专利名称：压球机专用控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及使原料团球化压球机，特别涉及提高压球机成球率的自动控制装
置。
背景技术：
金属镁厂将煅白、硅铁粉和萤石粉等生产原料计量、配料、粉磨、压制成球团后，送 入还原炉进行还原反应，生成金属镁。压制球团一般采用辊式压球机，来自原料仓的粉料， 经振动给料机送入预压螺旋给料机，再由预压螺旋给料机将粉料送入辊式压球机压制成球 团，制成的球团进入还原炉反应，未制成的球团形成返料，重新返回原料仓，再次进行球团 压制。而球团压制过程中，若成球率较低，则会影响后续工序的供料，同时未制成的球团反 复压制，还会增加电能消耗。提高成球率的关键因素是保证螺旋给料机供给压球机的料量 在一定的水平，料量过大容易造成压球机电流过大而停机，料量过小成球率降低且球团紧 密度降低。目前，现场一般根据压球机电机电流的大小，通过手动调节电位器来调整螺旋给 料机转速，进而控制给料量。由于手工调节的精度和速度难以保证，造成成球率不高，电流 过大而停机，同时由于频繁调整，工人的劳动强度较大
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题就是针对以上不足而提供一种压球机专用控制 器，该控制器能够根据压球机电流大小，自动控制控制螺旋给料机给料量，在提高成球率的 同时，保证压球机不因过电流而停机。该控制器操作方便，能极大地提高成球率，节约时间 和人力成本。本实用新型所采取的技术方案是一种压球机专用控制器，由通过485总线连接的主控制器、操作面板组成；主控制 器包括第一微处理器和与第一微处理器连接的4-20mA电流信号输入电路、4-20mA电流信 号输出电路、开关量输出电路、第一 485通信电路及向电路供电的第一电源电路，4-20mA电 流信号输入电路与压球机电机主回路中的电流互感器、螺旋给料机连接，4_20mA信号输出 电路与螺旋给料机的电磁调速电机控制器连接，开关量输出电路与振动给料机连接；操作 面板包括第二微处理器和与第二微处理器连接的存储器电路、实时时钟电路、按键接口电 路、第二 485通信电路及向电路供电的第二电源电路。主控制器通过采集、计算压球机电机 的主回路电流，将电流和设定值作比较，通过PID算法计算控制量，根据控制量控制预压螺 旋给料机的转速，进而控制压球机进料量，达到提高成球率的目的；同时，监视预压螺旋给 料机的电流，通过控制振动给料机的启停，控制螺旋给料机的进料量，防止螺旋给料机电流 过大。而通过操作面板，可以查看实时显示的数据，同时操作面板还接受操作人员的按键输 入，将输入的参数保存在存储器电路中，并将参数发送给主控制器。第二处理器连接有第二指示灯电路，压球机电流和螺旋给料机电流过大时，报警 显不。[0007]第二处理器还连接有液晶显示电路，显示主控制器采集的实时数据。第一微处理器、第二微处理器均采用STC12C5A60PWM。4-20mA电流信号输入电路包括有A/D变换器，A/D变换器采用带SPI接口的12位A/D 变换器 MCP3204。第一 485通信电路、第二 485通信电路均包括有MAX1487接口芯片。按键接口电路包括有手动切换按键，实现手动运行方式的切换。存储器电路中包括有具有I2C接口的EEPROM存储器24C01芯片。液晶显示电路的液晶显示采用192X64液晶屏。本实用新型能够达到的有益效果是1、本实用新型对压球设备实现智能控制，能够自动调节螺旋给料机转速，控制压 球机给料量，提高成球率，降低人工成本，提高劳动效率。2、本实用新型能够监视螺旋给料机电流，控制振动给料机给料量，从而保证螺旋 给料不会因为电流过大而停机。3、本实用新型在压球机电流和螺旋给料机电流过大时，具有报警功能。4、本实用新型在操作面板上具有手自动切换按键，实现手自动运行方式的切换。5、本实用新型采用192X64液晶屏，液晶屏具有背光，能够在现场光线不足时，清 晰显示。6、本实用新型采用主控制器和操作面板分离式结构，两者采用485总线通信，通 信采用光电隔离，防止现场信号干扰。7、本实用新型体积小巧，方便现场安装。
