专利名称：一种plc控制的屏显式智能恒电位仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及金属构筑物腐蚀与防护的一种智能恒电位仪，是指对土壤、海水、淡水、化工介质中的管道、电缆、钢铁码头、闸门、舰船、贮糟、贮罐、冷却器等金属构筑物或设备实施外加电流阴极保护的一种PLC (可编程控制器)控制的屏显式智能恒电位仪。
背景技术：
目前，市场上的各种恒电位仪均是一个负反馈放大一-输出系统，与被保护物(如埋地管道)构成闭环调节，通过参比电极测量通电点电位，作为取样信号与控制信号进行比较，实现控制并调节极化电流输出，使通电点电位得以保持在设定的控制电位上。但是，都采用单片机做主控制单元，利用电压、电流表显示实际的电位电压、输出电压和输出电流，这样的控制架构抗干扰能力很差，容易受外界电、磁干扰，从而产生控制紊乱或控制失效；展示的控制数据和测量数据信息量少，不利于工作人员观察以及正确判断对被防护对象采 取新的防护措施；控制柜内安装底板普遍采用垂直背对背式安装，两个安装底板间各器件的电磁干扰互相重叠，加剧了干扰的强度；控制柜内不具备排流功能。
实用新型内容为了增强恒电位仪的抗干扰性以及可以展示大量的控制和测量数据，本实用新型描述的一种PLC控制的屏显式恒电位仪可以很好的解决这个问题，不但可以提高控制精度，还能大大减少后期维护量。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种PLC控制的屏显式智能恒电位仪，包括作为主控单元的可编程控制器PLC，及分别与可编程控制器PLC相连的供电电源、系统恒温度控制单元、高频脉宽调制单元、采样隔离调理电路、排流装置模块、人机界面和操作面板；所述高频脉宽调制单元的输入端还与系统依次相连的输入电源、隔离变压器和断路器连接，其输出端与系统输出单元连接；所述采样隔离调理电路还分别连接智能控制显示模块和供电电源；所述智能控制显示模块还分别连接输入电源和输出单元；所述排流装置模块一端与可编程控制器PLC相连，另一端与系统输出单元连接。进一步的，所述供电电源与系统输入电源连接后，并分别连接到所述可编程控制器PLC、人机界面和采样隔离调理电路。进一步的，所述输入电源与输出单元之间连接有避雷器，输入电源端提供有L端子、N端子和PE端子，输出单元提供有Pl正、Pl负端子；避雷器提供有F3、F4、F5和F6接线端子。进一步的，所述人机界面为文本显示屏或触摸显示屏，与可编程控制器PLC采取RS-232或RS-485双向连接。进一步的，所述采样隔离调理电路与可编程控制器PLC为双向连接，所述采样隔离调理电路提供有CBl正、CBl负端子。本实用新型的有益效果是恒电位仪具有很强的抗干扰能力，能够在非常恶劣的环境下长期连续可靠地工作；平均无故障时间增加，故障的修复时间缩短；减少了接线，从而降低了接触不良而造成的故障；文本屏或触摸屏的配置，使得控制数据更容易的输入，并使控制过程的数据展现在文本屏或触摸屏上，很方便用户查阅。
以下结合附图
和实施例对本实用新型进一步说明。图I是本实用新型的电路原理图。图2. I是本实用新型的控制柜前面板示意图。图2. 2是本实用新型的操作面板示意图。图3是本实用新型的机柜内结构示意图。在图I中，各个模块的名称已在图中标明。在图2. I、图2. 2中，(I)报警指示灯，(2)文本屏(或触摸屏)，(3)电压表，(4)单刀两位旋钮开关，(5)有r20mA转换模块的电压表，(6)有r20mA转换模块的电流表，(7)电位器，(8)红色按钮，(9)门锁，(10)总电源开关。在图3中，I为器件安装板1，II为器件安装板2，III为导向安装条。
具体实施方式
