擠出機及其控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了擠出機及其控制器，調速精度高，同步調速協(xié)調性好，使用壽命長，穩(wěn)定性好，所用分立元件較少，故障點少，維修方便，其包括擠出機、變頻器、控制所述變頻器對所述擠出機進行調速的控制器，所述控制器包括CPU控制芯片，與所述CPU控制芯片電控連接的：電源電路、主機脈沖編碼電路、輔機脈沖編碼電路、同步脈沖編碼電路、啟?？刂齐娐?、電壓輸出電路、電壓輸入電路、外部設備。
【專利說明】擠出機及其控制器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及擠出機【技術領域】，特別是擠出機及其控制器。
【背景技術】
[0002]對擠出機行業(yè)，經常涉及到主機和輔機的啟動停止和同步調速的問題，并要求實時顯示主機和輔機的電流和轉速。
[0003]傳統(tǒng)的做法是通過改變模擬量輸入的電壓值，達到調節(jié)轉速的目的，然而由于行業(yè)發(fā)展的限制，其存在諸多問題，諸如易磨損，使用壽命短，長期使用不夠穩(wěn)定，所用分立元件較多，接線麻煩，故障點增多，維修不便。此外，傳統(tǒng)的調速方法輸出信號幅度不穩(wěn)定從而產生輸出噪聲，調速精度也不夠高，同步協(xié)調性差。

【發(fā)明內容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明提供了一種擠出機，調速精度高，同步調速協(xié)調性好，使用壽命長，穩(wěn)定性好，所用分立元件較少，故障點少，維修方便，本發(fā)明還提供了其控制器。
[0005]本發(fā)明所采取的技術方案是這樣的:
一種擠出機，包括:
連接電源的擠出機，所述擠出機包括擠出機主機、擠出機輔機；
變頻器，所述變頻器分別與所述擠出機主機、擠出機輔機電控連接；
控制所述變頻器對所述擠出機進行調速的控制器，所述控制器與所述變頻器電控連
接；
其特征在于:所述控制器包括:
CPU控制芯片；
分別與所述CPU控制芯片電控連接的:
電源電路，為所述CPU控制芯片提供工作電壓；
脈沖編碼電路，所述脈沖編碼電路包括主機脈沖編碼電路、輔機脈沖編碼電路、同步脈沖編碼電路，脈沖編碼電路輸出脈沖編碼信號，CPU控制芯片識別脈沖編碼電路輸出的脈沖編碼信號，用于設定給定需要調整的擠出機轉速參數(shù)；
啟?？刂齐娐?，所述啟?？刂齐娐贩謩e與脈沖編碼電路和變頻器相連接，用于通過脈沖編碼器控制變頻器的啟動、停止；
電壓輸出電路，所述電壓輸出電路還與所述變頻器電控連接，用于將所述CPU控制芯片接收到的脈沖編碼信號轉化為電壓信號傳遞給變頻器，變頻器接收電壓信號，對擠出機進行變頻調速；
電壓輸入電路，與所述變頻器相連接，用于反饋變頻器的實際運行電流；
外部設備。
[0006]其進一步的，所述外部設備包括鍵盤、液晶顯示板，所述液晶顯示板用于顯示所述電壓輸入電路輸出的變頻器信號和所述CPU控制芯片識別的脈沖編碼信號； 所述CPU控制芯片為8051單片機；
所述主機脈沖編碼電路包括脈沖編碼器RP1，所述脈沖編碼器RPl有5個引腳，引腳3接地，引腳1、引腳2分別串聯(lián)電阻R32、R33后連接+5V電源，引腳I還與電阻R35和電阻C31串聯(lián)后接地，引腳2還與電阻R36和電阻C32串聯(lián)后接地，引腳4串聯(lián)電阻R31和開關Kl后連接+5V電源，引腳5接地，具有左轉、右轉、啟停的功能，當左旋、右轉操作所述脈沖編碼器時，所述引腳1、引腳2分別產生+5V高電平脈沖輸出，輸出信號傳遞給所述CPU控制芯片，當左旋操作時，引腳1、引腳3先接通，引腳2、引腳3端后接通，右旋操作時，接通時序相反，由時序關系判斷是左旋還是右旋，引腳4、引腳5之間連接開關K1，用于控制變頻器的啟停；