图1为本实用新型电路组成图。图2为本实用新型主控制器电路原理图。图3为本实用新型操作面板电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的描述如图1、图2、图3所示该压球机专用控制器，主控制器中，第一微处理器3包括微 处理器芯片U105、晶振XlOO和复位电路芯片U106，芯片U105为STC12C5A60PWM，复位电路 U106采用IMP813L复位芯片，第一微处理器3完成电流信号采样、处理、ID算法计算，并通 过接口控制其它外围电路；4-20mA电流信号输入电路4有三路，插接件JlOO的8脚为第1 路，该脚输入压球机1电流，由采样电阻R100、电阻RlOl和电容ClOO构成的滤波电路和A/D 变换器芯片UlOO组成，UlOO采用具有SPI接口的MCP3204芯片，该芯片的数据接口 9脚、10 脚、11脚接第一微处理器3芯片U106的Pl. 6、Pl. 5、Pl. 7，芯片U105通过这三个管脚读取 A/D转换后的数据，第一微处理器3芯片U105的Pl. 4脚接芯片UlOO的片选端8脚。插接件 JlOO的6脚为第2路，第2路4-20mA电流信号为螺旋给料机2电机电流，插接件JlOO的4 脚为第3路，第3路4-20mA电流信号为螺旋给料机2电磁调速电机控制器反馈的4_20mA转 速信号，第2路、第3路结构同第1路；4-20mA电流信号输出电路5将第一微处理器3芯片U105的PL 3引脚产生的PWM波变换成4-20mA电流信号输出，控制电磁调速电机控制器，该 电路由光电转换器G103、三极管BG101、芯片U107、芯片U108、三极管BG103、三极管BG104 组成，其中芯片U107为TL062运算放大器，芯片U108为TL061运算放大器；开关量输出电 路6有两路，由第一微处理器3芯片U105的P2. 6、P2. 7控制，分别输出继电器触点信号，控 制振动给料机10的启停，第1路由电阻R100、驱动放大管BG100、二极管D108、继电器KlOO 组成，第2路结构同第1路；第一 485通信电路7由芯片U104、芯片G100、芯片G101、芯片 G102组成，其中芯片G100、芯片G102为6附37光电隔离芯片，芯片GlOl为P521光电隔离 芯片，485接口芯片U104为MAX1487，芯片U104的7脚、8脚接485通信总线，数据输入端4 脚经光电隔离芯片GlOO接第一微处理器3芯片U105的串行数据发送脚TXD，数据输出端1 脚经光电隔离芯片G102接第一微处理器3芯片U105的串行数据接受脚RXD，芯片U104的 发送接受使能控制脚2脚和3脚经光电隔离芯片GlOl接 第一微处理器3芯片U106的12 脚，实现带光电隔离的通信接口 ；第一电源电路8由变压器T100、芯片U102、芯片U103、芯 片UlOl组成，提供两路隔离电源，其中UlOl为ICL7660负电压产生芯片，为电路中的运算 放大器提供负电源；第一指示灯电路9有两路，分别为LED100、LED101，分别指示主控制器 的运行状态和通信状态，受第一微处理器1芯片U105的P0. 0脚和P0. 1脚控制。而操作面板中，第二微处理器18包括微处理器芯片U4、晶振Xl和复位电路芯片 U7,芯片U4为STC12C5A60PWM，复位电路芯片U7采用IMP813L，第二微处理器18通过接口控 制其它外围电路，完成键盘输入、液晶显示、485通信等功能；存储器电路11包括EEPROM存 储器芯片U6和R17、R18上拉电阻，该电路实现数据存储功能，EEPROM存储器芯片U6采用 AT24C01芯片，该芯片具有I2C接口，第二微处理器18芯片U4的P2. 1和P2. 0接芯片U6的 5脚、6脚，实现数据读写；实时时钟电路12为整个仪器提供实时时钟，包括芯片TO、晶振X2 和电池BT1，芯片U5为ISL1208，该芯片也具有I2C接口，第二微处理器18芯片U4的P2. 1 和P2. 0接芯片U5的5脚、6脚，实现时钟读写，芯片U5和芯片U6共用I2C总线，BTl为时 钟电路提供后备电源，保持时钟不间断运行；按键接口电路13完成用户输入功能，共6路， 包括Rl、R2、R3、R4、R5、R6上拉电阻，按键功能分别是手自动切换、功能菜单、+、_、确认、 取消；液晶显示电路14实现数据显示，包括液晶显示模块DS1、灰度控制电位器RT1，DS1的 数据总线7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚接第二微处理器18的Ρ0·0、Ρ0· 1、 Ρ0. 2、Ρ0. 3、Ρ0. 4、Ρ0. 5、Ρ0. 6、Ρ0. 7，其它控制线接线如下4脚接Ρ2. 7，5脚接Ρ2. 