专利名称：物料流量监控器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对过程控制系统生产中物料罐的重量、流量进行显示， 并能进行现场控制操作的装置，属于智能仪表领域。技术背景化工生产过程是连续的，许多化工过程生产中需要将各种生产原料(下称 物料)源源不断地按一定比例混合，这个比例也不是固定的，要根据一些反应 罐及管道中的温度、压力、液位髙度等按一定的控制规律进行调整(如一些反 应剂、催化剂等)。
一般是把需混合的各种物料先装入其各自的预处理罐中，各物料预处理罐出口由电动调节阀调节流量；控制各物料预处理罐出口流量，就 能使到达混合罐中的各种物料按一定比例混合；预处理罐重量满度值一般多为 1000公斤~ 9000公斤，当预处理罐中物料重量低于某值时，就要及时加料，这 样才不会影响物料预处理罐出口流量，也就不会影响混合比例。在许多生产过 程还是直接用人工设置电动调节阀阀位及加料等，这样不仅对操作人员要求髙, 而且产品质量也难以稳定。实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题，在于克服现有技术存在的技术缺陷，提 供一种方便应翔于物料流量的测控并可现场搡作的装置，即物料流量监控器。
为解决现有技术存在的缺陷，本实用新型物料流量监控器通过物料罐重量变送器(外部重量变送器能将相应范围的重量物理量变换为1~5V或4 ~ 20mA 的电量，信号类型由选型决定。)，将测得的物料罐中的物料重量显示；根据物 料罐重量的变化率计算物料罐出口流量并显示之，同时流量值送工控机，以供 工控机进行系统优化用；当物料罐中的物料重量小于一定值时，及时显示应进 行加料处理。根据工控机或手动阔位信号对物料罐出口电动调节阀进行控制， 以达到控制物料罐出口流量的目的。在自动状态，工控机发出控制信号控制电 动调节阀，手动阀位自动跟踪工控机阀位信号；在手动状态，操作人员可利用 触摸开关在现场直接对电动调节闽进行操作；故其既可接受工控机信号对流量 电动调节阀进行控制，又可方便地应用于流量的现场测控，为过程控制级提供 有效的安全保障。本实用新型物料流量监控器，由单片微处理器IC1，手动/自动开关Sl、参 数设置开关S2、增加开关S3、减少开关S4、模数转换电路IC2、阀位数模转换 电路IC5、流量数模转换电路IC6、显示及其驱动电路构成；其特征是单片微 处理器的输出接口接阀位数模转换电路IC5、流量数模转换电路IC6和显示电路; 单片微处理器的输入接口接模数转换电路IC2和触摸开关输入电路；外部工控 机给定的阀位信号、外部物料罐重量变送器信号通过集成放大器输入模数转换 电路IC2;阀位数模转换电路IC5通过电压电流变换集成电路IC4接至外部电动 闽，同时还接至比较器IC10,用于阀位输出信号回测(因为过程控制器阀位输 出至现场阀，有可能出现接触不良或断线，本实用新型能检测出其闽位输出接 触不良或断线故障，并显示之，以方便维护和检修)；流量数模转换电路IC6通 过集成放大器IC11将计算的流量信号反馈至外部工控机。
本实用新型物料流量监控器实现了物料罐流量自动控制，同时还具有手/自 动切换功能，还可对物料流量实时检测，提高了物料流量的控制精度。
图1是本实用新型的结构关系示意图。图2是本实用新型的电路原理图。图3是本实用新型的显示及其驱动电路原理图。图4是本实用新型的控制程序框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本实用新型物料流量监控器作进一步详细说明。实施例如图1所示，物料流量监控器包括单片微处理器，手动/自动开关Sl、参数 设置开关S2、增加开关S3、减少开关S4、模数转换电路、阀位数模转换电路、 流量数模转换电路、显示及其驱动电路。如图2所示，单片徹处理器IC1的"RDO" 端接串行模数转换器集成电路IC2的"SCLK"端、IC1的"RD1"端接IC2的"D0UT" 端和"DIN"端、IC1的"RD2"端接IC2的"DRDY"端、IC1的"RD3"端接IC2 的"/CS"端，外部工控机给定的阀位信号通过插口 Jl的"3"端接IC8集成放 大器的"3"同相输入端、外部物料罐重量变送器信号通过插口 n的"4"端接 IC9集成放大器的"3"同相输入端，IC8集成放大器的"6"输出端接至串行模 数转换器集成电路IC2的"AIN1"输入端、IC9集成放大器的"6"输出端接至 串行模数转换器集成电路IC2的"AIN2"输入端；单片微处理器IC1的"RCO"
