專利名稱：微波設(shè)備的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微波設(shè)備的控制裝置，尤其是關(guān)于一種大型微波設(shè)備的“現(xiàn)場總線”與模塊化控制裝置。
背景技術(shù)：
目前有關(guān)微波設(shè)備(如微波干燥機(jī)、微波萃取機(jī)、微波工業(yè)爐等)的控制裝置，無論是采用何種控制器(如單片機(jī)、PLC、工控機(jī)等)，其控制點(diǎn)的連接基本為點(diǎn)對點(diǎn)的方式，即一個(gè)輸出點(diǎn)對應(yīng)一個(gè)磁控管，一個(gè)輸出采樣對應(yīng)一個(gè)輸入點(diǎn)。如果將磁控管保護(hù)輸入的控制一并納入的話，則每個(gè)磁控管至少要占用三個(gè)控制點(diǎn)。而每個(gè)控制點(diǎn)及其外控布線是必備的且也是一對一的。因此，一臺微波設(shè)備的控制裝置的節(jié)點(diǎn)和外控布線量是極其繁多的，尤其是以微波功率超過30KW的大型設(shè)備為甚。如以一臺功率為50KV的隧道式微波干燥機(jī)為例，需設(shè)置約67個(gè)磁控管，以每個(gè)磁控管占用3個(gè)接點(diǎn)計(jì)算，其控制點(diǎn)為201個(gè)。如果將變頻、抽濕、低壓、高壓、冷卻、門開(關(guān))、加熱、保護(hù)等控制點(diǎn)包括在內(nèi)，則將使控制系統(tǒng)的占用的控制節(jié)點(diǎn)數(shù)超過220余個(gè)，其外接控制線可達(dá)800余條。數(shù)量如此之多的控制點(diǎn)和外控接線的“點(diǎn)——點(diǎn)”控制裝置，實(shí)踐證明給設(shè)備的安裝調(diào)試、生產(chǎn)運(yùn)行、維修等方面帶來極大的工作量和繁復(fù)的程序，以至于影響到設(shè)備的可靠性，不僅無形之中加大了生產(chǎn)成本，而且有礙于大型微波設(shè)備產(chǎn)品向標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的發(fā)展。近年來，一種“現(xiàn)場總線”控制系統(tǒng)(Fieldbus Control System——簡稱FCS)技術(shù)已經(jīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)，并且逐步適應(yīng)了工業(yè)控制系統(tǒng)向分散化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化發(fā)展的方向。該技術(shù)一個(gè)顯著的特點(diǎn)是具有“開放形”，即允許并鼓勵(lì)不同的廠家按照“現(xiàn)場總線”的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，自主研發(fā)具有各自特色的技術(shù)產(chǎn)品。因此，“現(xiàn)場總線”技術(shù)的引進(jìn)，已在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)方面產(chǎn)生了重大的變革。目前，F(xiàn)CS系統(tǒng)在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中運(yùn)用較為成熟的有CANBUS；PROFIBUS；LONWORKS等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，公開一種適于大型微波設(shè)備的接點(diǎn)少、布線少、效率高、可靠性高、成本低和易于安裝維修的“現(xiàn)場總線”與模塊化控制裝置。該裝置的發(fā)明思路是以對微波設(shè)備中微波發(fā)生器的控制連接為出發(fā)點(diǎn)，引用先進(jìn)的“現(xiàn)場總線”控制技術(shù)(FCS)并結(jié)合集成化的模塊技術(shù)，將已具備數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通訊能力的現(xiàn)場設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、以“現(xiàn)場總線”作為節(jié)點(diǎn)間實(shí)現(xiàn)數(shù)字通訊的紐帶，構(gòu)成數(shù)字式、雙向傳輸、全分散、多分支結(jié)構(gòu)的控制網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明主要參考了《測控技術(shù)》蘇倩著(1999年第18卷第5期)；PHILIPSSemiconductors.DATA SHEET SJA1000 Stand-alone CAN controller1997.11；《現(xiàn)場總線與工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，微型機(jī)與應(yīng)用》江正戰(zhàn)著(1995.11)等技術(shù)文獻(xiàn)?！