本实用新型的实施方式及组成原理如图I所示。该PLC控制的屏显式智能恒电位仪，包括作为主控单元的可编程控制器PLC，及分别与可编程控制器PLC相连的供电电源、系统恒温度控制单元、高频脉宽调制单元、采样隔离调理电路、排流装置模块、人机界面和操作面板；其中，高频脉宽调制单元输入端还与系统依次相连的输入电源、隔离变压器和断路器连接，高频脉宽调制单元输出端与系统输出单元连接；采样隔离调理电路还分别连接智能控制显示模块和供电电源；智能控制显示模块还分别连接输入电源和输出单元；排流装置模块一端与可编程控制器PLC相连，另一端与系统输出单元连接。其中，供电电源与系统输入电源连接后，并分别连接到所述可编程控制器PLC、人机界面和采样隔离调理电路。输入电源与输出单元之间连接有避雷器，输入电源端提供有L端子、N端子和PE端子，输出单元提供有Pl正、Pl负端子；避雷器提供有F3、F4、F5和F6接线端子。人机界面为触摸显示屏或文本显示屏，与可编程控制器PLC采取RS-232或RS-485双向连接。采样隔离调理电路与PLC为双向连接，所述采样隔离调理电路提供有CBl正、CBl负端子。该智能恒电位采用0MR0NPLC (可编程控制器)作为主控制单元，配置文本屏或触摸屏作为控制参数的选择和输入以及特性数据的输出显示。用文本屏或触摸屏做显示部件，用户进行的控制参数的输入或选择和过程控制的数据均由文本屏或触摸屏来显示。采用PLC作为主控制单元，所有接入PLC的输入输出信号在PLC内部均进行了光电隔离，使外部电路与PLC内部电路之间实现了电气上的光电隔离，并且CPU模块还采用了抗电磁干扰的屏蔽措施，以保证PLC不受外界噪声、电磁辐射的干扰；利用PLC的抗干扰性强的优势来提高恒电位仪的抗干扰能力。PLC的结构紧奏，体积小，重量轻，工作可靠性高，并且改善了过去使用大量继电器而过多接线的现象，同时故障率大大减少，即使出现了故障，从PLC的输入输出端子上的各个指示灯也很容易找出故障，缩短了排除故障的时间，大大提高了恒电位仪的质量和效率。将各个输入信号接入PLC的输入端子，由PLC的控制软件进行计算、查询，并输出各控制信号，由输出端子引出信号进行有效控制；选用PLC的16位A/D、D/A，使得控制直流电源的分辨率大幅度提高；用户可以通过文本屏或触摸屏输入要控制的数据，并通过RS-232或RS-485传输到PLC，经过PLC运算、处理后，将有效数据再传输到文本屏或触摸屏显示出来，同时文本屏或触摸屏还显示一些控制过程中的故障代码，并对故障代码进行了说明和排除办法。控制柜内部的安装板采用平放布局，使得各器件间的电磁干扰在控制柜内部有限空间内互不干扰，减少了各电器件间干扰重叠现象。本系统内部还提供了辅助排流装置，以适应恒电位仪比较恶劣的工作环境。如图2. I所示，为本实用新型的控制柜前面板示意图。如图2. 2所示，为本实用新型的操作面板示意图。图2. 1,2. 2中，(I)为报警指示灯，(2)为文本屏(或触摸屏)，(3)为电压表，(4)为单刀两位旋钮开关，(5)为有r20mA转换模块的电压表，(6)为有r20mA转换模块的电流表，(7)为电位器，(8)为红色按钮，(9)为门锁，(10)为总电源开关。如图3所示，为本实用新型的机柜内结构示意图。在图3中，I为器件安装板1，II为器件安装板2，III为导向安装条。本恒电位仪采用以PLC为主控核心单元，文本屏或触摸屏为人机接口，以高精度的脉宽调制电路为执行单元，整个系统结构紧凑、体积小、重量轻、接线少、故障率小、抗干扰能力强；同时安全可靠性大大提高，方便维护，与以往恒电位仪的实现方法有很大的改进，在提高生产效率，改善产品的稳定性、一致性，便于维护升级方面具有更新的优点。恒电位仪是以被保护物(如埋地管道)采集的反馈信号(电位、电流)，PWM (脉冲宽度调制)的输出信号和给定值构成的一个负反馈闭环调节系统。