一種被控對(duì)象自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)裝置及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種被控對(duì)象自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)裝置，該裝置包括：被控對(duì)象、固定裝置、輸出連桿機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)裝置、反饋傳輸裝置、上位機(jī)控制與監(jiān)測(cè)裝置，其中：輸出連桿機(jī)構(gòu)與被控對(duì)象相連，傳動(dòng)裝置與輸出連桿機(jī)構(gòu)連接；反饋傳輸裝置與傳動(dòng)裝置及上位機(jī)控制與監(jiān)測(cè)裝置連接；固定裝置與傳動(dòng)裝置及被控對(duì)象連接；上位機(jī)控制與監(jiān)測(cè)裝置與傳動(dòng)裝置和反饋傳輸裝置連接。本發(fā)明還公開(kāi)了一種被控對(duì)象自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)的方法。本發(fā)明具有手動(dòng)和自動(dòng)切換功能，可以完全取代人工手動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于被控對(duì)象的自動(dòng)調(diào)節(jié)及恒流功能，還可用于其它不具有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的設(shè)備，具有較強(qiáng)的推廣實(shí)用價(jià)值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種被控對(duì)象自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及速調(diào)管烘烤排氣領(lǐng)域，特別涉及一種被控對(duì)象自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]速調(diào)管是一種基于速度調(diào)制原理將電子注能量轉(zhuǎn)化成為波能量的微波真空電子器件，其制管過(guò)程中，最后一個(gè)環(huán)節(jié)就是烘烤排氣，通過(guò)對(duì)速調(diào)管加熱和真空排氣，清除速調(diào)管工藝過(guò)程中的有機(jī)物，去除吸附在金屬和陶瓷材料表面的氣體，對(duì)陰極進(jìn)行分解和激活，來(lái)獲得陰極發(fā)射、高壓絕緣和電子注傳輸所要求的高真空環(huán)境。
[0003]在烘烤排氣過(guò)程中，陰極是最主要的出氣源。對(duì)于氧化物陰極，有兩個(gè)出氣峰，第一個(gè)出氣峰發(fā)生在烘烤溫度為200°C?300°C時(shí)，主要是由于陰極制備過(guò)程中采用的黏結(jié)齊U(硝棉等)的分解引起的；第二個(gè)出氣峰發(fā)生在碳酸鹽的分解溫度(850°C?950°C)，主要是由于碳酸鹽的分解釋放出大量的氣體(如CO2等)引起的。
[0004]速調(diào)管烘烤排氣時(shí)，由于其陰極離排氣口較遠(yuǎn)，為了不至于使陰極產(chǎn)生的氣體“沉積于”陰極表面，現(xiàn)有工藝的做法為:在烘排爐升溫過(guò)程中，給陰極的加熱絲預(yù)加一定電流，使陰極表面溫度高于周?chē)鷾囟?。?dāng)烘排爐保溫后，為了使陰極進(jìn)行分解和激活，需要間隔一定時(shí)間段，給陰極的加熱絲疊加一定電流，該加電流過(guò)程重復(fù)數(shù)次最終完成加電流工藝。
[0005]由于速調(diào)管陰極熱絲組件的特殊性，如果在給陰極熱絲加電流時(shí)，采用直流熱絲電源，則熱絲相對(duì)于陰極基底應(yīng)為負(fù)，如果熱絲引線相對(duì)于陰極基底為正，則鎢離子就會(huì)與氧化鋁反應(yīng)，形成鎢酸鋁，會(huì)使氧化鋁的絕緣變壞，造成部分短路。熱絲的局部短路將很快導(dǎo)致熱絲的損壞。如果熱絲引線相對(duì)于陰極基底為負(fù)，上述問(wèn)題將不會(huì)發(fā)生。但是同樣的反應(yīng)將發(fā)生在鑰支撐筒的表面，形成鑰酸鋁，該反應(yīng)的危害程度要小，因?yàn)樵撎幍臏囟缺葻峤z溫度低100-300°C。
[0006]在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，為了避免工人接線誤操作以及上述問(wèn)題的發(fā)生，熱絲的加熱電源多為交流電源?，F(xiàn)有交流電源均為手動(dòng)調(diào)節(jié)電源，由于陰極加熱絲的電阻值隨溫度變化而變化，且實(shí)際使用的動(dòng)力電電壓因使用負(fù)載變化而時(shí)時(shí)變化，這就導(dǎo)致陰極激活電源輸出的電流波動(dòng)較大。為了使陰極按規(guī)定工藝規(guī)范分解和激活，這就使得給陰極熱絲加電流的工藝變得繁瑣而繁重，這也與現(xiàn)代先進(jìn)的工控機(jī)控制技術(shù)相脫節(jié)。
