专利名称：石蜡成型机监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种石蜡型机监测仪，它适用于国产或进口石蜡成型机运行状态的长期测控和初始调试，是石化制蜡行业一种重要的监测系统。
由于石蜡成型机属七层链条式结构。结构复杂，调试困难，无论国产或进口机都经常发生卡盘(盛蜡)事故，一旦卡盘，托动电机应立即停转。以往曾试用过限位开关等多种测系统，但都因种种蔽端而被淘汰，致使卡盘发生后，电机仍在转动，将链条和蜡盘损坏，除了更换链条和蜡盘费用昂贵外，仅停产一天所造成的损失就达几十万，所以本技术针对此问题进行了开发和研制。
本实用新型的目的是为解决上述问题而提供一种可进行长期监控、实现可控制卡盘拉力变大、反应灵敏、稳定可靠的石腊成型机监测仪。
为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案，是通过以下措施来实现的具有在成型机七层左右14个拉杆上装有对应的双悬臂梁应变力传感器，分别通过输出信号V1+接入1IC2正输入端，输出端通过1R6、1R8、1W2，使1W2两端分别通过1R9接+5v和1R10接-5v。传感器信号VI-接入1IC1正输入端，负输入端通过1W1与1IC2负输入端连接，使1IC1输出端通过1R5和1R6分别接1IC3正负输入端，输出端通过1R11、1R12和IC5分别接入1IC4-1正负输入端，输出端连接1IC4-2正输入端，输出端通过ID1与负输入端相连接并通过1R14接地，同时通过1R13输出Vo信号组成左右7个通道放大滤波电路和由基准电压Vref通过1R16与1R17相连接，并使两连接端分别接入1IC5-1负输入端和1IC5-3负输入端，1R17、1R18两连接端分别通过1R21、1R25接入1IC5-2和1IC5-4正输入端。由a′点与通过放大滤波电路的电路a点连接并接于1IC5-2负输入端及通过1R19接1IC5-1正输入端，b′点与b点连接并接于1IC5-4负输入端及通过1R23接1IC5-3正输入端，使1IC5-1-1IC5-4的输出端分别与1IC6-1的1-4输入端连接，输出端通过1R27与ID4并联，接于1IC7-1的正输入端，负输入端与1R28、1R29连接，通过1R29接+5v，由1IC7-1的输出端为Ve信号组成的左右7个通道线路故障检出电路，将14路信号分别送入由输入接口、A/D转换电路、8031主机系统及存储器电路、年历电路、2×4键盘电路及预警指示电路、7位LED数码显示电路、报警及闭环控制电路。
本实用新型具有以下特点1、采用双悬臂梁力传感器，安装于每层左右两侧链条拉杆上，既不破坏石蜡成型机的原有结构，又抓住了卡盘的主要矛盾——拉力变大，所以安装方便，反应灵敏，稳定可靠，既解决了长期监控问题，又解决了初始调试难的问题。
2、通道放大滤波电路采用低漂移直流放大器，使系统稳定可靠。
3、采用通道线路故障检出电路，只要绿灯闪，则为传感器或连接电缆短路或断路，而这在现场是经常出现的，使维修非常方便。
4、系统设计先进，技术含量高。
附图的图面说明如下
图1是总体框图。
图2是传感器结构图。
图3、4、5为图2的实施例。
图6为传感器安装图。
图7为通道放大滤波电路。
图8为通道线路故障检出电路。
图9为输入接口、A/D转换、键盘电路及打印接口。
图10为8031主机系统及存储器、年历电路。
图11为工作状态指示电路。
图12为预警指示电路。
图13为7位LED数码显示电路。
图14为报警及闭环控制电路。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明由图1的总体框图可见，本实用新型包括固定于石蜡成型机机尾7层左右14只链条拉杆上的力传感器将链拉力变为电信号，送通道放大滤波电路(共7个通道，每个通道为左右完全相同的两路)放大处理后，一路直接送主机系统板；另一路送通线路故障检出电路自理后变成err(线路故障)信号主机系统板。主机系统板包括输入接口、A/D转换电路、8031主机系统及存储器电路、年历电路、2×4键盘电路。经主机系统板处理后，分别送工作状态指示电路，推动14只绿灯，分别代表7层左右14个测点绿灯亮——表示拉力小于正常；绿灯闪——表示线路故障；绿灯灭——表示拉力小于正常值。送预警指示电路，推动7只黄灯，分别代表7层黄灯亮——表示拉力大于正常值，已达预警值。送7位LED数码显示电路其中上面1位，循环显示层数，左面3位对应显示该层左测点的拉力或err(线路故障)，右面3位对应显示该层右测点的拉力或err(线路故障)。送报警或闭环控制电路，拉力超过报警值，报警红灯亮，喇叭发出报警声响，切断托动电机电源。送打印机定时或随时打印7层左右14个测点拉力、err(线路故障)。2×4键盘用于输入各种用户命令。台历电路产生年、月、日、时、分用于显示和打印。
