一种中频淬火机床控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种中频淬火机床控制系统，包括微处理器、模拟量扩展模块、PWM放大电路、设定输入电路、反馈信号输入电路、电源模块和数字量混合输出/输入模块；所述模拟量扩展模块分别与微处理器、设定输入电路和反馈信号输入电路相连接；所述PWM放大电路和电源模块分别与微处理器相连接，微处理器内设置有PWM发生器；所述微处理器上还设置有信号输入电路和控制信号输出电路；所述数字量混合输出/输入模块通过双向数据通道与微处理器相连接，数字量混合输出/输入模块上还设置有信号输入电路和控制信号输出电路。该中频淬火机床控制系统具有结构简单合理、波形因数好、分立元件较少、可靠性高、系统响应快速、动态抗负载扰动的能力强等优点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及数控
，具体涉及一种用中频淬火机床控制系统。
技术介绍
中频淬火机床是将工频电源通过变频机变成SKHz的中频电源给工件加热，它具 有加热速度快、加热易控、生产效率高、氧化脱碳少及淬火畸变小等优点。在设计中对电气 控制部分有几点要求(1)可手动调整工件；( 淬火过程自动完成；C3)变频机输出电压 能自动调节。目前，控制电路一般采取继电器控制方式，也有采用可编程控制器来控制工件 动作及淬火过程的自动完成。而电压的调节一般是根据变频机输出电压的偏差通过电压检 测回路、单结晶体管触发线路和可控硅整流回路改变电机励磁电流的大小，从而使发电机 的电压保持稳定。但在实际应用中发现其分立元件较多，接点和焊点较多，导致系统可靠性 差，影响产品质量。因此，在设计时，在实现系统功能的基础上，要充分考虑技术进步、系统 线路优化及可靠性等问题。为解决现有技术中的上述缺陷，本技术提出了一种新的解决方案。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是如何提供一种中频淬火机床控制系统，该中 频淬火机床控制系统具有结构简单合理、波形因数好、分立元件较少、可靠性高、系统响应 快速、动态抗负载扰动的能力强等优点。本技术所提出的技术问题是这样解决的提供一种中频淬火机床控制系统， 其特征在于包括微处理器、模拟量扩展模块、PWM放大电路、设定输入电路、反馈信号输入 电路、电源模块和数字量混合输出/输入模块；所述模拟量扩展模块分别与微处理器、设定 输入电路和反馈信号输入电路相连接；所述PWM放大电路和电源模块分别与微处理器相连 接，微处理器内设置有PWM发生器；所述微处理器上还设置有信号输入电路和控制信号输 出电路；所述数字量混合输出/输入模块通过双向数据通道与微处理器相连接，数字量混 合输出/输入模块上还设置有信号输入电路和控制信号输出电路。按照本技术所提供的中频淬火机床控制系统，其特征在于所述PWM放大电 路采用PID控制。按照本技术所提供的中频淬火机床控制系统，其特征在于所述微处理器采 用S7-200可编程控制器。综上所述，本技术所提供的中频淬火机床控制系统具有如下优点1、采用西门子公司生产的S7-200系列可编程控制器作为控制中心，并配置一些 外围电路即可实现变频机输出电压的自动调节，使电气控制系统外线路得到优化，可靠性 提尚；2、采用的PWM发生器+PWM放大器的电压调节系统具有如下优点由于开关频率 高，仅靠变频机励磁绕组的滤波作用就可以获得脉动很小的直流电流，其波形因数好；由于开关频率高，系统的快速响应好，动态抗负载扰动的能力强；分立元件较少，可靠性高；3、整个线路得到简化，电气系统简洁明了，可靠性很高，维修方便。附图说明图1是中频淬火机床控制系统的系统结构图。 具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步的说明。如图所示，该中频淬火机床控制系统包括微处理器、模拟量扩展模块、PWM放大电 路、设定输入电路、反馈信号输入电路、电源模块和数字量混合输出/输入模块；所述模拟 量扩展模块分别与微处理器、设定输入电路和反馈信号输入电路相连接；所述PWM放大电 路和电源模块分别与微处理器相连接，微处理器内设置有PWM发生器；所述微处理器上还 设置有信号输入电路和控制信号输出电路；所述数字量混合输出/输入模块通过双向数据 通道与微处理器相连接，数字量混合输出/输入模块上还设置有信号输入电路和控制信号 输出电路。所述PWM放大电路采用PID控制。所述微处理器采用S7-200可编程控制器。微处理器采用S7-200可编程控制器，选择DC24V晶体管输出方式。