[0007]為了使陰極激活的效果更加優(yōu)良，速調(diào)管在排氣過(guò)程中，如果引入自動(dòng)調(diào)節(jié)的交流電源，則可利用自動(dòng)控制技術(shù)來(lái)減小客觀原因造成的電源輸出電流波動(dòng)較大的情況。因此亟需開(kāi)發(fā)出與交流手動(dòng)調(diào)節(jié)電源配套的自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，而本發(fā)明的調(diào)節(jié)裝置就可以完全取代人工手動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)及恒流功能，除了上述情況之外，本發(fā)明還適用于其他任何只能用手動(dòng)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)的設(shè)備，如調(diào)壓器等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)現(xiàn)有速調(diào)管以及其他只能用手動(dòng)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)的設(shè)備在烘烤排氣時(shí)陰極加電流工藝繁瑣而繁重的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種被控對(duì)象自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)裝置及方法。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出一種被控對(duì)象自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)裝置，該裝置包括:被控對(duì)象1、固定裝置2、輸出連桿機(jī)構(gòu)3、傳動(dòng)裝置4、反饋傳輸裝置5、上位機(jī)控制與監(jiān)測(cè)裝置6，其中:
[0010]所述輸出連桿機(jī)構(gòu)3與被控對(duì)象I相連，以對(duì)所述被控對(duì)象I的動(dòng)作輸入進(jìn)行調(diào)節(jié);
[0011]所述傳動(dòng)裝置4與所述輸出連桿機(jī)構(gòu)3連接，用于為所述自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)裝置提供所需要輸出的旋轉(zhuǎn)角度；
[0012]所述反饋傳輸裝置5與傳動(dòng)裝置4及上位機(jī)控制與監(jiān)測(cè)裝置6連接，用于對(duì)于所述自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)控制；
[0013]所述固定裝置2與傳動(dòng)裝置4及被控對(duì)象I連接，用于對(duì)所述輸出連桿機(jī)構(gòu)3、傳動(dòng)裝置4和反饋傳輸裝置5進(jìn)行固定；
[0014]所述上位機(jī)控制與監(jiān)測(cè)裝置6與所述傳動(dòng)裝置4和所述反饋傳輸裝置5連接，用于接收所述傳動(dòng)裝置4發(fā)送的被控對(duì)象I的轉(zhuǎn)動(dòng)參數(shù)、確定并存儲(chǔ)所述自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)裝置的動(dòng)作策略，以對(duì)被控對(duì)象I自動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種利用所述調(diào)節(jié)裝置對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)的方法，該方法包括以下步驟:
[0016]步驟1，將傳動(dòng)裝置4中的輸出軸4-1通過(guò)輸出連桿機(jī)構(gòu)3與被控對(duì)象的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸相連，用固定裝置2將傳動(dòng)裝置4與被控對(duì)象固定；
[0017]步驟2，接通所述調(diào)節(jié)裝置的電源，按下量程調(diào)節(jié)按鈕5-11，所述調(diào)節(jié)裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)被控對(duì)象調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)量程，并將被控對(duì)象調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)的起止位置存儲(chǔ)在單片機(jī)系統(tǒng)5-5或上位機(jī)6-2內(nèi)；
[0018]步驟3，根據(jù)上位機(jī)6-2中存儲(chǔ)的相應(yīng)管型速調(diào)管加電流策略設(shè)置第一條件、第一輸出電流值、第二條件、第一時(shí)間間隔，第二輸出電流值、步進(jìn)電流值、第三條件、第二時(shí)間間隔、第三輸出電流值、第四條件；
[0019]步驟4，所述調(diào)節(jié)裝置按照所述上位機(jī)6-2中存儲(chǔ)的加電流策略進(jìn)行相應(yīng)的加電流動(dòng)作；
