CN113285672A - 一种比例连动控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种比例连动控制器，涉及自动化控制，旨在解决电源存在不稳定以及陡变的情况，影响生产过程中对布匹的张紧的问题，其技术方案要点是：包括端口模块、比例放大模块以及电源模块；电源模块包括:变压电路，用于连接市电以输出为直流电压的+24V电压和‑24V电压；降压稳压电路，与变压电路连接，用以将+24V电压和‑24V电压转换为+15V电压和‑15V电压，+15V电压和‑15V电压均提供给比例放大模块。本发明通过自偏置稳压电路利用偏置电压自动校正电路自动获得稳定的偏置电压，供给起始点调节电路，提高电路的抗干扰特性。

Description

一种比例连动控制器

技术领域

本发明涉及自动化控制，更具体地说，它涉及一种比例连动控制器。

背景技术

纺织行业在织布、烘干以及热定型等过程中，需要对布匹进行输送放料、收卷，常配备比例连动速度控制器、放料变频器、引取变频器与电动马达连接，从而控制辊的转速，对布匹放料速度、收卷速度进行定量的调节。

比例连动速度控制器由数位式速度控制器和比例放大控制板组成，通过比例放大控制板对数位式速度控制器输入信号进行比例放大，从而实现对电动马达的调节，通常采用市电经变压后对比例放大控制板进行供电，在使用过程中，电源存在不稳定以及陡变的情况，通过比例放大控制板时，造成电动马达转速的陡变，从而影响生产过程中对布匹的张紧情况。

因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种比例连动控制器，通过自偏置稳压电路利用偏置电压自动校正电路自动获得稳定的偏置电压，供给起始点调节电路，提高电路的抗干扰特性。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种比例连动控制器，包括端口模块、比例放大模块以及电源模块；

所述比例放大模块包括：

比例放大电路，与端口模块连接，用于比例放大速度控制器输送的指令信号；

起始点调节电路，与比例放大电路连接，用于提供指令信号比例放大的偏离率；

所述电源模块包括:

变压电路，用于连接市电以输出为直流电压的+24V电压和-24V电压；

降压稳压电路，与变压电路连接，用以将+24V电压和-24V电压转换为+15V电压和-15V电压，+15V电压和-15V电压均提供给比例放大模块；

自偏置稳压电路，与降压稳压电路和起始点调节电路连接，接收+15V电压和-15V电压转换为+2.5V电压和-2.5V电压，+2.5V电压和-2.5V电压用以提供起始点调节电路。

通过采用上述技术方案，通过电源模块将市电转换为+24V电压和-24V电压，并通过降压稳压电路对为直流电压的+24V电压和-24V电压进行降压输出+15V电压和-15V电压，对比例放大电路进行供电，通过多次降压稳压的作用，提高供给电压的稳定性，减小线性电源浮动对比例放大电路的干扰，提高比例放大控制盘的抗干扰性能，并且通过自偏置稳压电路利用偏置电压自动校正电路自动获得稳定的偏置电压，供给起始点调节电路，提高电路的抗干扰特性。

本发明进一步设置为：所述自偏置稳压电路包括电压跟随器和同比例放大电路，所述电压跟随器的输入端连接有上拉电阻至降压稳压电路，所述电压跟随器的输入端串联有稳压二极管后接地。

通过采用上述技术方案，降压稳压电路输出的+15V电压经问他二极管进行分压使得输入至电压跟随器输入端的电压为+2.5V电压，通过电压跟随器的设置，使得电压跟随器的输出端能稳定输出为直流电压的+2.5V电压，提高比例放大控制盘的抗干扰能力，并且通过同比例放大电路将+2.5V电压反相输入-2.5V电压。

本发明进一步设置为：所述比例放大电路包括一级放大器和二级放大器，所述一级放大器的同向输入端和反向输入端之间连接有用以限制一级放大器输出的最大值和最小值的限幅电路，所述二级放大器的同向输入端与起始点调节电路连接。

通过采用上述技术方案，通过连接在一级放大器同向输入端和反向输入端之间的限幅电路，能限制一级放大器的放大输入信号的最大值和最小值，避免输入信号经比例放大控制盘放大时出现失真的情况，提高信号输送放大的准确性。

本发明进一步设置为：所述限幅电路包括两相互并联且反向连接于一级放大器的同向输入端和反向输入端之间的限幅二极管。

通过采用上述技术方案，通过两个限位二极管相互反向设置且连接在同向输入端和反向输入端之间，起到限幅的作用，成本低，且具有良好的限幅作用。

本发明进一步设置为：所述二级放大器的输出端连接有开关三极管，所述开关三极管的集电极连接降压稳压电路的输出端，所述开关三极管的发射极和基极之间连接有单向二极管，所述开关三极管的基极与二级放大器的输出端连接。

