【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 關(guān)FLUKE 289 數(shù)字測(cè)量?jī)x檢定爐可控硅電路 觸發(fā)器數(shù)字量輸出接口板通信口D / A 接口板顯示器測(cè)量部分控制部分上位機(jī) 10 第 3 章 熱電偶自動(dòng)檢定系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 熱電偶自動(dòng)檢定系統(tǒng)從電氣原理上可分為控制部分和測(cè)量部分?？刂撇糠钟煽販?zé)犭娕肌?D／ A接口卡、可控硅觸發(fā)器、電壓 調(diào)整器和檢定爐組成；測(cè)量部分由通道掃描裝置、開(kāi)關(guān)量控制接口卡、數(shù)字測(cè)試儀、標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻、標(biāo)準(zhǔn)熱電偶及被檢熱電偶組成。測(cè)量部分和控制部分均通過(guò) I／ O接口與計(jì)算機(jī)相連。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 多功能數(shù)字測(cè)量?jī)x硬件選型 福祿克 FLUKE289/F289/F289C 真有效值數(shù)字萬(wàn)用表 （ 1）特定功能介紹： TrendCapture“趨勢(shì)捕獲”：新的 TrendCapture“趨勢(shì)捕獲”繪圖功能可幫助用戶(hù)更加快速地檢測(cè)和查看間歇事件，并對(duì)故障進(jìn)行分析； 擴(kuò)展內(nèi)置數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)（ 10000個(gè)讀數(shù)）：通過(guò)容量擴(kuò) 展的內(nèi)置數(shù)據(jù)記錄，即使在惡劣環(huán)境中，或在人員操作難以實(shí)現(xiàn)難以操作的情況下，也可進(jìn)行連續(xù)多天的測(cè)量； 存儲(chǔ)多次多段記錄結(jié)果（無(wú)須多次下載）：在需要進(jìn)行 PC下載之前，存儲(chǔ)多次或多段記錄的結(jié)果而提高效率； 加強(qiáng)型“最小值 /最大值 /平均值”功能：所有數(shù)據(jù)都顯示在一個(gè)屏幕上，無(wú)需翻動(dòng)屏幕或不同按鍵，可在一個(gè)屏幕上同時(shí)看到最小值，最大值和平均值以及開(kāi)始時(shí)間和經(jīng)過(guò)時(shí)間； 可選的低通濾波器（ 289）：對(duì)變速電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和其他有嚴(yán)重電氣噪聲的設(shè)備進(jìn)行精確的電壓和頻率測(cè)量； 小電阻（ 289）：以 1毫歐的分辨率測(cè)試 50歐姆的小電阻 ，對(duì)于測(cè)量電機(jī)繞組和其他具有很低電阻的設(shè)備非常有用； 低阻抗 LoZ（ 289）：降低了因雜散電壓引起錯(cuò)誤讀數(shù)的可能性 ［ 5］ ； 11 通道掃描器設(shè)計(jì) 多路通道掃描器由繼電器組和數(shù)字量輸出接口卡組成。繼電器是通道導(dǎo)通的執(zhí)行元件，數(shù)字量輸出接口卡是繼電器通斷的控制元件。 (一 )HH54P小型繼電器 HH54P小型繼電器是引進(jìn)日本富士電機(jī)株式社全套轉(zhuǎn)悠制造技術(shù)生產(chǎn)的高可靠性繼電器，具有體積小、重量輕、開(kāi)閉容量大、可靠性高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，適用于交流 50Hz或 60Hz，電壓至 240V，直流電壓至 110V的控制電路，供電子設(shè)備、通訊設(shè)備、電子計(jì)算機(jī)通訊設(shè)備、自動(dòng)化控制裝置等動(dòng)作切換電路及擴(kuò)大控制范圍之用。產(chǎn)品符合GB14048標(biāo)準(zhǔn)以及 IEC255， IEC947和日本 JIS標(biāo)準(zhǔn)。 (二 )PC6408開(kāi)關(guān)量輸入輸出接口卡 (1)性能指標(biāo) PC6408開(kāi)關(guān)量輸入輸出接口卡適用于具有 ISA總線的 PC系列微機(jī)，具有很好的兼容性， CPU從目前廣泛使用的 64位處理器直到早期的 16位處理器均可適用，操作系統(tǒng)可選用 Windows系列，在硬件的安裝上也非常簡(jiǎn)單，使用時(shí)只需將接口卡插入機(jī)內(nèi)任何一個(gè) ISA總線插槽中，信號(hào)電纜從機(jī)箱外部直接接入。 該卡上的開(kāi)關(guān)量輸入為 16路，輸出為 16路，采用兩組分別共地方式。輸出部分具有上電和主機(jī)復(fù)位后自動(dòng)清零功能。 主要技術(shù)指標(biāo)： 1) 輸入路數(shù)及電氣連接方式： 16路共地 (共陰 )方式。 2) 輸入信號(hào)電平范圍： TTL～ 48V。 3) 輸入信號(hào)電流消耗：≥ 5mA/每路 4) 輸出路數(shù)及電氣連接方式： 16路共地 (共陰 )方式。 5) 輸出回路供電要求： +12V～ +36V 12 6) 最大輸出電流： ≤ 200mA/每路；可直接驅(qū)動(dòng)繼電器。但每組總輸出電流不應(yīng)超過(guò) 2A。 7) 每組信號(hào)之間、各組信號(hào)與接口卡之間隔離電平： 500V。 8) 電源功耗： +5V（177。 10％ )≤ 400mA 9) 環(huán)境要求：工作溫度： 10℃～ 40℃ 相對(duì)濕度： 40％～ 80％ 存貯溫度： 55℃～ +85℃ 10) 外型尺寸 (不含檔板 )： 長(zhǎng)高 =160mm 106mm( ) (2)工作原理 該接 口卡的工作原理框圖如圖 ： 在熱電偶自動(dòng)檢定系統(tǒng)中只使用了該卡的開(kāi)關(guān)量輸出回路，卡上有 16路開(kāi)關(guān)量輸出回路可用于外部電路的開(kāi)關(guān)控制，其每路最大輸出電流 200mA左右，開(kāi)關(guān)量輸出部分工作原理如圖所示。 13 光 耦 器八路整形器八路整形器驅(qū) 動(dòng) 器光 耦 器八D鎖存器 八D鎖存器I/O譯碼 I/O控制 數(shù)據(jù)緩沖 圖 PC6408開(kāi)關(guān)量輸入輸出接口卡工作原理框圖 鎖 存 器光 電 耦 合 器+ 5 v鎖 存 控 制數(shù) 據(jù) 總 線電 源 端輸 出 端地 端驅(qū) 動(dòng) 器 圖 開(kāi)關(guān)量輸出部分工作原理圖 輸出驅(qū)動(dòng)器件 ULN2020的輸出端允許通過(guò) IC電流 200mA，飽和壓降 VCE約 1V左右，耐壓 BVCEO約為 36V。用戶(hù)輸出口的外接負(fù)載可根據(jù)以上參數(shù)估算。由于本卡采用集電極開(kāi)路輸出，輸出電流大，故可以直接驅(qū)動(dòng)繼電器或固體繼電器 (SSR)等外接控制器件， 14 也可直接驅(qū)動(dòng)低壓燈泡。 該卡工作時(shí)，計(jì)算機(jī)送“ 1使驅(qū)動(dòng)器三極管導(dǎo)通，計(jì)算機(jī)送“ 0使驅(qū)動(dòng)器三極管截止。卡上的輸出驅(qū)動(dòng)器件 ULN2020中內(nèi)部帶有吸收二極管，可有效地吸收感性負(fù)載啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的達(dá) 600mA的峰值電流。所有的開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)均帶有鎖存功能。當(dāng) CPU對(duì)設(shè)定的一個(gè) I／ O地址執(zhí)行一次寫(xiě)操作，就送出了一組 (8路 )輸出 信號(hào)。當(dāng)主機(jī)加電啟動(dòng)或使用 RESET開(kāi)關(guān)使主機(jī)硬復(fù)位時(shí)，卡上的復(fù)位清零電路使各組輸出均為零，即驅(qū)動(dòng)器三極管截止。 (3)使用與操作 I/O基地址選擇： I/O基地址的選擇是通過(guò)開(kāi)關(guān) K1進(jìn)行的，開(kāi)關(guān)撥至“ ON”處為 0，反之為 1。撥碼第 8位表示地址線 A9，撥碼第 1位表示地址線 A2。