CN203759478U - 一种新型锅炉风门挡板调节驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型锅炉风门挡板调节驱动电路，其主要技术特点是：包括电源电路、A/D转换电路、LED显示器、电流信号处理电路和开关电路，所述的电源电路的输入端与系统电源相连接并输出直流电压为LED显示器、电流信号处理电路和开关电路供电，所述的电流信号处理电路与外部电流信号相连接并经处理后连接到A/D转换电路上，A/D转换电路对外部电流信号进行模数转化后输出到LED显示器上进行显示，所述的开关电路通过接线插座与执行机构相连接。本实用新型设计合理，将其应用于锅炉风门挡板自动控制系统中，提高了锅炉风门挡板自动控制系统的抗干扰能力和控制的准确性，并且具有使用方便、性能稳定、动作可靠的特点。

Description

一种新型锅炉风门挡板调节驱动电路

技术领域

本实用新型属于锅炉控制技术领域，尤其是一种新型锅炉风门挡板调节驱动电路。

背景技术

随着我国电力生产自动化程度的不断提高，越来越多的电力设备需要采用微机对其进行控制和保护，以提高生产的安全性和经济性，例如，风门挡板是控制锅炉运行最先接受控制命令的装置之一。模拟操作器和电动执行机构作为两种自动控制装置，在电力自动化生产中得到了广泛的应用，二者与单回路调节器组成锅炉风门挡板自动控制系统，可以完成对锅炉运行的自动调节。但是，在锅炉风门挡板自动控制系统中，模拟操作器的上升键和下降键操作频繁，增加了按键的受损率，致使无法及时控制风门挡板。另外，锅炉在运行过程中振动大，特别是在起动时振幅最大。风门挡板自动控制系统控制信号经常受到振动的干扰，模拟操作器无法准确指示风门挡板阀位反馈信号，导致操作人员不能及时、准确地控制风门挡板阀位。因此，在现有的风门挡板的自动控制系统中，由于控制单元发生故障，挡板无法得到及时、准确控制的情况时有发生。工人经常在现场手动调节风门挡板，造成了人力资源的极大浪费，甚至风门挡板得不到及时调节，还可能使锅炉被迫降负荷运行或停产，造成巨大的经济损失，严重时可能造成人身伤亡事故。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种性能稳定、动作可靠、抗干扰能力强且使用方便的新型锅炉风门挡板调节驱动电路。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种新型锅炉风门挡板调节驱动电路，包括电源电路、A/D转换电路、LED显示器、电流信号处理电路和开关电路，所述的电源电路的输入端与系统电源相连接并输出直流电压为LED显示器、电流信号处理电路和开关电路供电，所述的电流信号处理电路与外部电流信号相连接并经处理后连接到A/D转换电路 上，A/D转换电路对外部电流信号进行模数转化后输出到LED显示器上进行显示，所述的开关电路通过接线插座与执行机构相连接。

而且，所述的电源电路包括电源变压器、整流滤波稳压电路和分压电路，电源变压器的输入端与系统电源相连接，该电源变压器将系统电源转换成两路9VAC并经整流滤波稳压电路处理后输出±5V的直流电压给A/D转换电路、LED显示器以及电流信号处理电路提供工作电源，所述的分压电路对整流滤波稳压电路输出的+5V直流电压进行分压后给A/D转换电路提供参考电压。

而且，所述的A/D转换电路由A/D转换器ICL7107及其外围电路构成。

而且，所述的电流信号处理电路包括取样电阻、高精度模拟信号隔离放大器ISOEM-A4-P1-O4及分压器；所述的取样电阻与外部电流信号的输入端相连接，在取样电阻形成电压信号输入给高精度模拟信号隔离放大器ISOEM-A4-P1-O4，该高精度模拟信号隔离放大器ISOEM-A4-P1-O4输出的电压信号经分压器后连接到A/D转换电路的模拟信号输入端。