端接串行数模转换器IC5的"DIN"端、单片微处理器IC1的"RC1"端接串行 数模转换器IC5的"SCLK"端、单片微处理器IC1的"RC2"端接串行数模转换 器IC5的"/CS"端，串行数模转换器IC5集成电路的输出端接电压电流变换集 成电路IC4的"+SIG"输入端，电压电流变换集成电路IC4的"I0UT"输出 端通过插口 Jl的"1"端接至外部电动阀，同时还接至比较器IC10的"2"端， IC10的"6"端接IC1的"RA1"端，用于阀位输出信号回测；单片微处理器 IC1的"RD4"端接串行数模转换器IC6的"DIN"端、单片微处理器IC1的"RD5" 端接串行数模转换器IC6的"SCLK"端、单片微处理器IC1的"RD6"端接串行 数模转换器IC6的"/CS"端，串行数模转换器集成电路IC6的输出端"V0UT" 接集成放大器IC11的"3"同相输入端，IC11集成放大器的"6"输出端通过插 口 Jl的"2"端，将流量信号接至外部工控机。IC3精密电压源的"V0UT"输出 端接IC5、 IC6的"VREF"端及IC2的"REFIN (+)"端，以提供数模、模数转换器的参考电压。单片微处理器IC1的"RC3、 RC5、 RE2"端通过插口 J2的"SCL、 SD0、 nCS" 端接至图3中的插头J2，与数码管控制驱动集成电路IC12、 IC13的"SCL、 SD0、 nCS"端相连，以显示物料罐重量、罐出口流量、自动及手动阀位值；单片微 处理器IC1的"RB2 RB6"端通过插口 J2接至图3中的插头J2，对应与触摸开 关输入端及发光二极管相连。工作中，物料流量监控器处于自控状态，上位机将阀位信号通过模数转换 电路IC2输入徽处理器，物料流量监控器自动控制电动阀门，同时，根据外部 物料罐重量变送器信号换算出物料罐流量，反馈给上位工控机，以便中央控制 系统及时调整物料罐流量。如自控系统出现故障，可立即切换成手控状态，在 手控状态，操作人员可利用触摸开关在现场直接对电动调节阀进行操作。 本实用新型将现场物料罐重量变送器来的标准信号转换成相应的重量值显示， 根据物料罐重量的变化计算物料罐出口流量。根据工控机或手动阀位信号对相 应的电动调节闽进行控制，以达到控制物料罐出口流量的目的。在自动状态， 工控机控制信号控制电动调节阀，手动阀位自动跟踪工控机阀位信号，做到自动/手动的平滑切换；在手动状态，操作人员可利用触摸开关直接对电动调节阀 进行控制，为过程控制级提供有效的安全保障。不同原料的物料罐的最大重量、 物料罐的出口最大流量也各不相同，可由工艺人员设定输入；有阀位输出信号 回测，对输出至现场的闽位信号出现接触不良或断线，均能给出显示以提示工 作人员维护、检修。
权利要求1、一种物料流量监控器，由单片微处理器，手动/自动开关、参数设置开关、增加开关、减少开关、模数转换电路、阀位数模转换电路、流量数模转换电路、显示及其驱动电路构成；其特征是单片微处理器的输出接口接阀位数模转换电路、流量数模转换电路和显示电路；单片微处理器的输入接口接模数转换电路和触摸开关输入电路；外部工控机给定的阀位信号、外部物料罐重量变送器信号通过集成放大器输入模数转换电路；阀位数模转换电路通过电压电流变换集成电路接至外部电动阀，同时还接至比较器，用于阀位输出信号回测；流量数模转换电路通过集成放大器将计算的流量信号反馈至外部工控机。
专利摘要本实用新型公开了一种物料流量监控器，由单片微处理器，手动/自动开关、参数设置开关、增加开关、减少开关、模数转换电路、阀位数模转换电路、流量数模转换电路、显示及其驱动电路构成；单片微处理器接阀位数模转换电路、流量数模转换电路和显示电路；单片微处理器输入接口接模数转换电路和触摸开关输入电路；阀位信号、重量变送器信号输入模数转换电路；阀位数模转换电路接外部电动阀，同时还接至比较器；流量数模转换电路将计算的流量信号反馈至外部工控机。本实用新型实现了物料罐流量自动控制，同时还具有手/自动切换功能，还可对物料流量实时检测，提高了物料流量的控制精度。
文档编号G05D7/06GK201017239SQ200720036459
公开日2008年2月6日 申请日期2007年3月27日 优先权日2007年3月27日
发明者姜宁秋, 郭怡倩, 伟 黄 申请人:南京师范大学