[0020]步驟5，所述上位機(jī)6-2按照設(shè)定的時(shí)間間隔采集速調(diào)管內(nèi)外的壓力P及爐內(nèi)溫度T，并根據(jù)采集得到的數(shù)據(jù)和所述步驟3設(shè)置的控制數(shù)值進(jìn)行自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)。
[0021]本發(fā)明提供的被控對(duì)象自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)裝置及方法具有的有益效果為:
[0022]1、本發(fā)明主要由步進(jìn)電機(jī)等減速裝置實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)裝置的動(dòng)力輸出；
[0023]2、本發(fā)明的動(dòng)作策略可由上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)或者固化在單片機(jī)程序內(nèi)實(shí)現(xiàn)；
[0024]3、本發(fā)明具有手動(dòng)和自動(dòng)切換功能；
[0025]4、本發(fā)明可以完全取代人工手動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的自動(dòng)調(diào)節(jié)及恒流功能；
[0026]5、本發(fā)明還可用于其它不具有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的設(shè)備，具有較強(qiáng)的推廣實(shí)用價(jià)值。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的被控對(duì)象自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；[0029]圖3是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的被控對(duì)象自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)裝置的控制線路示意圖；
[0030]圖4是本發(fā)明被控對(duì)象自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0032]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的被控對(duì)象自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的被控對(duì)象自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)裝置的控制線路示意圖，如圖1和圖3所示，在本實(shí)施例中，所述被控對(duì)象自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)裝置包括:被控對(duì)象1、固定裝置2、輸出連桿機(jī)構(gòu)3、傳動(dòng)裝置4、反饋傳輸裝置5、上位機(jī)控制與監(jiān)測(cè)裝置6，其中:
[0033]所述輸出連桿機(jī)構(gòu)3與被控對(duì)象I相連，以對(duì)所述被控對(duì)象I的動(dòng)作輸入進(jìn)行調(diào)節(jié)，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述被控對(duì)象I為交流電源，則所述輸出連桿機(jī)構(gòu)3與交流電源的外部旋鈕調(diào)節(jié)軸相連；
[0034]所述輸出連桿機(jī)構(gòu)3進(jìn)一步包括手動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸、與所述被控對(duì)象I相連的聯(lián)軸器及與所述傳動(dòng)裝置4相連的傳動(dòng)裝置輸出軸。
[0035]所述傳動(dòng)裝置4與所述輸出連桿機(jī)構(gòu)3連接，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述傳動(dòng)裝置4中的傳動(dòng)軸4-1與所述輸出連桿機(jī)構(gòu)3中的傳動(dòng)裝置輸出軸連接，用于為所述自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)裝置提供所需要輸出的旋轉(zhuǎn)角度；
[0036]圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，所述傳動(dòng)裝置4進(jìn)一步包括傳動(dòng)軸4-1，第一錐形齒輪4-12，第二錐形齒輪4-113，微型步進(jìn)電機(jī)4_4，行星減速機(jī)構(gòu)4-5,第一微型電磁離合器4-6-1,第二微型電磁離合器4-6-2,第三錐形齒輪4-1117，多圈絕對(duì)式編碼器4-8，手動(dòng)旋鈕4-9，其中:
[0037]所述傳動(dòng)軸4-1與所述輸出連桿機(jī)構(gòu)3相連，用于將所述傳動(dòng)裝置4的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給被控對(duì)象1，比如交流電源的調(diào)節(jié)旋鈕，以便使被控對(duì)象I執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作；