初始地址的選擇范圍一般為 0100H～036FH之間。應(yīng)根據(jù)主機(jī)硬件手冊(cè)給出的可用范圍以及是否插入其它功能卡來(lái)決定本卡的 I/O基地址，并從基地址開(kāi)始占用連續(xù) 4個(gè)地址 ［ 6］ 。 輸入輸出插座接口定義： 本卡的安裝十分 簡(jiǎn)便，只要在關(guān)電情況下將主機(jī)機(jī)殼打開(kāi)，將本卡插入主機(jī)的任何一個(gè)空余擴(kuò)展槽中，再將檔板固定螺絲壓緊即可。 37芯 D型插頭可從主機(jī)后面引出并與外設(shè)連接。輸入輸出插座接口定義見(jiàn)表 。 表 輸入輸出插座引線定義表 插座引腳號(hào) 信號(hào)定義 插座引腳號(hào) 信號(hào)定義 1 開(kāi)出 CH0 20 開(kāi)出 CH1 2 開(kāi)出 CH2 21 開(kāi)出 CH3 3 開(kāi)出 CH4 22 開(kāi)出 CH5 4 開(kāi)出 CH6 23 開(kāi)出 CH7 15 5 開(kāi)出 CH8 24 開(kāi)出 CH9 6 開(kāi)出 CH10 25 開(kāi)出 CH11 7 開(kāi)出 CH12 26 開(kāi)出 CH13 8 開(kāi)出 CH14 27 開(kāi)出 CH15 9 開(kāi)出公共地 28 開(kāi)出公共地 10 +12～ 36V電源入 29 +12～ 36V電源入 11 開(kāi)出 CH0 30 開(kāi)出 CH1 12 開(kāi)出 CH2 31 開(kāi)出 CH3 13 開(kāi)出 CH4 32 開(kāi)出 CH5 14 開(kāi)出 CH6 33 開(kāi)出 CH7 15 開(kāi)出 CH8 34 開(kāi)出 CH9 16 開(kāi)出 CH10 35 開(kāi)出 CH11 17 開(kāi)出 CH12 36 開(kāi)出 CH13 18 開(kāi)出 CH14 37 開(kāi)出 CH15 19 開(kāi)入公共地 控制端口地址與有關(guān)數(shù)據(jù)格式： 各個(gè)控制端的操作地址與功能見(jiàn)表 。 表 端口地址與功能表 端口操作地址 操作命令 功能 基地址 +0 讀 寫(xiě) A組前 8路開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào) 基地址 +1 讀 寫(xiě) A組后 8路開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào) 基地址 +2 寫(xiě) 寫(xiě) B組前 8路開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào) 基地址 +3 寫(xiě) 寫(xiě) B組后 8路開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào) 16 開(kāi)關(guān)量輸入輸出信號(hào)的數(shù)據(jù)格式采用的是位方式，即一個(gè)字節(jié)中的任意一位對(duì)應(yīng)一路輸入輸出信號(hào)。其數(shù)據(jù)格式見(jiàn)表 。 表 開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)數(shù)據(jù)格式 端口地址 操作指令 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 基地址 +0 讀 CH7 CH6 CH5 CH4 CH3 CH2 CH1 CH0 基地址 +1 讀 CH15 CH14 CH13 CH12 CH11 CH10 CH9 CH8 基地址 +2 寫(xiě) CH7 CH6 CH5 CH4 CH3 CH2 CH1 CH0 基地址 +3 寫(xiě) CH15 CH14 CH13 CH12 CH11 CH10 CH9 CH8 該卡的驅(qū)動(dòng)程序是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù) (DLL文件 )。它的輸出函數(shù)可以被其它應(yīng)用程序在運(yùn)行時(shí)直接調(diào)用。