6，6脚接 Ρ2. 5，15 脚接 Ρ2. 4，16 脚接 Ρ2. 3，17 脚接 Ρ2. 2，18 脚接 RD 脚；第二 485通信电路15由芯片U3、芯片G1、芯片G2、芯片G3组成，其中Gl、G3为 6附37光电隔离芯片，G2为Ρ521光电隔离芯片，485接口芯片U3为ΜΑΧ1487，芯片U3的7 脚、8脚接485通信总线，数据输入端4脚经光电隔离芯片Gl接第二微处理器18芯片U4的 串行数据发送脚TXD，数据输出端1脚经光电隔离芯片G3接第二微处理器18芯片U4的串 行数据接受脚RXD，芯片U3的发送接受使能控制脚2脚和3脚经光电隔离芯片G2接第二微 处理器18芯片U4的12脚，实现带光电隔离的通信接口 ；第二电源电路16由稳压芯片U2、 U3组成，提供两路隔离电源；第二指示灯电路17有四个，分别为LED1、LED2、LED3、LED4，分 别为电源指示灯、报警指示灯、通信状态指示灯、手自动指示灯，受第二微处理器18芯片U4 的13脚、14脚、15脚、16脚控制。工作流程如下 主控制器通过采集、计算压球机4的主回路电流，将电流和设定值作比较，通过PID算法计算控制量，根据控制量控制预压螺旋给料机2的转速，进而控制压 球机1进料量，达到提高成球率的目的；同时，监视预压螺旋给料机2的电流，通过控制振动 给料机10的启停，控制螺旋给料机2的进料量，防止螺旋给料机2电流过大；通过操作面 板，可以查看在液晶屏上显示的实时数据，同时操作面板还接受操作人员的按键输入，将输 入的参数保存在存储器 中，并将参数发送给主控制器；而主控制器1和操作面板2之间采用 485总线通信。
权利要求一种压球机专用控制器，由通过485总线连接的主控制器、操作面板组成；其特征在于主控制器包括第一微处理器和与第一微处理器连接的4-20mA电流信号输入电路、4-20mA电流信号输出电路、开关量输出电路、第一485通信电路及向电路供电的第一电源电路，4-20mA电流信号输入电路与压球机、螺旋给料机连接，4-20mA信号输出电路也与螺旋给料机连接，开关量输出电路与振动给料机连接；操作面板包括第二微处理器和与第二微处理器连接的存储器电路、实时时钟电路、按键接口电路、第二485通信电路及向电路供电的第二电源电路。
2.如权利要求1所述的压球机专用控制器，其特征在于第二微处理器连接有第二指 示灯电路，压球机电流和螺旋给料机电流过大时，报警显示。
3.如权利要求1所述的压球机专用控制器，其特征在于第二微处理器还连接有液晶 显示电路，显示主控制器采集的实时数据。
4.如权利要求1或2或3所述的压球机专用控制器，其特征在于第一微处理器、第二 微处理器均采用STC12C5A60PWM。
5.如权利要求1所述的压球机专用控制器，其特征在于4-20mA电流信号输入电路包 括有A/D变换器，A/D变换器采用带SPI接口的12位A/D变换器MCP3204。
6.如权利要求1所述的压球机专用控制器，其特征在于第一485通信电路、第二 485 通信电路均包括有MAX1487接口芯片。
7.如权利要求1所述的压球机专用控制器，其特征在于按键接口电路包括有手动切 换按键，实现手动运行方式的切换。
8.如权利要求1所述的压球机专用控制器，其特征在于存储器电路中包括有具有I2C 接口的EEPROM存储器24C01芯片。
9.如权利要求3所述的压球机专用控制器，其特征在于液晶显示电路的液晶显示采 用192X64液晶屏。
专利摘要本实用新型公开一种压球机专用控制器，由通过485总线连接的主控制器、操作面板组成；主控制器包括第一微处理器和与其连接的4-20mA电流信号输入电路、4-20mA电流信号输出电路、开关量输出电路、第一485通信电路及向电路供电的第一电源电路，4-20mA电流信号输入电路与压球机、螺旋给料机连接，4-20mA信号输出电路也与螺旋给料机连接，开关量输出电路与振动给料机连接；操作面板包括第二微处理器和与其连接的存储器电路、实时时钟电路、按键接口电路、第二485通信电路及向电路供电的第二电源电路。本实用新型提高成球率的同时，保证压球机不因过电流而停机，能极大地提高成球率，节约时间和人力成本。
文档编号C22B1/24GK201567358SQ200920224150
公开日2010年9月1日 申请日期2009年9月30日 优先权日2009年9月30日
发明者徐思, 李应武, 王志才, 王旭东, 袁志强, 闫利峰 申请人:郑州经纬科技实业有限公司