[0038]所述第一錐形齒輪4-12比如用鍵固定在所述傳動(dòng)軸4-1上，并與所述第二錐形齒輪4-1I3相嚙合，用于將所述微型步進(jìn)電機(jī)4-4的動(dòng)力傳遞給所述傳動(dòng)軸4-1 ；
[0039]所述第二錐形齒輪4-1I3與第一微型電磁離合器4-6-1的一側(cè)比如采用鍵連接，第一微型電磁離合器4-6-1的另一側(cè)與行星減速機(jī)構(gòu)4-5的輸出端比如采用鍵連接，用于實(shí)現(xiàn)所述微型步進(jìn)電機(jī)4-4的動(dòng)力切換；
[0040]所述微型步進(jìn)電機(jī)4-4與所述行星減速機(jī)構(gòu)4-5相連，用于給整個(gè)系統(tǒng)提供動(dòng)力；
[0041]所述行星減速機(jī)構(gòu)4-5與所述微型步進(jìn)電機(jī)4-4相連，用于降低所述微型步進(jìn)電機(jī)4-4的轉(zhuǎn)速、增大所述傳動(dòng)軸4-1的輸出扭矩；
[0042]所述第二微型電磁離合器4-6-2的一側(cè)與所述傳動(dòng)軸4-1的一端比如采用鍵連接，所述第二微型電磁離合器4-6-2的另一側(cè)與所述手動(dòng)旋鈕4-9的軸比如采用鍵連接，用于對(duì)于手動(dòng)與自動(dòng)控制之間的動(dòng)力進(jìn)行切換；
[0043]所述多圈絕對(duì)式編碼器4-8與第三錐形齒輪4-1II7相連，第三錐形齒輪4-1II7與第二錐形齒輪4-1I3相嚙合，用于將被控對(duì)象I的轉(zhuǎn)動(dòng)參數(shù)比如交流電源調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)量程及轉(zhuǎn)軸的角度位置反饋給所述上位機(jī)控制與監(jiān)測(cè)裝置6。[0044]所述反饋傳輸裝置5與傳動(dòng)裝置4及上位機(jī)控制與監(jiān)測(cè)裝置6連接，用于對(duì)于所述被控對(duì)象自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)控制；
[0045]所述反饋傳輸裝置5進(jìn)一步包括步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)器5-3、單片機(jī)系統(tǒng)5-5、被控對(duì)象輸出電流傳感器5-7、真空度傳感器5-9，其中:
[0046]所述單片機(jī)系統(tǒng)5-5通過(guò)脈沖控制線5-4將控制所述傳動(dòng)裝置4中的微型步進(jìn)電機(jī)4-4的控制信號(hào)發(fā)送給所述步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)器5-3 ;所述步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)器5-3通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制線5-1與所述傳動(dòng)裝置4中的微型步進(jìn)電機(jī)4-4連接，用于將所述控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈沖數(shù)來(lái)控制所述微型步進(jìn)電機(jī)4-4進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作；
[0047]所述單片機(jī)系統(tǒng)5-5通過(guò)電磁閥繼電器控制線5-2依次與電磁閥繼電器5_13和所述傳動(dòng)裝置4中的第一微型電磁閥4-6-1及第二微型電磁閥4-6-2分別連接，用于控制第一微型電磁閥4-6-1及第二微型電磁閥4-6-2的開(kāi)合，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)與自動(dòng)控制之間的切換；
[0048]所述單片機(jī)系統(tǒng)5-5分別與被控對(duì)象輸出電流傳感器5-7、通過(guò)規(guī)管傳輸線5_8與真空度傳感器5-9、通過(guò)編碼器連接線5-6與所述傳動(dòng)裝置4中的多圈絕對(duì)式編碼器4-8連接，用于采集被控對(duì)象I的輸出電流、真空度、溫度及調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸位置等參數(shù)，并最終通過(guò)通信線6-1上傳至所述上位機(jī)控制與監(jiān)測(cè)裝置6中的上位機(jī)6-2內(nèi)，以便所述上位機(jī)控制與監(jiān)測(cè)裝置6做出下一步控制策略，同時(shí)從所述上位機(jī)控制與監(jiān)測(cè)裝置6中接收控制命令，并將所述控制命令轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的組件；
[0049]所述量程調(diào)節(jié)按鈕5-11、手動(dòng)自動(dòng)切換按鈕5-12與所述單片機(jī)系統(tǒng)5_5相連，用于根據(jù)所接收到的控制命令控制所述第一微型電磁離合器4-6-1及第二微型電磁離合器4-6-2的開(kāi)合，實(shí)現(xiàn)手自動(dòng)切換功能；