而且，所述的开关电路包括起动按钮、停止按钮和一个电源开关S，电源开关的四个常闭接点S11、S12、S13、S14与伺服放大器相连接，电源开关S的四个常开接点S21、S22、S23、S24与执行机构相连接。

而且，所述的电源电路、A/D转换电路、LED显示器、电流信号处理电路和开关电路安装在一个金属盒中并引出包括6根接线的驱动电路插头上插入到执行机构的接线插座中，所述6根接线的驱动电路插头与执行机构的接线插座的连接关系为：电源变压器的初级线圈一端与接线插座上的交流电源零线相连接，初级线圈的另一端经常开接点S21与接线插座上的交流电源火线相连接；起动按钮和停止按钮分别经常开接点S22和常开接点S23与接线插座上的开、关相连接；外部电压信号正极经常开接点S24与接线插座上的阀位反馈信号的正极相连接，外部电压信号的负极与接线插座上阀位反馈信号的负极相连接。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本驱动电路设计合理，电源模块能够将系统电源220VAC转换成两路9VAC，经整流、滤波、稳压处理后输出±5V的直流电压，给A/D转换器、显示器和放大器提供稳定的工作电源。A/D模块采用芯片ICL7107A/D，其具有3(1/2)位精度、自校零、自动极性、单参考电压和静态七段码输出功能，可直接驱动 LED显示器。同时，驱动电路外接器件少，使用十分方便，不仅具有强大的抗干扰能力，而且具有极高的性能/价格比，避免了资源的浪费，节约了成本。

2、本驱动电路可以直接将驱动电路插头插入执行机构的插座中，通过调节开关按钮就可方便准确地校正执行机构输出轴的零点和满度，大大节省了人力资源。当执行机构输出轴处于零位时，输入端电流为4mA，LED显示器显示004.0；当执行机构输出轴处于满度时，输入端电流为20mA，LED显示器显示020.0，有效地提高了控制信号的准确性。

3、本驱动电路可以通过控制电源开关的常开和常闭接点，实现驱动电路与风门挡板自动控制系统相互独立工作，有效地防止了锅炉起动时振动带来的干扰，使锅炉平稳地起动。在锅炉正常运行中，如果风门挡板自动控制系统出现故障，可以直接控制电源开关，使其常开接点闭合，驱动电路投入运行，能够及时地控制风门挡板，有效地避免了故障的扩大，减小了经济损失。

4、本实用新型设计合理，将其应用于锅炉风门挡板自动控制系统中，提高了锅炉风门挡板自动控制系统的抗干扰能力和控制的准确性，并且具有使用方便、性能稳定、动作可靠的特点。

附图说明

图1是本实用新型的电路图；

图2是应用于本实用新型的锅炉风门挡板自动控制系统工作原理框图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：

一种新型锅炉风门挡板调节驱动电路，如图1所示，包括电源电路1、A/D转换电路2、LED显示器3、电流信号处理电路4和开关电路5。所述的电源电路的输入端与系统电源(工频50Hz，幅值为220V的交流电)相连接并输出±5V的直流电压，电源电路输出的直流电压连接到显示器、电流信号处理电路和开关电路上为其供电，电流信号处理电路与外部电流信号相连接并经处理后连接到A/D转换电路上，A/D转换电路对外部电流信号进行模数转化后输出到显示器上进行显示，开关电路通过接线插座与执行机构相连接。

所述的电源电路包括电源变压器T、整流滤波稳压电路和分压电路，电源变 压器T的输入端与系统电源(220VAC)相连接，该电源变压器T将220VAC转换成两路9VAC，经整流滤波稳压电路处理后输出±5V的直流电压，该整流滤波稳压电路采用整流桥、滤波电容及稳压芯片连接构成，其输出的直流电压给A/D转换电路、显示器以及电流信号处理电路中的高精度模拟信号隔离放大器ISOEM-A4-P1-O4提供工作电源，分压电路由电阻R7完成，其对整流滤波稳压电路输出的+5VDC进行分压后给A/D转换电路提供参考电压。

