动振荡电路，且手动振荡电路和自动振荡电路皆与转换器电路相连接。

进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述供电电路包括电机供电电路和低压电源电路，且电机供电电路连接割炬设备，低压电源电路分别与传感器系统及驱动系统相连接。

进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：还包括定位系统，所述定位系统分别与转换器电路及低压电源电路相连接。

进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述定位系统包括皆与转换器电路相连接的手动定位电路和自动定位电路。

进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述传感器电路的传感器采用霍尔传感器。

将一块导体板置于磁场，使磁场的磁感应强度B的方向与板垂直，当导体板中流经一定电流时，垂直于磁场和电流方向的导体板的横向两侧会产生一定的电势差，这一现象称为霍尔效应。霍尔传感器是根据该原理制成的。

在设计使用时，霍尔传感器采集割炬设备的割炬与钢板（待加工件）之间的电流，电流穿过霍尔传感器，在其周围产生恒定磁场。向霍尔传感器预先施加一恒压，产生一恒定电流，霍尔传感器则输出霍尔电压。如果切割电流有微小变化，则产生变化的磁场，而输出的霍尔电压也是变化的，这样就把切割中的变化电流转化为变化电压，输出的霍尔电压包含有干扰信号，其高频信号的范围较宽，因此将利用高频滤波电路对信号电压进行高频滤波，从而获取有用信号，而后通过断弧提升电路加载到转换器电路中，转换器电路控制驱动系统，驱动系统控制割炬设备，使得割炬设备上的割炬与待加工部件只有形成最佳起弧距离，从而保证切割过程中割缝宽度均匀，使切割精度得到有效提高。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明利用传感器系统自动化的采集割炬设备在进行切割时割炬与待加工部件之间的电流值，而后将采集到的电流值经过一系列的转换后加载到转向器电路上，通过转向器电路控制驱动系统，驱动系统控制割炬设备，使其割炬头能够在加工部件上自动化的提升或下降，从而保证切割过程中割缝宽度均匀，使切割精度得到有效提高。

本发明能够实时检测割炬设备的温度，并根据实测值和预制值的对比，而后根据对比结果的预制策略控制驱动系统，使得驱动系统能够控制割炬设备上的供气系统，从而改变供气量的大小，进而达到合理供气，避免浪费的目的。

本发明利用霍尔传感器采集割炬与待加工部件之间的电流，并具有霍尔效应输出采集的霍尔电压，结合高频信号电路和比较器电路进行处理，将无用信号去除，得到有用信号，而后通过断弧提升电路加载到转换器电路中，转换器电路控制驱动系统，驱动系统控制割炬设备，使得割炬设备上的割炬与待加工部件只有形成最佳起弧距离，从而保证切割过程中割缝宽度均匀，使切割精度得到有效提高。

附图说明

图1为本发明原理框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横 向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、 “竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也 可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1：

一种带温度检测功能的自动控制系统，利用传感器系统自动化的采集割炬设备在进行切割时割炬与待加工部件之间的电流值，而后将采集到的电流值经过一系列的转换后加载到转向器电路上，通过转向器电路控制驱动系统，驱动系统控制割炬设备，使其割炬头能够在加工部件上自动化的提升或下降，从而保证切割过程中割缝宽度均匀，使切割精度得到有效提高，如图1所示，特别采用下述设置结构：设置有传感器系统、温度检测电路、驱动系统、振荡电路、供电电路、转换器电路及割炬设备，所述割炬设备与传感器系统相连接，传感器系统连接转换器电路，振荡电路与转换器电路相连接，温度检测电路连接驱动系统，驱动系统连接割炬设备，供电电路分别与驱动系统、传感器系统及割炬设备相连接，转换器电路连接驱动系统。

所述温度检测电路实时检测割炬设备的预热火焰温度，在驱动系统中设置有相应的预制策略，当检测到温度超过或低于预制值时，将通过驱动系统调节割炬设备的供气系统供气量，从而达到合理供气，避免浪费的情况发生。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述传感器系统内设置有传感器电路、比较器电路、高频信号电路及断弧提升电路，所述割炬设备连接传感器电路，传感器电路分别与比较器电路和高频信号电路相连接，高频信号电路连接比较器电路，比较器电路连接断弧提升电路，断弧提升电路连接转换器电路。

实施例3：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：在所述高频信号电路内设置有自检电路、高频滤波电路及运放电路，自检电路连接高频滤波电路，高频滤波电路连接运放电路，运放电路连接比较器电路，所述传感器电路与高频滤波电路相连接。

实施例4：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述振荡电路包括手动振荡电路和自动振荡电路，且手动振荡电路和自动振荡电路皆与转换器电路相连接。

实施例5：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述供电电路包括电机供电电路和低压电源电路，且电机供电电路连接割炬设备，低压电源电路分别与传感器系统及驱动系统相连接。