[0050]所述單片機(jī)系統(tǒng)5-5用于采集各組件的反饋信號(hào)(量程調(diào)節(jié)按鈕信號(hào)、手自動(dòng)切換信號(hào)、電流、真空度、溫度及被控對(duì)象調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸位置)，并將各個(gè)反饋信號(hào)轉(zhuǎn)變成可與上位機(jī)通信的格式發(fā)送至所述上位機(jī)控制與監(jiān)測(cè)裝置6中的上位機(jī)6-2，同時(shí)接收上位機(jī)6-2發(fā)出的控制命令，做出相應(yīng)的輸出，如微型步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)作信號(hào)及控制微型電磁離合器的繼電器開(kāi)合的信號(hào)；
[0051 ] 圖3中，與所述單片機(jī)系統(tǒng)5-5連接的還有被控對(duì)象輸出端5-10，所述被控對(duì)象輸出端5-10與負(fù)載連接。
[0052]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)器5-3為步進(jìn)電機(jī)PWM調(diào)節(jié)器；所述通信線6-1為RS232串口通信線。
[0053]所述固定裝置2與傳動(dòng)裝置4及被控對(duì)象I連接，用于對(duì)所述輸出連桿機(jī)構(gòu)3、傳動(dòng)裝置4和反饋傳輸裝置5進(jìn)行固定；
[0054]所述上位機(jī)控制與監(jiān)測(cè)裝置6主要包括上位機(jī)6-2，其與所述傳動(dòng)裝置4中的多圈絕對(duì)式編碼器4-8和所述反饋傳輸裝置5中的單片機(jī)系統(tǒng)5-5連接，用于接收所述傳動(dòng)裝置4發(fā)送的被控對(duì)象I的轉(zhuǎn)動(dòng)參數(shù)、確定并存儲(chǔ)所述自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)裝置的動(dòng)作策略，以實(shí)現(xiàn)對(duì)于被控對(duì)象I的自動(dòng)調(diào)節(jié)，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述上位機(jī)控制與監(jiān)測(cè)裝置6主要根據(jù)接收到的壓力、溫度的反饋值等參數(shù)來(lái)判斷是否滿足所設(shè)定的加電流條件，比較被控對(duì)象I輸出的電流反饋值與設(shè)定電流值，根據(jù)其差值，采用相應(yīng)的PID算法，輸出與該差值相應(yīng)的控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)的信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電源等被控對(duì)象的自動(dòng)控制。[0055]比如某型號(hào)速調(diào)管加電流策略如下:
[0056]①當(dāng)速調(diào)管內(nèi)真空度< 5X10_4Pa時(shí)，電流加至4A保持；②當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到500°C、速調(diào)管內(nèi)真空度< 3X 10_4Pa時(shí)，電流每隔20分鐘加1A，加至20A保持；③當(dāng)爐溫降溫至350°C時(shí)，電流增加至20.5A保持2小時(shí)，然后降至20A保持；④當(dāng)爐溫將至140°C時(shí)，電流降至0A，加電流過(guò)程結(jié)束。
[0057]圖4是本發(fā)明利用所述調(diào)節(jié)裝置對(duì)于被控對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)方法的流程圖，如圖4所示，所述方法包括以下步驟:
[0058]步驟1，將傳動(dòng)裝置4中的輸出軸4-1通過(guò)輸出連桿機(jī)構(gòu)3與被控對(duì)象的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸相連，用固定裝置2將傳動(dòng)裝置4與被控對(duì)象固定；
[0059]步驟2，接通所述調(diào)節(jié)裝置的電源，按下量程調(diào)節(jié)按鈕5-11，所述調(diào)節(jié)裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)被控對(duì)象調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)量程，并將被控對(duì)象調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)的起止位置存儲(chǔ)在單片機(jī)系統(tǒng)5-5或上位機(jī)6-2內(nèi)；
[0060]步驟3，根據(jù)上位機(jī)6-2中存儲(chǔ)的相應(yīng)管型速調(diào)管加電流策略設(shè)置第一條件、第一輸出電流值、第二條件、第一時(shí)間間隔，第二輸出電流值、步進(jìn)電流值、第三條件、第二時(shí)間間隔、第三輸出電流值、第四條件；