见图2示出了力传感器的结构。力传感器是电阻应变片1粘贴在具有可变形的弹性体2上构成双悬臂梁传感器，设置在拉杆3上。
图3、4、5为图2力传感器实施例的几种结构变化形式，分别为单悬壁(桥式)传感器，“S”形传感器和轮幅式传感器形状。
图6示出了几种传感器的安装位置。图6a拉杆3安装在固定框架6和链轮框架7的通孔内，使固定框架6前端的拉杆3上安装有弹簧5。使弹簧5的前置端设置力传感器4后置端作用于固定框架6上。
同样使力传感器安装位置作相应的调整都可完成上述的目的。见图6b，将力传感器14设置在弹簧5的后置端并作用在固定框架6。见图6c，将力传感器24设置在链轮框架7一侧端的拉杆3上。
见图7，为通道放大滤波电路。应变力传感输出信号V1+接入1IC2正输入端，1IC2负输入端接于1R2、1R4、1W1固定端，通过1R4、另一端接1IC2输出端，并通过1R6、1R8和1IC3正输入端，1R8另一端接1W2滑动端，1W2另两端分别通过1R9接+5v和1R10接-5v。传感器信号VI-接入1IC1正输入端，1IC2负输入端接1R1、1R3、1W1另一固定端并与1W1滑动端相接。1IC1输出端接1R3另一端，并通过1R5接1IC3负输入端分别接于1R7的两端，输出端接1R7另一端并通过1R11、1R12、IC5相接，1R12另一端接1IC4-1正输入端并通过IC6接地，IC5另一端与1IC4-1负输入端和输出端相连，1IC4-1输出端接1IC4-2正输入端，1IC4-2输出端通过ID1与负输入端相连并通过1R14接地。同时通过1R13输出Vo信号。
+5v通过1R15加到ID2、ID3串联电路上，ID2负端输出稳定的桥压vc加到应变传感器上。
见图8，通道线路故障检出电路。基准电压Vref通过1R16与1R17相接，并接入1IC5-1输入端和1IC5-3负输入端，1R17通过1R18接地并通过1R21接入1IC5-2正输入端并通过1R25接1IC5-4正输入端。a′接图7a点，然后接1IC5-2负输入端并通过1R19接1IC5-1正输入端，b′接图7b点，然后接1IC5-4负输入端并通过1R23接1IC5-3正输入端。1IC5-1输出端接1IC6-1的1输入端并通过1R20接1IC5-1正输入端；1IC5-2输出端接1IC6-1的2输入端并通过1R22接1IC5-2正输入端；1IC5-3输出端接1IC6-1的3输入端并通过1R24接1IC5-3正输入端；1IC5-4输出端接1IC6-1的4输入端并通过1R26接1IC5-4正输入端。1R27与ID4并联，一端接1IC6-1的输出端，另一端接1IC7-1的输入端并通过IC7接地，1IC7-1的负输入端通过1R28接地并通过1R29接+5v，1IC7-1的输出端为Ve信号。
见图9，输入接口、A/D转换电路。由一通至七通道的Vo信号1L、1R-7L、7R分别接到2IC7的X1-X14端，2IC9的PA0-PA3分别与2IC7的A0-A3相接，IC7的COM端接于2IC8的10Vspn端，2IC7的X0、X15、INH端接地，2IC8的DB0-DB3分别接数据总线的D4-D7，DB4-DB11分别接数据总线的D0-D7，AO/SC接WR信号，R/C通过2IC14-2接RD信号，WR与RD通过2IC14-3相联与后输出接2IC8的CE端，2IC8的REFOUT端接电位器2W1的一端，2W1的中心端和另一端相联后接2IC8的REFIN端，2IC8的BPLROF通过2R10接地，同时通过2R9接2W2的中心端，2W2的另两端分别接+VS和-VS，2IC8的CS接+5v，12/8端接地，CS接Y5，STATUS端接T1。由一通道至七通道的Ve信号+1LE、1RE-4LE、4RE分别接2IC9的PB0-PB7端，5LE、5RE-7LE、7RE分别接2IC9的PC0-PC5端，2IC9的D0-D7端与数据总线的D0-D7端相接，2IC9的A0、A1、WR、RD、RESEET分别对应总线A0、A1、WR、RD、RESEET相接，CS片选与Y1相接。