艾F(xiàn)場總線”中所說的現(xiàn)場設(shè)備主要是指傳感器、變送器、開關(guān)器件、驅(qū)動器、執(zhí)行元件、指示及顯示器、人機(jī)操作接口等，所說的微波發(fā)生器主要是指磁控管和變壓器等。為達(dá)到前述本發(fā)明的目的和實(shí)現(xiàn)“現(xiàn)場總線”與模塊化的控制裝置，試將控制對象和控制標(biāo)的按其功能進(jìn)行有意識的劃分和排隊(duì)，則可以得到如下的結(jié)果———由于每個(gè)磁控管和變壓器的控制標(biāo)的是指——磁控管的輸出信號控制、超溫保護(hù)輸入信號檢測、故障輸入信號檢測、變壓器過熱信號保護(hù)等；溫度方面的控制標(biāo)的是指——紅外溫度信號檢測、熱風(fēng)溫度信號監(jiān)測等；其他控制標(biāo)的還有冷卻、抽濕、抽真空、變頻調(diào)速等。如此而已，可按其不同功能的編排設(shè)計(jì)和制作出具有與其相應(yīng)控制功能的專用模塊——也即把控制相同功能的所有控制節(jié)點(diǎn)集成于同一模塊，并由此專用模塊統(tǒng)一完成對數(shù)個(gè)控制對象的控制信號的輸入或輸出，同時(shí)，將上述所有不同功能的模塊通過現(xiàn)場通訊總線連接后接入上位控制器(PLC或工控機(jī)等)進(jìn)行統(tǒng)一而協(xié)調(diào)的處理控制。綜上所述，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種微波設(shè)備的控制裝置，包括與主控制器連接的I/O模塊和其它功能模塊以及與其連接的傳感器、變送器、驅(qū)動器、執(zhí)行元件、開關(guān)器件等，其特征在于主控制器通過現(xiàn)場總線連接傳感器、變送器、驅(qū)動器、執(zhí)行元件、開關(guān)器件等，其中，現(xiàn)場總線通過若干專用功能模塊分別連接傳感器、變送器、驅(qū)動器、執(zhí)行元件、開關(guān)器件等，主控制器與現(xiàn)場總線之間設(shè)置有通訊適配器；專用功能模塊并聯(lián)于設(shè)有多個(gè)接口的現(xiàn)場總線；每一個(gè)專用功能模塊控制連接一個(gè)微波加熱單元，一個(gè)微波加熱單元是指一個(gè)油箱總成或一個(gè)風(fēng)冷式加熱腔；一個(gè)油箱總成含有3～6只變壓器以及與其對應(yīng)的3～6只磁控管，一個(gè)風(fēng)冷式加熱腔含有3～6變壓器以及與其對應(yīng)的3～6只磁控管和冷風(fēng)機(jī)。
按上述方案實(shí)施的現(xiàn)場總線與模塊化控制裝置，由于采用了先進(jìn)的“FCS”技術(shù)和分散式的I/O模塊，顯著的減少了系統(tǒng)元件和外控接線，簡化了設(shè)備及控制裝置的設(shè)計(jì)和減少了生產(chǎn)制造、安裝調(diào)試的工作量及差錯(cuò)率，也因此而降低了設(shè)備的生產(chǎn)、調(diào)試和維修成本。本發(fā)明將“FCS”系統(tǒng)與分散式I/O模塊技術(shù)有機(jī)的結(jié)合，不僅為廣泛使用標(biāo)準(zhǔn)化的“現(xiàn)場總線”提供了一個(gè)通用的、且使該系統(tǒng)運(yùn)行在標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)PC+WINDOWS/NT的平臺，而且為微波設(shè)備向大型化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化方面的發(fā)展提供了有利的技術(shù)支持。本發(fā)明具有一定的技術(shù)先進(jìn)性和廣闊的市場前景。