[0061]步驟4，所述調(diào)節(jié)裝置按照所述上位機(jī)6-2中存儲(chǔ)的加電流策略進(jìn)行相應(yīng)的加電流動(dòng)作；
[0062]步驟5，所述上位機(jī)6-2按照設(shè)定的時(shí)間間隔采集速調(diào)管內(nèi)外的壓力P及爐內(nèi)溫度T，并根據(jù)采集得到的數(shù)據(jù)和所述步驟3設(shè)置的控制數(shù)值進(jìn)行自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)。
[0063]該步驟中，根據(jù)采集得到的數(shù)據(jù)和所述步驟3設(shè)置的控制數(shù)值進(jìn)行自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)具體為:如果速調(diào)管內(nèi)外的壓力P及爐內(nèi)溫度T滿足第一條件時(shí)，則輸出相應(yīng)的脈沖數(shù)，使微型步進(jìn)電機(jī)4-4轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)采集被控對(duì)象輸出電流數(shù)值的反饋，執(zhí)行相應(yīng)的PID電流調(diào)節(jié)，使得被控對(duì)象的輸出電流值穩(wěn)定在第一輸出電流值；如果速調(diào)管內(nèi)外的壓力P及爐內(nèi)溫度T滿足第二條件時(shí)，則每隔第一時(shí)間間隔為電流加一步進(jìn)電流值，直至加至第二輸出電流值；如果速調(diào)管內(nèi)外的壓力P及爐內(nèi)溫度T滿足第三條件時(shí)，則將電流增加至第三輸出電流值，保持第二時(shí)間間隔，再將電流降至第二輸出電流值并保持；如果速調(diào)管內(nèi)外的壓力P及爐內(nèi)溫度T滿足第四條件時(shí)，電流值降至0A，加電流過(guò)程結(jié)束。
[0064]其中，所述第一條件比如可以為P < 5X10_4Pa，所述第一輸出電流值比如可以為4A，所述第二條件比如可以為T(mén)=500°C、P < 3X 10_4Pa，所述第一時(shí)間間隔比如可以為20分鐘，所述步進(jìn)電流值比如可以為1A，所述第二輸出電流值比如可以為20A，所述第三條件比如可以為T(mén)=350°C，所述時(shí)第二間間隔比如可以為2小時(shí)，所述第三輸出電流值比如可以為20.5A，所述第四條件比如可以為T(mén) ( 140°C。
[0065]所述步驟1-3屬于所述調(diào)節(jié)方法中的準(zhǔn)備階段，步驟4-5屬于所述調(diào)節(jié)方法中的工作階段。
[0066]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種被控對(duì)象自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，該裝置包括:被控對(duì)象(I)、固定裝置(2)、輸出連桿機(jī)構(gòu)(3)、傳動(dòng)裝置(4)、反饋傳輸裝置(5)、上位機(jī)控制與監(jiān)測(cè)裝置(6)，其中: 所述輸出連桿機(jī)構(gòu)(3)與被控對(duì)象(I)相連，以對(duì)所述被控對(duì)象(I)的動(dòng)作輸入進(jìn)行調(diào)節(jié); 所述傳動(dòng)裝置(4)與所述輸出連桿機(jī)構(gòu)(3)連接，用于為所述自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)裝置提供所需要輸出的旋轉(zhuǎn)角度； 所述反饋傳輸裝置(5 )與傳動(dòng)裝置(4 )及上位機(jī)控制與監(jiān)測(cè)裝置(6 )連接，用于對(duì)于所述自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)控制； 所述固定裝置(2 )與傳動(dòng)裝置(4 )及被控對(duì)象(I)連接，用于對(duì)所述輸出連桿機(jī)構(gòu)(3 )、傳動(dòng)裝置(4 )和反饋傳輸裝置(5 )進(jìn)行固定； 所述上位機(jī)控制與監(jiān)測(cè)裝置(6 )與所述傳動(dòng)裝置(4 )和所述反饋傳輸裝置(5 )連接，用于接收所述傳動(dòng)裝置(4)發(fā)送的被控對(duì)象(I)的轉(zhuǎn)動(dòng)參數(shù)、確定并存儲(chǔ)所述自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)裝置的動(dòng)作策略，以對(duì)被控對(duì)象(I)自動(dòng)調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述被控對(duì)象(I)為只能用手動(dòng)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)的設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述輸出連桿機(jī)構(gòu)(3)進(jìn)一步包括手動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸、與所述被控對(duì)象(I)相連的聯(lián)軸器及與所述傳動(dòng)裝置(4)相連的傳動(dòng)裝置輸出軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所`述的裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)裝置(4)進(jìn)一步包括傳動(dòng)軸(4-1)，第一錐形齒輪(4-12)，第二錐形齒輪(4-113)，微型步進(jìn)電機(jī)(4-4)，第一微型電磁離合器(4-6-1)，第二微型電磁離合器(4-6-2)，第三錐形齒輪(4-1117)，多圈絕對(duì)式編碼器(4-8)，手動(dòng)旋鈕(4-9)，其中: 