键盘电路、打印机接口电路及预、报警显示接口电路由2IC10的PA0-PA7分别通过C1-C8接键盘的K1-K8，同时接2IC11的X1-X8，2IC11输出端Q通过2IC14-1接INTO，电阻2R19-2R26是PA0-PA7的上拉电阻，2IC10的PB0-PB7分别接打印机接口PR2-PR9，2IC10的PC0-PC7分别接预警、报警显示口C35-C38、B35-B38，2IC10的D0-D7、A0、A1、WR、RD、RESEET相接，CS接Y2。由2IC16-1、2IC16-2、2R13-2R16、2C5、2C6和2Q1组成多谐振荡器，由B18输出方波信号，使面灯具有亮功能。
见图10，8031主机系统及储存器、年历电路、LED显示接口、LED外显示接口电路。8031单片机2IC1的P2口为地址总线的高8位，P0口为地址总线的低8位和数据线，地址低8位和数据线分时复用，2IC2在2IC1的ALE信号控制下完成地址低8位锁存，2IC2的D0-D7与2IC1的D0-D7相连接，其输出与地址总线的A0-A7相连接。数据总线D0-D7分别连接2IC3(ROM)、2IC4(RAM)、2IC5(年历电路)的D0-D7端，地址总线A0-A12分别连接2IC3、2IC4的A0-A12端，2IC1的P25、P26、P27连接2IC6的A、B、C端，经IC6译码器输出片选信号Y0-Y5分别接2IC12的3脚、2IC9的片选端CS和2IC10的片选端CS、2IC16-3的2脚，2IC16-4的5脚、2IC8的片选端CS、2IC12的9脚、2IC12的8脚输出接2IC5的片选端CE，4脚接2IC4的片选端CS1，由2IC12和2R3-2R8组成的看门狗电路与2E1、2D1内部电池供电电路使2IC4、2IC5的数据在掉电时不丢失。2IC1的写信号WR连接2IC4的WR端、2IC5的R/W端、2IC16-3的3脚、2IC16-4的6脚，2IC1的PSEN连接IC3的OE端，2IC1的RD接2IC4的OE端和2IC5的DS端2IC1的RXD通过B9接LED显示，同时通过2IC13-1输出接外显示器EXT1端，2IC1的TSD端接2IC13-2的10脚和2IC13-3的4脚，2IC1的T0端接2IC13-2的9脚和2IC13-3的5脚，2IC13-2的输出接LED显示，2IC13-3的输出接外显示器EXT2端。2IC1的P17、P16、P14分别接打印机接口PR1、PR11、PR15端，2IC1的P10接打印机电源PRTPOU，2IC1的P1015端通过B11输出报警信号。2YD1、2C1、2C2与2IC1的X1端、X2端相接组成时钟振荡器，为2IC1提供时钟。2IC15-1、-2、-3、2R27、2R3、2YD2组成年历时钟振荡电路接2IC5的OSC2端。
见图11，工作状态指示电路。3IC3(74LS51)-3IC9(74LS51)5、11脚接FLASH(门)信号。LINE 1L-7L分别接4脚，反相以后接3脚，LINE 1R-7R分别接9脚，反相以后接12脚。8位数据D0-D7同时加到3IC1(74LS373)和3IC2(74LS373)的18、3、17、4、7、14、8、12脚，3IC1的19、16、6、9脚和3IC2的19、16、6脚分别接3IC3-3IC9的2脚。3IC1的2、5、15、10脚和3IC2的2、5、15脚和分别接3IC3-3IC9的1脚。3IC3-3IC9的6脚分别通限流电阻接1-7层的左通道绿灯。3IC3-3IC9的8脚分别通限流电阻接1-7层右通道绿灯。左右通道绿灯3D10-3D23的正极接+5v。
见图12，预警指示电路。3IC11(74LS32)-3IC18(74LS32)的一个输入端2、5、9、9、5、2、12、12脚接FLASH(门)信号。P15报警信号接3IC11的另一输入端1脚并通过3R2加到3N1基极。PC0-PC6预警信号分别加到3IC12-3IC18的另一输入端4、10、10、4、1、13、13脚。3IC11的3脚通过3R6接3D2负极，3N1集电极与3N2基极相连，3N2集电极输出H2OUT(报警)信号。3IC12-3IC18的6、8、8、6、3、11、11分别通过3R7-3R13接3D3-3D9负极。3D2-3D9正极接+5v。
+5V经3R5和3D1稳压后送3IC10(LM353)+输入端，-输入端接3R3、3R4，3R3另一端接地。3R4另一端接3IC10输出端，并输出Vref(基准)信号。