應(yīng)用程序可以用任何一種可以使用 DLL鏈接庫(kù)的編程工具來(lái)編寫(xiě)。 (4)線路連接 PC6408開(kāi)關(guān)量輸入輸出接口卡與繼電器之間的連線如圖 。 17 圖 3． 3 采樣子系統(tǒng)連線示意圖 溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 熱電偶自動(dòng)檢定系統(tǒng)中檢定爐溫度控制子系統(tǒng)原理框圖如 。 功率單元采用進(jìn)口管芯單向反并聯(lián)晶閘管模塊，觸發(fā)器控制方式為調(diào)相控制，連續(xù)調(diào)壓，可自動(dòng)或手動(dòng)控制，自動(dòng)控制時(shí)，控制信號(hào)由 D／ A接口卡輸出的 4～ 20mA接入；手動(dòng)控制由外接的 。 單相晶閘管調(diào)壓觸發(fā)器 控制輸入與觸發(fā)輸出光電隔離，可以與各種自動(dòng)化儀表配套使用，并且單相 220V／ 380VAC通用。自動(dòng)控制時(shí)對(duì)儀表無(wú)干擾，廣泛應(yīng)用于負(fù)載要求連續(xù)平滑調(diào)節(jié)、低電壓大電流以及控制精度要求較高或不允許大電流沖擊的單相控制系統(tǒng)。如直流電機(jī)的調(diào)速、調(diào)壓、充電，電阻爐的溫度控制等。接線簡(jiǎn)便，無(wú)須外接同步變壓器，無(wú)須考慮相序問(wèn)題?？煽康倪^(guò)流保護(hù)使得主回路可控硅損壞不會(huì)導(dǎo)致控制器損壞，甚至在觸發(fā)線路接錯(cuò)情況下，短時(shí)間內(nèi)也不會(huì)損壞。 18 圖 控溫子系統(tǒng)原理框圖 主要性能特點(diǎn)： (1)觸發(fā)脈沖寬度≥ 90176。，移相范圍 0～ 180176。； (2)正負(fù)半周脈沖不均衡度≤ 1176。，觸發(fā)功率大，最大可觸發(fā) KP2020A晶閘管； (3)具有軟啟動(dòng)功能 :開(kāi)機(jī)和過(guò)流復(fù)位時(shí)，輸出電壓逐漸達(dá)到設(shè)定值，避免大電流沖擊； (4)過(guò)流自動(dòng)鎖定功能：當(dāng)設(shè)備發(fā)生過(guò)流時(shí)，經(jīng)延時(shí)后自動(dòng)封鎖觸發(fā)脈沖，并自動(dòng)保持。當(dāng)故障排除后，按一下過(guò)流復(fù)位按鈕，解除封鎖，設(shè)備軟啟動(dòng)； (5)配有手動(dòng)調(diào)節(jié)和與自動(dòng)化儀表輸出信號(hào)相連的自動(dòng)調(diào)節(jié)方式； (6)輸入規(guī)格： 0～ 10V、 4～ 20mA可選 ［ 7］ 。 接線方法：觸發(fā)板接線端子與外圍信號(hào)的連接如圖 。 19 圖 觸發(fā)板接線示意圖 模入模出接口卡 模擬量輸出接口卡同數(shù)字量輸出接口卡一樣，選擇 PC6320模入模出接口卡。PC6320模入模出接口卡適用于具有 ISA總線的 PC系列微機(jī)，具有很好的兼容性。其模入模出信號(hào)均由卡前端的 26線扁平帶纜插頭與外部信號(hào)源及設(shè)備連接。對(duì)于模出部分，用戶(hù)可根據(jù)控制對(duì)象的需要選擇電壓或電流輸出方式以及不同的量程。該卡帶 8路 A／ D輸入通道， 2路 D／ A輸出通 道，在熱電偶檢定系統(tǒng)中，只使用了它的其中 l路輸出。 主要技術(shù)參數(shù)： (1)輸出通道數(shù)： 2路 (互相獨(dú)立，可同時(shí)或分別輸出 ) DXK 2G 2K 2G 1K 1MCO MGDBNAKE BKE KKE ZFW 2FW 1FK 4FK 3 來(lái)自 TAFK 2FK 2FK 1RMS手動(dòng)380 v220 v 20 (2)輸出范圍： 電壓方式： O～ 5V、 ～ + 電流方式： 0～ 10mA、 4～ 20mA (3)D／ A轉(zhuǎn)換器件： DAC0832 (4)D／ A轉(zhuǎn)換分辨率： 8位 (5)D／ A轉(zhuǎn)換綜合建立時(shí)間：≤ 5μ S (6)D／ A轉(zhuǎn)換綜合誤差： 電壓方式：≤ ％ 電流方式：≤ l％ 輸入輸出插座接口定義見(jiàn)表 ： 表 P