所述啟?？刂齐娐窞槔^電器輸出電路，脈沖編碼器按下，繼電器吸合，繼電器的觸點吸合控制所述變頻器開啟，脈沖編碼器再次按下繼電器釋放，繼電器的觸電開路控制所述變頻器停止；
所述電壓輸出電路包括電壓轉換芯片、運放芯片，所述電壓轉換芯片接收所述CPU控制芯片發(fā)來的編碼信號，并將編碼信號轉換成電壓并用運放芯片放大電壓信號；
所述電壓輸入電路包括電壓跟隨芯片和分壓電阻，用于對所述變頻器的輸出的電壓信號經分壓電阻分壓后，通過電壓跟隨芯片進行阻抗匹配后進入所述CPU控制芯片進行采樣，根據(jù)輸入信號的大小變換成實際的運行電流并在所述液晶顯示板上顯示；所述電壓輸入電路還包括串聯(lián)的取樣電阻，用于將所述變頻器的輸出的電流信號變成電壓信號后采樣處理。
[0007]一種擠出機的控制器，其特征在于:其包括CPU控制芯片，與所述CPU控制芯片電控連接的:電源電路、主機脈沖編碼電路、輔機脈沖編碼電路、同步脈沖編碼電路、啟?？刂齐娐贰㈦妷狠敵鲭娐?、電壓輸入電路、外部設備。
[0008]其進一步的:所述外部設備包括鍵盤和液晶顯示板；所述啟停控制電路為繼電器輸出電路。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:采用脈沖編碼器將脈沖信號作為需要調整的擠出機的轉速參數(shù)傳遞給CPU控制芯片，CPU控制芯片接收到的脈沖編碼信號轉化為電壓信號傳遞給變頻器，變頻器接收電壓信號，對擠出機進行變頻調速，通過脈沖編碼器進行調速，輸出信號幅度穩(wěn)定不會產生輸出噪聲，調速精度高，同步調速協(xié)調性好，使用壽命長，穩(wěn)定性好，電路簡單，所用分立元件較少，故障點少，維修方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的結構框圖；
圖2是本發(fā)明的CPU控制芯片的外圍電路原理圖；
圖3是本發(fā)明的電源電路的原理圖；
圖4是本發(fā)明的主機脈沖編碼電路的電路原理圖；
圖5是本發(fā)明的繼電器電路的輸出電路原理圖；
圖6是本發(fā)明的O-1Ov電壓輸出電路的電路原理圖；
圖7是本發(fā)明的輸入電路的電路原理圖；
圖8是本發(fā)明的O-1Ov電壓輸入電路原理圖； 圖9是本發(fā)明的0-20mA電流輸入電路原理圖；
圖10是本發(fā)明的液晶顯不接口電路原理圖；
圖11為本發(fā)明的擠出機的控制器的結構框圖。
【具體實施方式】
[0011]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0012]見圖1至圖8，本發(fā)明包括:
連接電源的擠出機I，擠出機I包括擠出機主機2、擠出機輔機3 ；
變頻器4，變頻器4分別與擠出機主機2、擠出機輔機3電控連接；
控制變頻器對擠出機I進行調速的控制器，控制器與變頻器4電控連接；
其特征在于:所述控制器包括:
CPU控制芯片5 ；
分別與CPU控制芯片5電控連接的:
電源電路6，為CPU控制芯片5提供工作電壓；
脈沖編碼電路，脈沖編碼電路包括主機脈沖編碼電路7、輔機脈沖編碼電路8、同步脈沖編碼電路9，脈沖編碼電路輸出脈沖編碼信號，CPU控制芯片5識別脈沖編碼電路輸出的脈沖編碼信號，用于設定給定需要調整的擠出機轉速參數(shù)；
啟?？刂齐娐?0，啟?？刂齐娐贩謩e與脈沖編碼電路和變頻器4相連接，用于通過脈沖編碼器控制變頻器的啟動、停止；
電壓輸出電路11，電壓輸出電路11還與變頻器3電控連接，用于將CPU控制芯片5接收到的脈沖編碼信號轉化為電壓信號傳遞給變頻器3，變頻器3接收電壓信號，對擠出機I進行變頻調速；