A/D转换电路由A/D转换器ICL7107及其外围电路构成，A/D转换器ICL7107是一种双积分式A/D转换器，其采用间接式A/D转换技术，将模拟电压先转换成积分时间，然后用数字脉冲计时方法转换成计数脉冲数，最后将代表模拟输入电压大小的脉冲数转换成二进制或BCD码输出。该ICL7107A/D转换器具有3(1/2)位精度、自校零、自动极性、单参考电压和静态七段码输出功能，可直接驱动LED显示器。其外接器件少，使用十分方便，不仅具有强大的抗干扰能力，而且具有极高的性能/价格比。电阻R1、电容C1和电容C2组成自校零电路。ICL7107管脚38、39、40外接R2和C4组成时钟电路，为ICL7107提供外部时钟频率。它们都是ICL7107应用时固有的电路。

电流信号处理电路包括信号取样电阻R6、高精度模拟信号隔离放大器ISOEM-A4-P1-O4及分压器。电流信号经取样电阻R6后，通过稳压二极管D1输入给高精度模拟信号隔离放大器ISOEM-A4-P1-O4；该放大器具有模拟信号一进二出的功能，是一种磁电隔离的混合集成电路；该放大器在同一芯片上集成了一个多隔离的DC/DC变换电源和一组磁电耦合的模拟信号隔离放大器，它采用磁电偶合的低成本方案；该放大器的输入及输出侧宽爬电距离及内部隔离措施使该芯片可达到5000VDC绝缘电压；该放大器使用非常方便，免零点和增益调节，无需外接调节电位器等任何元件，即可实现工业现场信号的隔离转换功能。分压器由电阻R7构成，对信号电压进行分压，向ICL7107A/D转换器提供输入信号电压。外部电流信号从I+端输入，在R6上形成电压信号，经稳压二极管D1对其稳压后，施加到高精度模拟信号隔离放大器ISOEM-A4-P1-O4上。经高精度模拟信号隔离放大器ISOEM-A4-P1-O4滤波输出高精度的电压信号。此电压信号再经稳压二极管D2稳压及R7分压，施加到A/D转换器的模拟信号输入端 VIN+上，最后ICL7107A/D转换器对电压信号进行A/D转换，并通过LED显示器显示电流信号大小。

开关电路中包括起动按钮(ON)、停止按钮(OFF)和一个电源开关S，电源开关S的四个常闭接点S11、S12、S13、S14与伺服放大器相连接，电源开关S的四个常开接点S21、S22、S23、S24与执行机构相连接。起动按钮有效时，风门挡板向阀位增大的方向变化；若需减小风门挡板阀位，按下停止按钮即可。电源开关S的常开接点和常闭接点是为驱动电路的现场使用而设的。为了提高系统的抗干扰能力，本驱动电路安装在一个金属盒中，并引出6根线接在一个插头上，通过该插头插入执行机构的接线插座中，将本驱动电路与执行机构连接在一起。本驱动电路与执行机构的接线插座的连接关系为：变压器T的初级线圈一端接交流电源的零线，初级线圈的另一端经常开接点S21接交流电源的火线；ON按钮和OFF按钮分别经常开接点S22和S23与接线插座上的开、关相连接；外部电压信号正极通过常开接点S24与接线插座上的阀位反馈信号的正极相连接，外部电压信号的负极与接线插座上阀位反馈信号的负极相连接。通过调节ON按钮和OFF按钮就可以方便准确地校正执行机构输出轴的零点和满度，大大节省了人力资源。经测试可得：当执行机构输出轴处于零位时，I+端输入4mA电流信号，LED显示器显示004.0；当执行机构输出轴处于满度时，I+端输入20mA电流信号，LED显示器显示020.0。