通过采用上述技术方案，通过通过在开关三极管的基极和发射极之间连接单向二极管，能对开关三极管进行保护，避免放大信号过大而反向击穿开关三极管造成电路损坏，提高比例放大控制盘的使用寿命。

本发明进一步设置为：所述端口模块包括信号输入模块、信号输出模块以及辅助信号输入模块，所述信号输入模块依次连接增益粗调电路和增益微调电路后连接比例放大电路，所述增益粗调电路包括分压电阻和第一可调电位器，所述增益微调电路包括与信号输入模块连接的第二可调电位器。

通过采用上述技术方案，通过第一可调电阻和第二可调电阻的设置，能通过对阻值的调节，从而实现对输入信号电压的微调和粗调。

本发明进一步设置为：所述比例放大模块还包括比例微调电路，所述比例微调电路与第二可调电位器和辅助信号输入模块连接，用于调节比例放大模块的比例百分比。

通过采用上述技术方案，通过设置比例微调电路，能对输入信号以及从而对输入信号放大的比例进行微调。

本发明进一步设置为：所述电源模块还包括指示灯电路，所述指示灯电路包括若干驱动电阻和发光二极管，所述驱动电阻和发光二极管依次串联于降压稳压电路的输出端与地之间。

通过采用上述技术方案，通过指示灯电路的设置，的比例放大控制盘得电且降压稳压电路正常工作时，能通过对发光二极管的点亮对人们进行提示，便于人们了解比例放大控制盘的工作状态，同时便于后续对电源模块的维修。

本发明进一步设置为：所述端口模块和降压稳压电路之间电性连接有保险电路。

通过采用上述技术方案，通过设置保险电路，在降压稳压电路故障时，能及时对比例放大模块进行断电，从而保护比例放大控制盘在电压异常时的使用寿命，减少元器件的损坏，降低维修的成本。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

通过电源模块将市电转换为+24V电压和-24V电压，并通过降压稳压电路对为直流电压的+24V电压和-24V电压进行降压输出+15V电压和-15V电压，对比例放大电路进行供电，通过多次降压稳压的作用，提高供给电压的稳定性，减小线性电源浮动对比例放大电路的干扰，提高比例放大控制盘的抗干扰性能，并且通过自偏置稳压电路利用偏置电压自动校正电路自动获得稳定的偏置电压，供给起始点调节电路，提高电路的抗干扰特性。

附图说明

图1为本发明的方框图；

图2为本发明中电源模块的电路原理图；

图3为本发明中比例放大电路的电路原理图；

图4为本发明中电压跟随器的电路原理图；

图5为本发明中端口模块的电路原理图；

图6为本发明比例放大盘的外部配线图。

图中：1、端口模块；2、比例放大模块；3、电源模块；4、比例放大电路；5、起始点调节电路；6、变压电路；7、降压稳压电路；8、自偏置稳压电路；9、电压跟随器；10、同比例放大电路；11、一级放大器；12、二级放大器；13、限幅电路；14、信号输入模块；15、信号输出模块；16、辅助信号输入模块；17、增益粗调电路；18、增益微调电路；19、比例微调电路；20、指示灯电路；21、保险电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

一种比例连动控制器，如图1和图6所示，包括端口模块1、比例放大模块2以及电源模块3构成四组的比例放大控制板。

如图1所示，其中，比例放大模块2包括比例放大电路4、起始点调节电路5以及比例微调电路19，端口模块1与比例微调模块之间依次串联增益粗调电路17、增益微调电路18，且比例微调电路19依次电性连接比例放大电路4和起始点调节电路5至信号输出模块15，而比例放大电路4与端口模块1连接，用于比例放大速度控制器输送的指令信号，起始点调节电路5与比例放大电路4连接，用于提供指令信号比例放大的偏离率。

如图2所示，电源模块3包括:变压电路6，降压稳压电路7、自偏置稳压电路8以及指示灯电路20，其中变压电路6用于连接市电以输出为直流电压的+24V电压和-24V电压；降压稳压电路7与变压电路6连接，用以将+24V电压和-24V电压转换为+15V电压和-15V电压，+15V电压和-15V电压均提供给比例放大模块2，而自偏置稳压电路8与降压稳压电路7和起始点调节电路5连接，接收+15V电压和-15V电压转换为+2.5V电压和-2.5V电压，+2.5V电压和-2.5V电压用以提供起始点调节电路5。

