矿用高压防爆变频器水冷系统的温度采集模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种矿用高压防爆变频器水冷系统的温度采集模块，用于检测矿用高压变频器中循环冷却水的温度。
【背景技术】
[0002]随着煤炭工业的发展，安全问题日益成为迫切需要解决的首要问题。由于煤矿井下生产过程复杂，环境条件恶劣，自然灾害多，所以经常会存在安全事故隐患。据煤炭行业有关专家分析，瓦斯突出与矿井温度有着密切的关系，而矿用高压变频器是矿井中发热源之一，因此对其温度的检测显得尤为重要。现有变频器中温度采集模块具有以下缺点:1.测量误差大2.抗干扰能力差3.数据传输速度慢4.安装不方便等。
【发明内容】
[0003]为了解决上述问题，本实用新型公开了一种应用于矿用高压防爆变频器中水冷系统的温度采集模块，该温度采集模块具有温度测量范围广、抗干扰能力强、测量精度高、传输速率快、成本低等优点，同时具有报警，自动保护等功能。
[0004]本实用新型一种矿用高压防爆变频器水冷系统的温度采集模块，主要包括:温度传感器(I)、电源电路(2)、运算放大电路(3)、CPLD (4)、AD转换电路(5)、光电转换电路
(6)和液晶显示电路(7)。温度传感器(I)负责采集温度模拟量信号，将信号传送至运算放大电路(3);电源电路(2)负责给运算放大器(3)、CPLD (4)、AD转换芯片(5)及液晶显示电路(7 )供电；运算放大电路(3 )将传输过来的模拟量信号进行信号放大抬升，并将其传输给AD转换电路(5)，并且该电路具有电压比较功能，能够在硬件电路上实现保护功能；AD转换电路(5)将传输来的模拟量信号转换成数字量信号，并将其传送给CPLD (4)芯片；CPLD作为运算处理芯片，对传输过来的数字信号进行处理，并对其进行编码和译码，最后通过光电转换电路(6)，将电信号转换成光信号，用于光纤信号的数据传输；液晶显示电路(7)实时显示当前变频器中循环冷却水的温度及当前的状态信息。
[0005]运算放大电路(3)包含型号为OPA4227的运算放大器及其外围电路。
[0006]CPLD (4)采用ALTERA公司型号为EPM7256AE的芯片，并包含其外围电路。
[0007]AD转换电路(5)包含型号为AD7656AE的AD转换芯片及其外围电路。
【附图说明】
[0008]图1为矿用高压防爆变频器水冷系统的温度采集模块电路框图。
[0009]图2为温度采集模块的运算放大电路原理图。
[0010]图3、图4为温度采集模块的CPLD电路原理图。
[0011 ]图5为温度采集模块的AD转换电路原理图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合【附图说明】本实用新型的【具体实施方式】:
[0013]如图1所示，本实用新型主要包括:温度传感器(1)、电源电路(2)、运算放大电路
(3)、CPLD (4)、AD转换电路(5)、光电转换电路(6)和液晶显示电路(7)。温度传感器(I)负责采集温度模拟量信号，将信号传送至运算放大电路(3);电源电路(2)负责给运算放大器(3)、CPLD (4)、AD转换电路(5)及液晶显示电路(7)供电；运算放大电路(3)将传输过来的模拟量信号进行信号放大抬升，并将其传输给AD转换电路(5)，并且该电路具有电压比较功能，能够在硬件电路上实现保护功能；AD转换电路(5)将传输来的模拟量信号转换成数字量信号，并将其传送给CPLD (4)芯片；CPLD作为运算处理芯片，对传输过来的数字信号进行处理，并对其进行编码和译码，最后通过光电转换电路(6)，将电信号转换成光信号，用于光纤信号的数据传输；液晶显示电路(7)实时显示当前变频器中循环冷却水的温度及当前的状态信息。
