CN2077140U - 微机胀管控制仪 - Google Patents

Abstract

一种微型计算机胀管控制仪，属于自动控制装 置，本实用新型是由微型计算机、模数变换电路、逻辑 控制电路、电机控制电路、过载控制电路、胀管电动机 以及吸收电路和取样电路组成。能够准确的控制胀 管器的胀管扭矩力，根据被胀物材料的不同，设置的 扭矩力不同，不受电网电压波动的影响，使被胀管口 不欠胀，也不过胀，可应用于各种冷凝器、热交换器等 产品的胀管工艺。

Description

本实用新型属于自动控制装置，特别是一种微机应用于胀管控制。

目前，由苏州电动工具厂生产的″电动胀管机″是采用单一控制电流方式，而工作现场往往有很大的电网电压波动，因此，只控制电流的方法，不能准确的控制胀管器电机的胀力，使胀管不是出现过胀，就是出现欠胀，工作效率较低。另外，国内尚未发现有其他单板机应用形式的胀管控制仪，国外也未见报道。国内还有很多厂家在胀管时是采用手工，只是凭经验胀管，工人凭耳听电机受力时发出″吱吱″噪声或手感等感官，判别是否胀好，结果往往不准确。无法保证质量，工作效率和效果更差。

本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供的一种用微型计算机运算电压、电流乘积来控制胀管器电动机的扭矩的胀管控制仪。

实现本实用新型目的的解决方案是由微型计算机（单板计算机）、模数变换电路、逻辑控制电路、电机控制电路、过载控制电路、胀管电动机以及吸收电路和取样电路组成。

实现本实用新型目的的解决方案是取样电路分为两种形式，一种是电压变压器取样，另一种是电流电压变换器取样。

实现本实用新型目的的解决方案是吸收电路是一个电容器串联接一个电阻。

实现本实用新型目的的解决方案是吸收电路是与电机控制电路里的交流接触器并联；还有是与胀管电动机动力线并联。

实现本实用新型目的的解决方案是取样电路是将电压变压器和电流电压变换器取样的参数分别转换成0－5V的直流电压。

本实用新型的优点是加工尺寸很容易保证，胀变尺寸一致性好，即使是现场电网电压波动40％时，仍保证功率和扭矩力恒定。抗干扰能力强，同时，也能适应不同材料，不同管径，不同壁厚等情况的胀管，实现了胀管生产的半自动化，大幅度提高了胀管的合格率，也大大提高了工效。

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明：

图1是本实用新型的原理方框图；

图2是本实用新型的电路原理图；

图3是本实用新型的取样电路图；

其中：1为逻辑控制电路，2为电机控制电路，3为过载控制电路，4为吸收电路，6为电流取样电路，8为电压取样电路，7为模数变换电路，A₁、A₂、A₃是交流接触器，B₁是交流电压取样变压器，B₂是交流电流取样变压器，C、C₇、C₈、C₉、C₁₀是电容，R、R₁、R2、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈是电阻，J₁、J₂是继电器，BG₁、BG₂、BG₃、BG₄是三极管，K₁是手动和自动档转换开关，A₁′、A₁″是接触器A₁的触点开关，A₂′、A₂″是接触器A₂的触点开关，A₃′、A₃″是接触器A₃的触点开关，W₁、W₂是电位器，D₂、D₃、D₄、D₅、D₆、D₇、D₈、D₉、D₁₀、D₁₁、D₁₂是二极管，J₁′、J₂′分别是继电器J₁、J₂的触点开关，D是电动机；74LS08是四与门，74LS04是六反相器，LM324是运算放大器，74LS02是四或非门，74LS74是双D锁存器它们均是标准集成块，ADC0809是A／D转换器集成块，0表示动力线的0线，a.b.c分别表示三相动力线的每一相，TB₁是手动常闭开关，TB₂、TB₃、TB₄是手动常开开关，Z80是单板计算机。

取样电路有两部分组成，一部分是电压取样电路，另一部分是电流取样电路。电压取样电路是这样的，变压器B₁的初级线圈与三相动力线的a相，c相相联，变压器B₁的次级线圈通过二极管D₂－D₅的桥式整流器，再通过电解电容C₉、电阻R₂、电解电容C₁₀以及电位器W₁，输出0－5V的直流电压，从电位器W₁的滑动头接到模数变换电路，具体接到集成块LM324的第10脚上，电流取样电路是变压器B₂的初级线圈串联接在三相动力线的b相上，变压器B₂的次级线圈通过二极管D₆－D₁₀的桥式整流，再通过电解电容器C₇、电阻R₇、电解电容器C₈以及电位器W₂，同样输出直流电压0－5V，再通过电位器W₂的滑动头，接到模数变换电路上，具体的接到集成块LM324的第12脚上。