如图2所示，所述变压电路6包括与零线好火线连接的变压器T1，且变压器T1的若干副线圈连接基于芯片DB104的集成桥式整流电路，将市电经变压器进行降压，并通过桥式整流电路将降压后的电压转换为+24V电压和-24V电压的直流电压，降压稳压电路7包括基于芯片L7815和芯片L7915的三端稳压器，实现在芯片L7815的输出端输出+15V电压的直流电压，且在芯片L7915的输出UAN输出-15V电压的直流电压。

如图4所示，自偏置稳压电路8包括电压跟随器9和同比例放大电路10，电压跟随器9的输入端连接有上拉电阻至降压稳压电路7，电压跟随器9的输入端串联有稳压二极管后接地，具体的，电压跟随器9和同比例放大电路10为基于芯片LM358MX的双运算放大器，芯片LM358MX的3脚连接稳压二极管后接地，且稳压二极管的负极连接上拉电阻后连接芯片L7815的输出端，且同比例放大电路10的反向输入端串联100欧姆的电阻后与电压跟随器9的输出端连接，芯片LM358MX的7脚与6脚之间串联10O欧姆的电阻构成反馈回路，实现电压跟随器9输出的+2.5V电压进行同比例反向的放大，输出-2.5V电压的直流电压。

如图3所示，比例放大电路4包括一级放大器11和二级放大器12，一级放大器11的同向输入端和反向输入端之间连接有用以限制一级放大器11输出的最大值和最小值的限幅电路13，二级放大器12的同向输入端与起始点调节电路5连接，具体的，一级放大器11和二级放大器12为基于芯片LM324N的四运放集成电路，芯片LM324N的6脚(反向输入端)连接端口模块1中的信号输入模块14，芯片LM324N的6脚与7脚之间电性连接反馈电阻R31，且反馈电阻R31的两端并联有抗振电容C14，限幅电路13包括两相互并联且反向连接于一级放大器11的同向输入端和反向输入端之间的限幅二极管，具体的，芯片LM324N的5脚(同向输入端)与6脚(反向输入端)之间串联两同规格且相互并联的限幅二极管D12和限幅二极管D11，且限幅二极管均采用1N4148型号。

如图3所示，二级放大器12的输出端连接有开关三极管，开关三极管的集电极连接降压稳压电路7的输出端，开关三极管的发射极和基极之间连接有单向二极管D6，开关三极管的基极与二级放大器12的输出端连接，具体的，开关三极管采用NPN型的三极管，且单向二极管D6的负极与开关三极管的基极连接，单向二极管D6的正极与开关三极管的发射极连接，实现对开关三极管的保护。

如图1、图3和图5所示，端口模块1包括信号输入模块14、信号输出模块15以及辅助信号输入模块16，信号输入模块14依次连接增益粗调电路17和增益微调电路18后连接比例放大电路4，增益粗调电路17包括分压电阻和第一可调电位器，增益微调电路18包括与信号输入模块14连接的第二可调电位器，比例微调电路19，比例微调电路19与第二可调电位器和辅助信号输入模块16连接，用于调节比例放大模块2的比例百分比具体的，信号输入模块14、信号输出模块15以及辅助信号输入模块16集成于端口J2中，而端口模块1和比例放大模块2均设置多组，第一可调电位器的活动端与端口J2的2脚连接，且第一可调电阻的固定端串联分压电阻后连接端口J2的3脚，实现指令信号输入并进行增益粗调，而第二可调电位器的活动端与端口J2的3脚连接，第二可调电位器的固定端连接可调电阻VR3后串联电阻R5接地，且辅助信息输入模块连接电阻R61至可调电阻VR3的活动端，实现比例微调的作用。

如图5所示，指示灯电路20包括若干驱动电阻和发光二极管，驱动电阻和发光二极管依次串联于降压稳压电路7的输出端与地之间，具体的，发光二极管分别电性连接在芯片L7815和芯片L7915的输出端与接地端之间，在降压稳压电路7输出+15V电压和-15V电压时，点亮发光二极管，并且端口模块1和降压稳压电路7之间电性连接有保险电路21。