实施例6：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：还包括定位系统，所述定位系统分别与转换器电路及低压电源电路相连接。

实施例7：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述定位系统包括皆与转换器电路相连接的手动定位电路和自动定位电路。

实施例8：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述传感器电路的传感器采用霍尔传感器。

将一块导体板置于磁场，使磁场的磁感应强度B的方向与板垂直，当导体板中流经一定电流时，垂直于磁场和电流方向的导体板的横向两侧会产生一定的电势差，这一现象称为霍尔效应。霍尔传感器是根据该原理制成的。

所述高频信号电路，用于对将采集的传感器信号内的高频干扰去除。

所述运放电路采用差分运算放大电路，将经过高频滤波电路处理后的传感器信号进行放大处理，而后传输到比较器电路内与传感器电路输出的传感器信号进行比较，而后将比较器电路输出的电平传输至断弧提升电路内，控制断弧提升电路的工作状态，同时断弧提升电路根据自身工作状态进一步的控制转换器电路，使得转换器电路能够自动化的给予驱动系统驱动指令，使得驱动系统能够驱动割炬设备，使得割炬设备上的割炬头与待加工部件之间的距离得到自动化的调节（升高/下降）；所述定位系统能够自动或手动的施加升降调节信号，并利用转换器电路加载到驱动系统上，使得驱动系统驱动割炬设备提升或下降；所述电机供电电路为割炬设备内的电机提供工作电源，所述低压电源电路为驱动系统、定位系统及运放电路通过工作电源；所述振荡电路形成可变占空比发生器，能够改变割炬设备内电机旋转速度，从而达到改变割炬设备的割炬头上升和下降的速度。

在设计使用时，霍尔传感器采集割炬设备的割炬与钢板（待加工件）之间的电流，电流穿过霍尔传感器，在其周围产生恒定磁场。向霍尔传感器预先施加一恒压，产生一恒定电流，霍尔传感器则输出霍尔电压。如果切割电流有微小变化，则产生变化的磁场，而输出的霍尔电压也是变化的，这样就把切割中的变化电流转化为变化电压，输出的霍尔电压包含有干扰信号，其高频信号的范围较宽，因此将利用高频滤波电路对信号电压进行高频滤波，从而获取有用信号，而后通过断弧提升电路加载到转换器电路中，转换器电路控制驱动系统，驱动系统控制割炬设备，使得割炬设备上的割炬与待加工部件只有形成最佳起弧距离，从而保证切割过程中割缝宽度均匀，使切割精度得到有效提高。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种带温度检测功能的自动控制系统，其特征在于：设置有传感器系统、温度检测电路、驱动系统、振荡电路、供电电路、转换器电路及割炬设备，所述割炬设备与传感器系统相连接，传感器系统连接转换器电路，振荡电路与转换器电路相连接，温度检测电路连接驱动系统，驱动系统连接割炬设备，供电电路分别与驱动系统、传感器系统及割炬设备相连接，转换器电路连接驱动系统。

2.根据权利要求1所述的一种带温度检测功能的自动控制系统，其特征在于：所述传感器系统内设置有传感器电路、比较器电路、高频信号电路及断弧提升电路，所述割炬设备连接传感器电路，传感器电路分别与比较器电路和高频信号电路相连接，高频信号电路连接比较器电路，比较器电路连接断弧提升电路，断弧提升电路连接转换器电路。

3.根据权利要求2所述的一种带温度检测功能的自动控制系统，其特征在于：在所述高频信号电路内设置有自检电路、高频滤波电路及运放电路，自检电路连接高频滤波电路，高频滤波电路连接运放电路，运放电路连接比较器电路，所述传感器电路与高频滤波电路相连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种带温度检测功能的自动控制系统，其特征在于：所述振荡电路包括手动振荡电路和自动振荡电路，且手动振荡电路和自动振荡电路皆与转换器电路相连接。

5.根据权利要求1-3任一项所述的一种带温度检测功能的自动控制系统，其特征在于：所述供电电路包括电机供电电路和低压电源电路，且电机供电电路连接割炬设备，低压电源电路分别与传感器系统及驱动系统相连接。

6.根据权利要求4所述的一种带温度检测功能的自动控制系统，其特征在于：所述供电电路包括电机供电电路和低压电源电路，且电机供电电路连接割炬设备，低压电源电路分别与传感器系统及驱动系统相连接。

7.根据权利要求5所述的一种带温度检测功能的自动控制系统，其特征在于：还包括定位系统，所述定位系统分别与转换器电路及低压电源电路相连接。

8.根据权利要求7所述的一种带温度检测功能的自动控制系统，其特征在于：所述定位系统包括皆与转换器电路相连接的手动定位电路和自动定位电路。

9.根据权利要求2或3所述的一种带温度检测功能的自动控制系统，其特征在于：所述传感器电路的传感器采用霍尔传感器。