圖1為本發(fā)明控制結(jié)構(gòu)方框示意圖；圖2為一個(gè)模塊與油箱總成的控制結(jié)構(gòu)方框示意圖；圖3是一種60KW隧道式微波干燥滅菌機(jī)為實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3實(shí)施例中加熱單元的結(jié)構(gòu)放大示意圖。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖就一種60KW隧道式微波干燥滅菌機(jī)為實(shí)施例，作進(jìn)一步具體說明。主控制器7由上位機(jī)(采用松下電工FPO-C16CT)和人機(jī)界面(采用松下電工GT30觸摸屏)組成，該控制器通過由現(xiàn)場總線1經(jīng)10余個(gè)?？?分別連接的各種溫度及紅外傳感器、高低壓變送器、驅(qū)動器(電機(jī)、減速器、傳輸帶)、繼電器等(圖示略)，主控制器7與現(xiàn)場總線1之間設(shè)有通訊適配器(附圖中為示出)，該適配器可根據(jù)主控制器通訊接口的不同而適用RS232或LS485型。為滿足該隧道機(jī)長距離傳輸信號的要求，從適配器接出的現(xiàn)場總線1轉(zhuǎn)為CAN現(xiàn)場總線，現(xiàn)場總線1設(shè)有多個(gè)接口用以并聯(lián)各?？?，其中，每一個(gè)?？?控制連接一個(gè)加熱單元6，該加熱單元包括6只變壓器21和6只磁控管5構(gòu)成的油箱總成2，依此構(gòu)成加熱腔60，數(shù)十個(gè)加熱腔60排列成行的通道——隧道，用以完成從其間由傳輸帶8輸送的物料的烘干和滅菌。該控制裝置中的每只?？旄鶕?jù)主控制器的指令和各種輸入信息，對每個(gè)油箱總成的6只變壓器合6只磁控管進(jìn)行通斷控制，而對油箱以外的其他控制(如抽濕、預(yù)熱、調(diào)速等)則由并聯(lián)于CAN現(xiàn)場總線的其他?？煊枰钥刂啤Ｋ心？旆答伒男畔⒕ㄟ^CAN現(xiàn)場總線傳輸于主控制器并在上述的顯示屏以顯示。本實(shí)施例所用的模塊可選用常規(guī)的模塊，也可采用專用設(shè)計(jì)的。至于風(fēng)冷式加熱腔的結(jié)構(gòu)本案予以省略，圖中所示的4為抽濕管道。
權(quán)利要求
1.一種微波設(shè)備的控制裝置，包括與主控制器連接的I/O模塊和其它功能模塊以及與其連接的傳感器、變送器、驅(qū)動器、執(zhí)行元件、開關(guān)器件等，其特征在于主控制器通過現(xiàn)場總線連接傳感器、變送器、驅(qū)動器、執(zhí)行元件、開關(guān)器件等，其中，現(xiàn)場總線通過若干專用功能模塊分別連接傳感器、變送器、驅(qū)動器、執(zhí)行元件、開關(guān)器件等，主控制器與現(xiàn)場總線之間設(shè)置有通訊適配器。
2.按權(quán)利要求1所述的微波設(shè)備的控制裝置，其特征在于專用功能模塊并聯(lián)于設(shè)有多個(gè)接口的現(xiàn)場總線。
3.按權(quán)利要求1、2所述的微波設(shè)備的控制裝置，其特征在于每一個(gè)專用功能模塊控制連接一個(gè)微波加熱單元。
4.按權(quán)利要求3所述的微波設(shè)備的控制裝置，其特征在于一個(gè)微波加熱單元是指一個(gè)油箱總成或一個(gè)風(fēng)冷式加熱腔。
5.按權(quán)利要求4所述的微波設(shè)備的控制裝置，其特征在于一個(gè)油箱總成含有3～6只變壓器以及與其對應(yīng)的3～6只磁控管。
6.按權(quán)利要求4所述的微波設(shè)備的控制裝置，其特征在于一個(gè)風(fēng)冷式加熱腔含有3～6變壓器以及與其對應(yīng)的3～6只磁控管和冷風(fēng)機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明的目的是公開一種適于大型微波設(shè)備的“現(xiàn)場總線”與模塊化控制裝置，該裝置引用了先進(jìn)的“現(xiàn)場總線”控制技術(shù)(FCS)并結(jié)合集成化的模塊技術(shù)，其主要在于主控制器通過現(xiàn)場總線連接傳感器、變送器、驅(qū)動器、執(zhí)行元件、開關(guān)器件等，其中，現(xiàn)場總線通過若干專用功能模塊分別連接傳感器、變送器、驅(qū)動器、執(zhí)行元件、開關(guān)器件等，主控制器與現(xiàn)場總線之間設(shè)置有通訊適配器。按上述方案實(shí)施的現(xiàn)場總線與模塊化控制裝置，由于采用了先進(jìn)的“FCS”技術(shù)和分散式的I/O模塊，不僅顯著的減少了系統(tǒng)元件和外控接線、簡化了設(shè)備及控制裝置的設(shè)計(jì)和減少了生產(chǎn)制造、安裝調(diào)試的工作量及差錯(cuò)率，而且為微波設(shè)備向大型化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化方面的發(fā)展提供了有利的技術(shù)支持。
文檔編號H05B6/68GK1674052SQ200410007978
公開日2005年9月28日 申請日期2004年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月23日
發(fā)明者李晟, 王穗榆 申請人:天水華圓制藥設(shè)備科技有限責(zé)任公司