工作原理：通过电源模块3中基于芯片DB104的集成桥式整流电路，将市电经变压器进行降压成为直流电压的+24V电压和-24V电压，并且通过三端稳压器对将+24V电压和-24V电压进行降压输出+15V电压和-15V电压，对比例放大电路4进行供电，通过多次降压稳压的作用，提高供给电压的稳定性，减小线性电源浮动对比例放大电路4的干扰，提高比例放大控制盘的抗干扰性能，并且通过自偏置稳压电路8利用偏置电压自动校正电路自动获得稳定的偏置电压，供给起始点调节电路5，提高电路的抗干扰特性，人们在将数位式速度控制器输送的指令信号通过端口模块1输送至第二可调电位器，人们能通过滑动第一可调电位器和第二可调电位器，实现对第一可调电位器和第二可调电位器的阻值进行调节，从而调节指令信号输入的电压峰值，在指令信号输送至一级放大器11时，进行信号的放大，由于一级放大电路的同向输入端和反向输入端之间连接两个限幅二极管，能限制一级放大器11放大的最大至和最小值，提供指令信号在经放大时的准确性，并且通过二级放大器12进行二次放大，提高指令信号的强度，在二级放大器12的反馈回路里并联齐纳二极管，能提高二级放大器12的积分运算速度，并且二次放大后的指令信号经开关二极管向信号输出模块15输送，调节给信号输出模块15的电流，设置多组的比例放大板，能提高电路的集成度，满足对同台设备中送料辊、导向辊以及收卷辊的调节，满足不同材质布匹加工时张紧的调节。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种比例连动控制器，其特征在于：包括端口模块(1)、比例放大模块(2)以及电源模块(3)；

所述比例放大模块(2)包括：

比例放大电路(4)，与端口模块(1)连接，用于比例放大速度控制器输送的指令信号；

起始点调节电路(5)，与比例放大电路(4)连接，用于提供指令信号比例放大的偏离率；

所述电源模块(3)包括:

变压电路(6)，用于连接市电以输出为直流电压的+24V电压和-24V电压；

降压稳压电路(7)，与变压电路(6)连接，用以将+24V电压和-24V电压转换为+15V电压和-15V电压，+15V电压和-15V电压均提供给比例放大模块(2)；

自偏置稳压电路(8)，与降压稳压电路(7)和起始点调节电路(5)连接，接收+15V电压和-15V电压转换为+2.5V电压和-2.5V电压，+2.5V电压和-2.5V电压用以提供起始点调节电路(5)。

2.根据权利要求1所述的一种比例连动控制器，其特征在于：所述自偏置稳压电路(8)包括电压跟随器(9)和同比例放大电路(10)(4)，所述电压跟随器(9)的输入端连接有上拉电阻至降压稳压电路(7)，所述电压跟随器(9)的输入端串联有稳压二极管后接地。

3.根据权利要求2所述的一种比例连动控制器，其特征在于：所述比例放大电路(4)包括一级放大器(11)和二级放大器(12)，所述一级放大器(11)的同向输入端和反向输入端之间连接有用以限制一级放大器(11)输出的最大值和最小值的限幅电路(13)，所述二级放大器(12)的同向输入端与起始点调节电路(5)连接。

4.根据权利要求3所述的一种比例连动控制器，其特征在于：所述限幅电路(13)包括两相互并联且反向连接于一级放大器(11)的同向输入端和反向输入端之间的限幅二极管。

5.根据权利要求3所述的一种比例连动控制器，其特征在于：所述二级放大器(12)的输出端连接有开关三极管，所述开关三极管的集电极连接降压稳压电路(7)的输出端，所述开关三极管的发射极和基极之间连接有单向二极管，所述开关三极管的基极与二级放大器(12)的输出端连接。

6.根据权利要求5所述的一种比例连动控制器，其特征在于：所述端口模块(1)包括信号输入模块(14)、信号输出模块(15)以及辅助信号输入模块(16)，所述信号输入模块(14)依次连接增益粗调电路(17)和增益微调电路(18)后连接比例放大电路(4)，所述增益粗调电路(17)包括分压电阻和第一可调电位器，所述增益微调电路(18)包括与信号输入模块(14)连接的第二可调电位器。

7.根据权利要求6所述的一种比例连动控制器，其特征在于：所述比例放大模块(2)还包括比例微调电路(19)，所述比例微调电路(19)与第二可调电位器和辅助信号输入模块(16)连接，用于调节比例放大模块(2)的比例百分比。

8.根据权利要求1所述的一种比例连动控制器，其特征在于：所述电源模块(3)还包括指示灯电路(20)，所述指示灯电路(20)包括若干驱动电阻和发光二极管，所述驱动电阻和发光二极管依次串联于降压稳压电路(7)的输出端与地之间。

9.根据权利要求1所述的一种比例连动控制器，其特征在于：所述端口模块(1)和降压稳压电路(7)之间电性连接有保险电路(21)。

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