作为系统的控 制中心，按照程序指令执行输入信号采集、输出控制信号、PWM控制、逻辑判断、PID计算等。 数字量混合输入/输出模块，24VDC 4输入/4输出。模拟量扩展模块，4路模拟量输入。该模块作为可编程控制器进行PID计算的设定 值和过程变量(即反馈信号)的输入口，将模块的DIP设定开关设置成101 X X X，相应 的模拟量输入范围为单极性O⑴+10V，分辨率2. 5mV,能在250 μ S的时间内完成模数转换。反馈信号电路，主回路的中频电压经中频互感器反馈一个0-100V的中频信号经 整流、滤波、分压成一个O⑴+IOV的反馈信号送模拟量扩展模块的输入端子B+和B-。设定输入电路，通过电位器调节给ΕΜ231输入一个0-+10V的模拟信号输入到模拟 量扩展模块的输入端子A+和Α-。PWM放大电路，利用大功率晶体管的开关作用，将直流电源转换成频率为 2000Hz (该频率由程序设定，可根据控制效果调整)的方波电压，加在中频机组的励磁绕组 上，通过微处理器对脉冲宽度的控制改变励磁绕组的平均电压，调节励磁电流，从而达到调 节变频机的输出电压的目的。综上所述，本技术所提供的中频淬火机床控制系统采用西门子公司生产的 S7-200系列可编程控制器作为控制中心，并配置一些外围电路即可实现变频机输出电压的 自动调节，使电气控制系统外线路得到优化，可靠性提高；采用的PWM发生器+PWM放大器的 电压调节系统具有如下优点由于开关频率高，仅靠变频机励磁绕组的滤波作用就可以获 得脉动很小的直流电流，其波形因数好；由于开关频率高，系统的快速响应好，动态抗负载 扰动的能力强；分立元件较少，可靠性高；整个线路得到简化，电气系统简洁明了，可靠性 很高，维修方便。本技术以上通过由附图所示实施例的具体实施方式，是对本技术的上述 内容作出的进一步详细说明，但不应将此理解为本技术上述的主题的范围仅限于所描 述的实例。权利要求1.一种中频淬火机床控制系统，其特征在于包括微处理器、模拟量扩展模块、PWM放 大电路、设定输入电路、反馈信号输入电路、电源模块和数字量混合输出/输入模块；所述 模拟量扩展模块分别与微处理器、设定输入电路和反馈信号输入电路相连接；所述PWM放 大电路和电源模块分别与微处理器相连接，微处理器内设置有PWM发生器；所述微处理器 上还设置有信号输入电路和控制信号输出电路；所述数字量混合输出/输入模块通过双向 数据通道与微处理器相连接，数字量混合输出/输入模块上还设置有信号输入电路和控制 信号输出电路。2.根据权利要求1所述的中频淬火机床控制系统，其特征在于所述PWM放大电路采 用PID控制。3.根据权利要求1所述的中频淬火机床控制系统，其特征在于所述微处理器采用 S7-200可编程控制器。专利摘要本技术公开了一种中频淬火机床控制系统，包括微处理器、模拟量扩展模块、PWM放大电路、设定输入电路、反馈信号输入电路、电源模块和数字量混合输出/输入模块；所述模拟量扩展模块分别与微处理器、设定输入电路和反馈信号输入电路相连接；所述PWM放大电路和电源模块分别与微处理器相连接，微处理器内设置有PWM发生器；所述微处理器上还设置有信号输入电路和控制信号输出电路；所述数字量混合输出/输入模块通过双向数据通道与微处理器相连接，数字量混合输出/输入模块上还设置有信号输入电路和控制信号输出电路。该中频淬火机床控制系统具有结构简单合理、波形因数好、分立元件较少、可靠性高、系统响应快速、动态抗负载扰动的能力强等优点。文档编号C21D1/62GK201892852SQ201本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种中频淬火机床控制系统，其特征在于：包括微处理器、模拟量扩展模块、ＰＷＭ放大电路、设定输入电路、反馈信号输入电路、电源模块和数字量混合输出／输入模块；所述模拟量扩展模块分别与微处理器、设定输入电路和反馈信号输入电路相连接；所述ＰＷＭ放大电路和电源模块分别与微处理器相连接，微处理器内设置有ＰＷＭ发生器；所述微处理器上还设置有信号输入电路和控制信号输出电路；所述数字量混合输出／输入模块通过双向数据通道与微处理器相连接，数字量混合输出／输入模块上还设置有信号输入电路和控制信号输出电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓峰，
申请(专利权)人：资阳南车传动有限公司，南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，
类型：实用新型
国别省市：51