吸收电路是一个R、C串联电路，R的取值是510欧／2W，C的取值是0.47uf／400v，这样得到的抗干扰效果是良好的。三个吸收电路是分别并联在交流接触器A₁、A₂、A₃上，另外三个吸收电路是分别并联在三相动力线a.b.c相上。

当将K₁拨到自动挡，即将K₁拨到2，计算机接通过程，将TB₂压下，检测电机空载（未胀管）自耗功率，继电器J₁接通，J₁吸合使接触器A₂线包产生吸力，A₂吸合，A₂断开自锁，电动机D出于正转状态。2秒钟延时，使计算机避开启动电流，2秒钟后计算机由软件控制，先取电网电压380伏经取样电路整流成稳定直流，送至模数转换集成块ADC0809，ADC0809立即将此直流电压转换成″0、1″代码的二进制信息量存储于寄存器和存储器中备用，随后计算机发出指令采集电流取样电路由交流电流整流出的直流电压，该直流电压被送至集成块运算放大器LM324的第12脚，起跟随器作用，隔离外界负电压，再送到模数转换器ADC0809第3脚，把由电流整流而得模拟电压转换成″0、1″代码二进制信息量一称I₁，完成采集数据功能后，软件安排进入计算程序。

公式：P₁＝

V₁I₁cosφ

P₁为电机空载时的自耗工率

V₁为电机空载电压

cosφ为功率因数：因短时间内cosφ变化不大，故取值0.85

完成电机空载自耗功率检测后，胀管仪进入胀管控制阶段（仍然处正转状态），随胀管器与被胀管的胀管度增加，电机电流不断增加，计算机取的较大的电流I₂数字量和有可能变化的电压数字量V₂，经计算机高速运算

P₂＝

V₂I₂cosφ

P₂为电机空载自耗和胀管消耗功率之和。

随后计算机完成：

△P＝P₂－P₁

△P为实际消耗在胀管时使胀管扩张的必须的变形功率。

当△P≥人工键盘预置数（人工键盘预置数是由实测得来的）时，计算机PB₀、PB₁输出控制信号″第3脚″：

PB1	PB0	△P和人工预置数	电机转向
				010	110	相等二者不进行比转△P＜人工预置	停转反转正转

交流电机电压经电压取样变压器后变成一定值的直流电压，交流电机电流经电流电压变换器后成为某一直流电压。为了消除取样负压和电路间的影响用运放块LM324进行隔离。然后送到A／D转换器ADC0809的模拟取样输入端。单板机时钟φ经D触发器74LS74四分频后送给ADC0809作为工作时钟，单板机的 PS6、 10W两信号经逻辑组合后接到ADC0809的ALE端，作为选择信号，也就是口地址，只有选好此口地址，ADC0809才能工作。单板机的定时、计数器CTO的ZCO信号接到ADC0809的START端作为A／D转换启动信号，在此信号的上跳沿作用下，ADC0809开始时模拟输入电压进行转换后，OE端为低电平，单板机接受到此电平信号后就知道已转换完毕，然后通过PA₀－PA₇读取转换数字值。至于是对电压取样值进行转换还是对电流取样值进行转换是由PB₂、PB₃来选择，当PB₂＝0，PB₃＝1时对电流转换，PB₂＝1，PB₃＝0时，对电压转换。单板机对取样到的电机电压、电流值进行处理，转换及计算，比较这部分工作是由软件来完成的，当电机净增功率没有达到净控制值时，继续正转和继续取样，当达到或超过净控制功率时，输出PB₁＝0，PB₀＝1使电机停转。过2秒钟后，使PB₁＝1， PB₀＝1使电机反转，反转时间是软件控制，当反转时间到时，使PB₁＝0，PB₀＝1，使电机停转2秒，然后再使PB₁＝0，PB₀＝0使电机正转继续工作，完成下一个胀管过程。

当K₁拨到1位置，就是手动控制，这时，计算机和胀管器分离，一但有特殊情况，可以通过手动控制，随机控制电机的正反转，这样就随机的控制胀管仪的进胀和退胀过程。

Claims (6)

1、一种微型计算机胀管控制仪，其特征是由微型计算机(单板计算机)、模数变换电路、逻辑控制电路、电机控制电路、过载控制电路、胀管电动机以及吸收电路和取样电路组成。

2、根据权利要求1所述的胀管控制仪，其特征是取样电路分为两种形式，一种是电压变压器取样，另一种是电流电压变换器取样。

3、根据权利要求1、2所述的胀管控制仪，其特征是吸收电路是一个电容器串联一个电阻。

4、根据权利要求3所述的胀管控制仪，其特征是所说的吸收电路是与电机控制电路里的交流接触器并联；还有是与胀管电动机动力线并联。

5、根据权利要求1、2所述的胀管控制仪，其特征是所说的取样电路是将电压变压器和电流电压变换器取样的参数分别转换成0－5V的直流电压。

6、根据权利要求3所述的胀管控制仪，其特征是所说的吸收回路的电阻值是510欧，2W，电容是0.47uF／400V。

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