为实现本恒电位仪的功能，本电路中采用不同的技术方法I)对输入电源的处理r220V)，采用大功率隔离、滤波处理，使系统有稳定的供电。主回路中采用SSR (固态继电器)控制，提高系统分级的安全。2)系统采用高性能的PLC为控制核心，较以往的以单片机为核心及分立元件组成的系统，其抗干扰性、安全性、可靠性、可维护性及产品的一致性都得到不同程度的提升，保证产品更加稳定，便于升级更新。3)人机接口采用文本屏或触摸屏，更便于操作人员准确了解当前的各种工作状态，界面友好直观。4)系统的输出单元采用高精度脉宽调制电源，调节精度高、线性度好、性能稳定，与PLC的D/A构成无级调制。5)恒电位仪工作环境较为恶劣，被保护物埋入大地中有较强的电子外干扰、杂散电流等自然条件，造成被保护物的腐蚀，为此本系统加配辅助排流装置模块，以使系统正常运行。[0042]6)在节能和使用寿命方面考虑，系统冷却采用风冷，利用恒温定时控制电路。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明 ，不能认定本实用新型的具体实施方式
仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书所确定的专利保护范围。
权利要求1.ー种PLC控制的屏显式智能恒电位仪，其特征在于包括作为主控単元的可编程控制器PLC，及分别与可编程控制器PLC相连的供电电源、系统恒温度控制单元、高频脉宽调制単元、采样隔离调理电路、排流装置模块、人机界面和操作面板； 所述高频脉宽调制单元输入端还与系统依次相连的输入电源、隔离变压器和断路器连接，其输出端与系统输出单元连接； 所述采样隔离调理电路还分别连接智能控制显示模块和供电电源； 所述智能控制显示模块还分别连接输入电源和输出单元； 所述排流装置模块一端与可编程控制器PLC相连，另一端与系统输出单元连接。
2.根据权利要求I所述的ー种PLC控制的屏显式智能恒电位仪，其特征在于所述供电电源与系统输入电源连接后，井分别连接到所述可编程控制器PLC、人机界面和采样隔离调理电路。
3.根据权利要求I所述的ー种PLC控制的屏显式智能恒电位仪，其特征在于所述输入电源与输出单元之间连接有避雷器，输入电源端提供有L端子、N端子和PE端子，输出单元提供有Pl正、Pl负端子；避雷器提供有F3、F4、F5和F6接线端子。
4.根据权利要求I所述的ー种PLC控制的屏显式智能恒电位仪，其特征在于所述人机界面为文本显示屏或触摸显示屏，与可编程控制器PLC采取RS-232或RS-485双向连接。
5.根据权利要求I所述的ー种PLC控制的屏显式智能恒电位仪，其特征在于所述采样隔离调理电路与可编程控制器PLC为双向连接，所述采样隔离调理电路提供有CBl正、CBl负端子。
专利摘要本实用新型公开了一种PLC控制的屏显式智能恒电位仪，包括分别与PLC(可编程控制器)相连的供电电源、系统恒温度控制单元、高频脉宽调制单元、采样隔离调理电路、排流装置模块、人机界面和操作面板；高频脉宽调制单元的输入端与依次相连的输入电源、隔离变压器和断路器连接，其输出端与输出单元连接；采样隔离调理电路分别连接智能控制显示模块和供电电源；智能控制显示模块分别连接输入电源和输出单元；排流装置模块分别与PLC和输出单元连接。该恒电位仪可用于对土壤、海水、淡水、化工介质中的管道、电缆、钢铁码头、闸门、舰船、贮糟、贮罐、冷却器等金属构筑物或设备实施外加电流阴极保护，提高抗干扰性和可靠性，并使过程控制的数据显示更丰富。
文档编号G05B19/05GK202615181SQ20122022330
公开日2012年12月19日 申请日期2012年5月17日 优先权日2012年5月17日
发明者邵兰杰, 强西民 申请人:西安亿力科贸有限公司