電壓輸入電路12，與變頻器4相連接，用于反饋變頻器4的實際運行電流；
外部設備。
[0013]外部設備包括鍵盤13、液晶顯示板14，液晶顯示板14用于顯示電壓輸入電路11輸出的變頻器信號和CPU控制芯片4識別的脈沖編碼信號。
[0014]啟?？刂齐娐?0為繼電器輸出電路，脈沖編碼器按下，繼電器吸合，繼電器的觸點吸合控制所述變頻器開啟，脈沖編碼器再次按下繼電器釋放，繼電器的觸電開路控制所述變頻器停止。
[0015]見圖9，一種擠出機的控制器，其包括CPU控制芯片5，與CPU控制芯片5電控連接的:電源電路6、主機脈沖編碼電路7、輔機脈沖編碼電路8、同步脈沖編碼電路9、啟?？刂齐娐?0、電壓輸出電路11、電壓輸入電路12、外部設備,外部設備包括鍵盤13和液晶顯不板14，啟停控制電路10為繼電器輸出電路。
[0016]本發(fā)明采用脈沖編碼器將脈沖信號作為需要調整的擠出機的轉速參數(shù)傳遞給CPU控制芯片，CPU控制芯片接收到的脈沖編碼信號轉化為電壓信號傳遞給變頻器，變頻器接收電壓信號，對擠出機進行變頻調速，通過脈沖編碼器進行調速，調速精度高，同步調速協(xié)調性好，使用壽命長，穩(wěn)定性好，所用分立元件較少，故障點少，維修方便，采用本發(fā)明的控制器時擠出機調速范圍在零到最高轉速范圍內無級調速，且效率較高，電機及控制器的溫升較??；擠出機運行期間，電源電路確保不會發(fā)生功率器件控制錯誤導致短路而燒毀控制器的現(xiàn)象，顯示輸入輸出電壓和電流實現(xiàn)反饋控制，保證了工藝條件的穩(wěn)定，提高了制品的精度，達到了結構簡單、數(shù)字化控制、無級調速的要求。
[0017]下面對本發(fā)明的所述的各個電路結合實施例進行詳細說明。
[0018]如圖11，擠出機的控制器包括CPU控制芯片5，電源電路6、主機脈沖編碼電路7、輔機脈沖編碼電路8、同步脈沖編碼電路9、啟?？刂齐娐?0、電壓輸出電路11、電壓輸入電路12、鍵盤13和液晶顯示板14、分別通過+5、+12的電源網絡與控制芯片相連接。
[0019]一、CPU控制芯片
CPU控制芯片I采用8051單片機，其外圍電路原理圖如圖2所示，具有采用高速、低功耗、超強抗干擾的特點，內部集成MAX810專用復位電路，集成8路高速10位A/D轉換器，芯片集成EEPR0M，可以保存變頻器需要的設定的參數(shù)。
[0020]二、電源電路
電源電路2用于為所述CPU控制芯片提供工作電壓，其組成包括保險絲F1、熱敏電阻，壓敏電阻RV1、變壓器、穩(wěn)壓芯片、DC-DC電源和電源指示燈，其具體連接電路如圖3所示。保險絲Fl用于電路的電流保護，當電路總電流大于保險絲的熔斷電流值時，保險絲熔斷，防止電流過大造成電路損壞。壓敏電阻RVl用于過壓保護，防止電網電壓波動對電路的干擾。共模電感L2用于EMI抑制。變壓器U2把電網電壓220V交流變成直流24V。再將24V用變壓器Ul轉換后系統(tǒng)電壓5V。
[0021]三、脈沖編碼電路
脈沖編碼電路6包括主機脈沖編碼電路13、輔機脈沖編碼電路14、同步脈沖編碼電路15，主機脈沖編碼電路13分別通過Al、B1、Kl端與CPU控制芯片I相連接，輔機脈沖編碼電路14分別通過A2、B2、K2端與CPU控制芯片I相連接，同步脈沖編碼電路15分別通過A3、B3、K3端與CPU控制芯片I相連接。輔機脈沖編碼電路14、同步脈沖編碼電路15的電路與主機脈沖編碼電路13的電路相同，這里不做說明。主機脈沖編碼電路其具體連接電路如圖4所示，包括脈沖編碼器RP1，脈沖編碼器RPl有5個引腳，引腳3接地，引腳1、引腳2分別串聯(lián)電阻R32、R33后連接+5V電源，引腳I還與電阻R35和電阻C31串聯(lián)后接地，引腳2還與電阻R36和電阻C32串聯(lián)后接地，引腳4串聯(lián)電阻R31和繼電器開關Kl后連接+5V電源，引腳5接地，具有左轉、右轉、啟停的功能，當左旋、右轉操作所述脈沖編碼器時，引腳