所述傳動(dòng)軸(4-1)與所述輸出連桿機(jī)構(gòu)(3)相連，用于將所述傳動(dòng)裝置(4)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給被控對(duì)象(I )，以便使被控對(duì)象(I)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作； 所述第一錐形齒輪(4-12)固定在所述傳動(dòng)軸(4-1)上，并與所述第二錐形齒輪(4-1I3)相嚙合，用于將所述微型步進(jìn)電機(jī)(4-4)的動(dòng)力傳遞給所述傳動(dòng)軸(4-1)； 所述第二錐形齒輪(4-1I3)與第一微型電磁離合器(4-6-1)的一側(cè)連接，第一微型電磁離合器(4-6-1)的另一側(cè)與微型步進(jìn)電機(jī)(4-4)連接，用于實(shí)現(xiàn)所述微型步進(jìn)電機(jī)(4-4)的動(dòng)力切換； 所述微型步進(jìn)電機(jī)(4-4)與所述第一微型電磁離合器(4-6-1)相連，用于給整個(gè)系統(tǒng)提供動(dòng)力； 所述第二微型電磁離合器(4-6-2)的一側(cè)與所述傳動(dòng)軸(4-1)的一端連接，所述第二微型電磁離合器(4-6-2)的另一側(cè)與所述手動(dòng)旋鈕(4-9)的軸連接，用于對(duì)于手動(dòng)與自動(dòng)控制之間的動(dòng)力進(jìn)行切換； 所述多圈絕對(duì)式編碼器(4-8)與第三錐形齒輪(4-1I17)相連，第三錐形齒輪(4-1I17)與第二錐形齒輪(4-1I3)相嚙合，用于將被控對(duì)象(I)的轉(zhuǎn)動(dòng)參數(shù)反饋給所述上位機(jī)控制與監(jiān)測(cè)裝置(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)裝置(4)還包括行星減速機(jī)構(gòu)(4-5)，其連接在所述微型步進(jìn)電機(jī)(4-4)和第一微型電磁離合器(4-6-1)之間，用于降低所述微型步進(jìn)電機(jī)(4-4)的轉(zhuǎn)速、增大所述傳動(dòng)軸(4-1)的輸出扭矩。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述反饋傳輸裝置(5)進(jìn)一步包括步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)器(5-3)、單片機(jī)系統(tǒng)(5-5)、被控對(duì)象輸出電流傳感器(5-7)、真空度傳感器(5-9)，其中: 所述單片機(jī)系統(tǒng)(5-5)通過(guò)脈沖控制線(5-4)將控制所述傳動(dòng)裝置(4)中的微型步進(jìn)電機(jī)(4-4)的控制信號(hào)發(fā)送給所述步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)器(5-3)； 所述步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)器(5-3 )通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制線(5-1)與所述傳動(dòng)裝置(4 )中的微型步進(jìn)電機(jī)(4-4 )連接，用于將所述控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈沖數(shù)來(lái)控制所述微型步進(jìn)電機(jī)(4-4)進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作； 所述單片機(jī)系統(tǒng)(5-5)通過(guò)電磁閥繼電器控制線(5-2)依次與電磁閥繼電器(5-13)和所述傳動(dòng)裝置(4 )中的第一微型電磁閥(4-6-1)及第二微型電磁閥(4-6-2 )分別連接，用于控制第一微型電磁閥(4-6-1)及第二微型電磁閥(4-6-2)的開(kāi)合，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)與自動(dòng)控制之間的切換； 所述單片機(jī)系統(tǒng)(5-5 )分別與被控對(duì)象輸出電流傳感器(5-7 )、通過(guò)規(guī)管傳輸線(5-8 )與真空度傳感器(5-9)、通過(guò)編碼器連接線(5-6)與所述傳動(dòng)裝置(4)中的多圈絕對(duì)式編碼器(4-8 )連接，用于 采集被控對(duì)象(I)的參數(shù)，并通過(guò)通信線(6-1)上傳至所述上位機(jī)控制與監(jiān)測(cè)裝置(6 )中的上位機(jī)(6-2 )內(nèi)，同時(shí)從所述上位機(jī)控制與監(jiān)測(cè)裝置(6 )中接收控制命令，并將所述控制命令 轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的組件； 所述單片機(jī)系統(tǒng)(5-5)用于采集各組件的反饋信號(hào)，并將各個(gè)反饋信號(hào)轉(zhuǎn)變成可與上位機(jī)通信的格式發(fā)送至 所述上位機(jī)控制與監(jiān)測(cè)裝置(6)中的上位機(jī)(6-2)，同時(shí)接收上位機(jī)(6-2)發(fā)出的控制命令，做出相應(yīng)的輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述反饋傳輸裝置(5)還包括量程調(diào)節(jié)按鈕(5-11)和手動(dòng)自動(dòng)切換按鈕(5-12)，其與所述單片機(jī)系統(tǒng)(5-5)相連，用于根據(jù)所接收到的控制命令控制所述傳動(dòng)裝置(4)中的第一微型電磁離合器(4-6-1)及第二微型電磁離合器(4-6-2)的開(kāi)合，實(shí)現(xiàn)手自動(dòng)切換功能。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述上位機(jī)控制與監(jiān)測(cè)裝置(6)包括上位機(jī)(6-2)，其與所述傳動(dòng)裝置(4)中的多圈絕對(duì)式編碼器(4-8)和所述反饋傳輸裝置(5)中的單片機(jī)系統(tǒng)(5-5)連接。
9.一種利用權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)裝置對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟1，將傳動(dòng)裝置(4)中的輸出軸(4-1)通過(guò)輸出連桿機(jī)構(gòu)(3)與被控對(duì)象的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸相連，用固定裝置(2)將傳動(dòng)裝置(4)與被控對(duì)象固定； 步驟2，接通所述調(diào)節(jié)裝置的電源，按下量程調(diào)節(jié)按鈕(5-11 )，所述調(diào)節(jié)裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)被控對(duì)象調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)量程，并將被控對(duì)象調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)的起止位置存儲(chǔ)在單片機(jī)系統(tǒng)(5-5)或上位機(jī)(6-2)內(nèi)； 步驟3，根據(jù)上位機(jī)(6-2)中存儲(chǔ)的相應(yīng)管型速調(diào)管加電流策略設(shè)置第一條件、第一輸出電流值、第二條件、第一時(shí)間間隔，第二輸出電流值、步進(jìn)電流值、第三條件、第二時(shí)間間隔、第三輸出電流值、第四條件； 步驟4，所述調(diào)節(jié)裝置按照所述上位機(jī)(6-2)中存儲(chǔ)的加電流策略進(jìn)行相應(yīng)的加電流動(dòng)作； 步驟5，所述上位機(jī)(6-2)按照設(shè)定的時(shí)間間隔采集速調(diào)管內(nèi)外的壓力P及爐內(nèi)溫度T，并根據(jù)采集得到的數(shù)據(jù)和所述步驟3設(shè)置的控制數(shù)值進(jìn)行自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述步驟5中，根據(jù)采集得到的數(shù)據(jù)和所述步驟3設(shè)置的控制數(shù)值進(jìn)行自動(dòng)恒流調(diào)節(jié)具體為: 如果速調(diào)管內(nèi)外的壓力P及爐內(nèi)溫度T滿足第一條件時(shí)，則輸出相應(yīng)的脈沖數(shù)，使微型步進(jìn)電機(jī)(4-4)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)采集被控對(duì)象輸出電流數(shù)值的反饋，執(zhí)行相應(yīng)的PID電流調(diào)節(jié)，使得被控對(duì)象的輸出電流值穩(wěn)定在第一輸出電流值； 如果速調(diào)管內(nèi)外的壓力P及爐內(nèi)溫度T滿足第二條件時(shí)，則每隔第一時(shí)間間隔為電流加一步進(jìn)電流值，直至加至第二輸出電流值； 如果速調(diào)管內(nèi)外的壓力P及爐內(nèi)溫度T滿足第三條件時(shí)，則將電流增加至第三輸出電流值，保持第二時(shí)間間隔，再將電流降至第二輸出電流值并保持； 如果速調(diào)管內(nèi)外的壓力P及爐內(nèi)溫度T滿足第四條件時(shí)，電流值降至0Α，加電流過(guò)程結(jié)束。
【文檔編號(hào)】G05D7/06GK103529864SQ201310455028
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】王卓, 趙金玉, 周健勇 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所