将本驱动电路连接到锅炉风门挡板自动控制系统中，如图2所示，该系统包括依次连接的锅炉系统、单调回路调节器、模拟操作器、伺服电机、执行机构、风门挡板，驱动电路域执行机构相连接，图2给出了自动控制系统的信号关系：(1)为系统采样信号，(2)为系统控制信号，(3)为开关量信号，(4)为阀位反馈信号，(5)为开关量信号，(6)为人工设定信号，(7)为4～20mA控制信号，(8)为阀位反馈信号，(9)为手动操作信号，(10)为驱动信号，(11)为阀位反馈信号，(12)为驱动信号，(13)为阀位反馈。本控制系统在使用过程中，通过控制电源开关S的常开接点和常闭接点，使得驱动电路与风门挡板自动控制系统相互独立工作。当锅炉起动时，常闭接点S11、S12、S13、S14断开切断风门挡板自动控制系统，常开接点S21、S22、S23、S24闭合驱动电路投 入运行；操作ON和OFF按钮控制风门挡板阀位，阀位反馈信号将通过LED显示器显示出来，有效地防止了锅炉起动时振动带来的干扰，使锅炉平稳地起动。在锅炉正常运行中，如果风门挡板自动控制系统出现故障，可以直接控制电源开关S，使其常开接点闭合，驱动电路投入运行，及时地控制风门挡板，有效地避免了故障的扩大，减小了经济损失。

需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

Claims (6)

1.一种新型锅炉风门挡板调节驱动电路，其特征在于：包括电源电路、A/D转换电路、LED显示器、电流信号处理电路和开关电路，所述的电源电路的输入端与系统电源相连接并输出直流电压为LED显示器、电流信号处理电路和开关电路供电，所述的电流信号处理电路与外部电流信号相连接并经处理后连接到A/D转换电路上，A/D转换电路对外部电流信号进行模数转化后输出到LED显示器上进行显示，所述的开关电路通过接线插座与执行机构相连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型锅炉风门挡板调节驱动电路，其特征在于：所述的电源电路包括电源变压器、整流滤波稳压电路和分压电路，电源变压器的输入端与系统电源相连接，该电源变压器将系统电源转换成两路9VAC并经整流滤波稳压电路处理后输出±5V的直流电压给A/D转换电路、LED显示器以及电流信号处理电路提供工作电源，所述的分压电路对整流滤波稳压电路输出的+5V直流电压进行分压后给A/D转换电路提供参考电压。

3.根据权利要求1所述的一种新型锅炉风门挡板调节驱动电路，其特征在于：所述的A/D转换电路由A/D转换器ICL7107及其外围电路构成。

4.根据权利要求1所述的一种新型锅炉风门挡板调节驱动电路，其特征在于：所述的电流信号处理电路包括取样电阻、高精度模拟信号隔离放大器ISOEM-A4-P1-O4及分压器；所述的取样电阻与外部电流信号的输入端相连接，在取样电阻形成电压信号输入给高精度模拟信号隔离放大器ISOEM-A4-P1-O4，该高精度模拟信号隔离放大器ISOEM-A4-P1-O4输出的电压信号经分压器后连接到A/D转换电路的模拟信号输入端。

5.根据权利要求1所述的一种新型锅炉风门挡板调节驱动电路，其特征在于：所述的开关电路包括起动按钮、停止按钮和一个电源开关S，电源开关的四个常闭接点S11、S12、S13、S14与伺服放大器相连接，电源开关S的四个常开接点S21、S22、S23、S24与执行机构相连接。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种新型锅炉风门挡板调节驱动电路，其特征在于：所述的电源电路、A/D转换电路、LED显示器、电流信号处理电路和开关电路安装在一个金属盒中并引出包括6根接线的驱动电路插头上插入到执行机构的接线插座中，所述6根接线的驱动电路插头与执行机构的接线插座 的连接关系为：电源变压器的初级线圈一端与接线插座上的交流电源零线相连接，初级线圈的另一端经常开接点S21与接线插座上的交流电源火线相连接；起动按钮和停止按钮分别经常开接点S22和常开接点S23与接线插座上的开、关相连接；外部电压信号正极经常开接点S24与接线插座上的阀位反馈信号的正极相连接，外部电压信号的负极与接线插座上阀位反馈信号的负极相连接。