见图13，7位LED数码显示电路。DATA(数据)送4IC1(74LS164)A、B，然后从Q7输出送4IC2(74LS164)A、B……最后送4IC7(74LS164)A、B。CP(时钟)同时送4IC1-4IC7CLK脚。4IC1-4IC7的MR(74LS164)全接+5v。4IC1的Q0-Q7分别通过4R1-R8(510Q)接4×1(LTS546G)的a、b、c、d、e、f、g……4R2-R7至4×2-4×7接法与4IC1与4×1的接法完全相同。
见图14，报警及闭环控制电路。TTOPT(允许打印信号)加到5N3与5N4组成的复合管的基极上，复合管集电极接5J1一端与5D1正极，5J1另一端与5D1负端接+5v。当允许打印时，5J1线圈通过电流，K10与K12通，PT1上的-220V电压(TO-220V)送到PT2，供打印机使用(TO PRT POW)。
H2OUT信号(闭环控制)加到5N5基极，5N5控制5N5，5N5发射极接地，集电极接5J2一端与5D2正极，5J2另一端与5D2相连中后接+5v。当闭环控制信号到来后5J2线圈通过电流，K20与K22通，H2OUT1上的-220V电压(TO-220V)送到H2OYT2，去控制-220V继电器(TOJ3)吸合，J3再控制电机电源用交流接触器断电，使电机停转。
H1OUT(声光报警)通过K4加到5N1、5N2组成的复合管的基极上，复合的集电极接5IC1(MUSIC LM9561)的1脚和5IC2(LM386)的2、4脚(都是负电源端)，当K4(允许喇叭报警开关)闭合，H1OUT信号来时，5IC1、5IC2电源接通，5IC1输出通过5R1、5R2分压，再经巡5C1、5R3高通处理后，送5IC2的3脚(输入)，经5IC2功率放大后，通过5C3加到喇叭上发出报警声响。
权利要求1.一种石蜡成型机监测仪，包括力传感器和主机系统板，其特征是具有在成型机七层左右14个拉杆上装有对应的双悬臂梁应变力传感器，分别通过输出信号V1+接入1IC2正输入端，输出端通过1R6、1R8、1W2，使IW2两端分别通过1R9接+5v和1R10接-5v。传感器信号VI-接入1IC1正输入端，负输入端通过1W1与1IC2负输入端连接，使1IC1输出端通过1R5和1R6分别接1IC3正负输入端，输出端通过1R11、1R12和IC5分别接入1IC4-1正负输入端，输出端连接1IC4-2正输入端，输出端通过ID1与负输入端相连接并通过1R14接地，同时通过1R13输出Vo信号组成左右7个通道放大滤波电路和由基准电压Vref通过1R16与1R17相连接，并使两连接端分别接入1IC5-1负输入端和1IC5-3负输入端，1R17、1R18两连接端分别通过1R21、1R25接入1IC5-2和1IC5-4正输入端。由a′点与通过放大滤波电路的电路a点连接并接于1IC5-2负输入端及通过1R19接1IC5-1正输入端，b′点与b点连接并接于1IC5-4负输入端及通过1R23接1IC5-3正输入端，使1IC5-1-1IC5-4的输出端分别与1IC6-1的1-4输入端连接，输出端通过1R27与ID4并联，接于1IC7-1的正输入端，负输入端与1R28、1R29连接，通过1R29接+5v，由1IC7-1的输出端为Ve信号组成的左右7个通道线路故障检出电路，将14路信号分别送入由输入接口、A/D转换电路、8031主机系统及存储器电路、年历电路、2×4键盘电路及预警指示电路、7位LED数码显示电路、报警及闭环控制电路。
2.根据权利要求1所述的石蜡成型机监测仪，其特征是所述的力传感器是电阻应变片(1)粘贴在具有弹性变形弹性体(2)上组成的，并设置在拉杆(3)上。
3.根据权利要求2所述的石蜡成型机监测仪，其特征是传感器的结构特征为双悬臂梁、单悬臂梁、“S”梁或圆形式轮幅结构。
4.根据权利要求1所述的石蜡成型机监测仪，其特征是所述的力传感器(4、14、24)安装在石蜡成型机机尾的弹簧(5)与固定框架(6)之间，或弹簧(5)与拉杆(3)之间，或拉杆(3)与链轮框架(7)之间。
专利摘要一种石蜡成型机监测仪,解决了成型机卡盘(盛蜡)事故,它具有采用2×4键盘用于各种操作命令的输入,数据采集、电路在8031单片机控制下完成14个测点拉力的采集及A/D输入功能,既可打印输出,又可数码指示显示,并可声光报警及闭环控制,适用于国产和进口石蜡成型机运行状态的长期测控和初始调试。
文档编号G01L1/20GK2300099SQ9721976
公开日1998年12月9日 申请日期1997年7月7日 优先权日1997年7月7日
发明者王鸿雁, 孙振峰, 朱作人, 于国成, 季秋立, 张英杰, 窦达人 申请人:北戴河电气自动化研究所