1、引腳2分別產生+5V高電平脈沖輸出，輸出信號傳遞給CPU控制芯片，當左旋操作時，引腳1、引腳3先接通，引腳2、引腳3端后接通，右旋操作時，接通時序相反，由時序關系判斷是左旋還是右旋，引腳4、引腳5之間連接繼電器開關Kl ;脈沖電位器RP1，可起到左轉、右轉、啟停的作用，當旋轉操作時，據(jù)旋轉方向不向，引腳1、引腳2之間輸出信號可用于參數(shù)值的加、減調整；當按下轉柄，使引腳4、引腳5產生繼電器開關Kl信號輸出時，用于控制變頻器的停止。
[0022]四、啟?？刂齐娐?br> 啟?？刂齐娐凡捎美^電器輸出電路，其組成包括光耦U4、繼電器Kl和三極管SI，其具體連接電路如圖5所示。該電路的輸出形式是繼電器Kl輸出，當脈沖編碼器按下，經CPU控制芯片識別后，按下繼電器Kl吸合，觸點0UTPUT1-1和0UTPUT1-2短接，從而可以控制變頻器2的啟動。當脈沖編碼器再次按下后，繼電器Kl釋放，觸點0UTPUT1-1和0UTPUT1-2開路，從而控制變頻器的停止。
[0023]五、電壓輸出電路
電壓輸出電路為O-1Ov電壓輸出電路，其組成包括電壓轉換芯片U10、運放芯片UllA以及過壓保護和電阻電容，其具體連接電路如圖6所示。電壓轉換芯片UlO接收CPU芯片發(fā)來的編碼信號，并將該信號轉換成標準的0-5V電壓，運放芯片UllA再將該0-5V電壓放大到0-10V的電壓信號，變頻器根據(jù)0-10V的電壓信號大小來調整電機的轉速，從而達到擠出機調速的目的。
[0024]六、電壓輸入電路
電壓輸入電路為O-1Ov電壓輸入電路，如圖7、8所示，包括了擠出機主機和擠出機輔機的O-1Ov電壓輸入電路，為了顯示擠出機主機和擠出機輔機的實際運行電流，需要對變頻器的輸出信號進行處理，一般來說，變頻器會輸出一個0-10V電壓或0-20MA電流的信號來反應變頻器的實際運行電流。擠出機主機的變頻器的電壓信號0-10V通過電阻R6、Rll分壓后，得到0-2.5V的信號，該信號通過電壓跟隨芯片U6進行阻抗匹配后進入主CPU進行采樣，從而根據(jù)輸入信號的大小變換成實際的運行電流并在液晶顯示屏上顯示出來。同上，擠出機輔機的變頻器的電壓信號0-10V通過電阻R7、R12分壓。
[0025]對于變頻器的電流信號0-20MA，如圖7、9所示，擠出機主機的電壓輸入電路，通過串聯(lián)取樣電阻R18變換成0-2V電壓信號，然后再進行采樣處理；擠出機輔機的電壓輸入電路，通過串聯(lián)取樣電阻R19變換成0-2V電壓信號，然后再進行采樣處理。
[0026]七、液晶顯示板
液晶顯示板組成包括IXDl以及三極管驅動電路,具體接口電路原理圖如圖10所示,采用液晶顯示作為人機界面，液晶使用192*64點陣的尺寸，可以顯示字符、漢字和相關圖符。
【權利要求】
1.一種擠出機,包括: 連接電源的擠出機，所述擠出機包括擠出機主機、擠出機輔機； 變頻器，所述變頻器分別與所述擠出機主機、擠出機輔機電控連接； 控制所述變頻器對所述擠出機進行調速的控制器，所述控制器與所述變頻器電控連接； 其特征在于:所述控制器包括: CPU控制芯片； 分別與所述CPU控制芯片電控連接的: 電源電路，為所述CPU控制芯片提供工作電壓； 脈沖編碼電路，所述脈沖編碼電路包括主機脈沖編碼電路、輔機脈沖編碼電路、同步脈沖編碼電路，脈沖編碼電路輸出脈沖編碼信號，CPU控制芯片識別脈沖編碼電路輸出的脈沖編碼信號，用于設定給定需要調整的擠出機轉速參數(shù)； 啟?？刂齐娐?，所述啟?？刂齐娐贩謩e與脈沖編碼電路和變頻器相連接，用于通過脈沖編碼器控制變頻器的啟動、停止； 電壓輸出電路，所述電 壓輸出電路還與所述變頻器電控連接，用于將所述CPU控制芯片接收到的脈沖編碼信號轉化為電壓信號傳遞給變頻器，變頻器接收電壓信號，對擠出機進行變頻調速； 電壓輸入電路，與所述變頻器相連接，用于反饋變頻器的實際運行電流； 外部設備。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種擠出機，其特征在于:所述外部設備包括鍵盤、液晶顯示板，所述液晶顯示板用于顯示所述電壓輸入電路輸出的變頻器信號和所述CPU控制芯片識別的脈沖編碼信號。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種擠出機，其特征在于:所述CPU控制芯片為8051單片機。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種擠出機，其特征在于:所述主機脈沖編碼電路包括脈沖編碼器RP1，所述脈沖編碼器RPl有5個引腳，引腳3接地，引腳1、引腳2分別串聯(lián)電阻R32、R33后連接+5V電源，引腳I還與電阻R35和電阻C31串聯(lián)后接地，引腳2還與電阻R36和電阻C32串聯(lián)后接地，引腳4串聯(lián)電阻R31和開關Kl后連接+5V電源，引腳5接地，具有左轉、右轉、啟停的功能，當左旋、右轉操作所述脈沖編碼器時，所述引腳1、引腳2分別產生+5V高電平脈沖輸出，輸出信號傳遞給所述CPU控制芯片，當左旋操作時，引腳1、引腳3先接通，引腳2、引腳3端后接通，右旋操作時，接通時序相反，由時序關系判斷是左旋還是右旋，引腳4、引腳5之間連接開關K1，用于控制變頻器的啟停。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種擠出機，其特征在于:所述啟?？刂齐娐窞槔^電器輸出電路，脈沖編碼器按下，繼電器吸合，繼電器的觸點吸合控制所述變頻器開啟，脈沖編碼器再次按下繼電器釋放，繼電器的觸電開路控制所述變頻器停止。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種擠出機，其特征在于:所述電壓輸出電路包括電壓轉換芯片、運放芯片，所述電壓轉換芯片接收所述CPU控制芯片發(fā)來的編碼信號，并將編碼信號轉換成電壓并用運放芯片放大電壓信號。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種擠出機，其特征在于:所述電壓輸入電路包括電壓跟隨芯片和分壓電阻，用于對所述變頻器的輸出的電壓信號經分壓電阻分壓后，通過電壓跟隨芯片進行阻抗匹配后進入所述CPU控制芯片進行采樣，根據(jù)輸入信號的大小變換成實際的運行電流并在所述液晶顯示板上顯示；所述電壓輸入電路還包括串聯(lián)的取樣電阻，用于將所述變頻器的輸出的電流信號變成電壓信號后采樣處理。
8.一種用于權利要求1所述的擠出機的控制器，其特征在于:其包括CPU控制芯片，與所述CPU控制芯片電控連接的:電源電路、主機脈沖編碼電路、輔機脈沖編碼電路、同步脈沖編碼電路、啟?？刂齐娐?、電壓輸出電路、電壓輸入電路、外部設備。
9.根據(jù)權利要求8所述的一種擠出機的控制器，其特征在于:所述外部設備包括鍵盤和液晶顯示板。
10.根據(jù)權利要求8所述的一種擠出機的控制器，其特征在于:所述啟?？刂齐娐窞槔^電器輸出 電路。
【文檔編號】G05B19/042GK104015339SQ201410196088
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月12日 優(yōu)先權日:2014年5月12日
【發(fā)明者】陸釘毅, 陳茂勇 申請人:無錫市博宇塑機有限公司