[0014]如图2所示，运算放大电路(3)包括型号为OPA4227的运算放大器和外围电路，夕卜围电路的组成和连接方法是:L1滤波电感与Dl稳压二极管的一端相连；电阻R1、R2、R3、R4以及稳压二极管Dl相并联；电阻R13的一端与R4相连，另一端与电阻R16相连；电容Cl、C2、ClO分别与运算放大器的2、3、4脚和11脚相连；电阻R19的一端与运算放大器的I引脚相连，另一端与电阻R22相连；滤波电感L4 一端与电阻R22相连，另一端与AD转换芯片的33引脚相连；电容C3 —端与电阻R22相连，另一端接地N15。
[0015]如图3、图4所示，CPLD (4)包括ALTERA公司型号为EPM7256AE的芯片和相应的外围电路。其外围电路的组成和连接方法是:EPM7256AE芯片的87引脚与外部晶振相连，芯片的 3、18、34、39、51、66、82、91 引脚与电源 P3.3 相连，芯片的 11、26、38、43、59、74、86、88、89、90、95 引脚与地 N5 相连；芯片的 21、20、19、17、16、14、13、12、10、9、8、7、6、5、2、I 引脚分别与 AD 转换芯片 AD7656AE 的 17、16、15、14、13、12、11、10、7、6、5、4、3、2、1、64 引脚对应连接，芯片的 22、23、24、25、27、28、29、30 引脚分别和 AD 转换芯片 AD7656AE 的 18、19、20、21、22、23、24、28引脚对应连接，芯片的69、70、71引脚分别与光电转换电路的PWM_E1、PWM2、PWMl端相连。
[0016]如图5所示，AD转换电路(5)包括AD转换芯片AD7656AE和外围电路，该电路的连接方法是:AD7656AE芯片的25引脚与26引脚间并联电容C38和C39，并与电源P5和地N5相连，芯片的30引脚与31引脚间并联电容C40和C41，并与电源M15、P15相连，芯片的31引脚与32引脚间并联电容C42和C43，并与电源P15和地N15相连，电容C44和C45并联一端与芯片的34引脚相连，另一端和地N15相连，芯片的35引脚与37引脚间并联电容C46和C47，并与电源P5A和地N15相连，芯片的38引脚与40引脚间并联电容C48和C49，并与电源P5A和地NI5相连，芯片的41引脚与43引脚间并联电容C50和C51，并与电源P5A和地NI5相连，芯片的44引脚与46引脚间并联电容C52和C53，并与电源P5A和地NI5相连，芯片的47引脚与49引脚间并联电容C54和C55，并与电源P5A和地N15相连，芯片的49引脚与50引脚间并联电容C56和C57，并与电源P5A和地N15相连，芯片的52引脚、53引脚相连，52、54引脚之间并联电容C58和C59，同时和地N15相连，芯片的55引脚和56引脚间并联电容C60和C61，同时和地N15相连，芯片的57引脚和58引脚间并联电容C62和C63，同时和地N15相连，芯片的59引脚与60引脚间并联电容C64和C65，并与电源P5A和地NI5相连。
【主权项】
1.一种矿用高压防爆变频器水冷系统的温度采集模块，其特征在于:包括温度传感器(I)、电源电路(2)、运算放大电路(3)、CPLD (4)、AD转换电路(5)、光电转换电路(6)和液晶显示电路(7);温度传感器(I)负责采集温度模拟量信号，将信号传送至运算放大电路(3);电源电路(2)负责给运算放大器(3)、CPLD (4)、AD转换芯片(5)及液晶显示电路(7)供电；运算放大电路(3)将传输过来的模拟量信号进行信号放大抬升，并将其传输给AD转换电路(5)，并且该电路具有电压比较功能，能够在硬件电路上实现保护功能；AD转换电路(5)将传输来的模拟量信号转换成数字量信号，并将其传送给CPLD (4)芯片；CPLD作为运算处理芯片，对传输过来的数字信号进行处理，并对其进行编码和译码，最后通过光电转换电路(6)，将电信号转换成光信号，用于光纤信号的数据传输；液晶显示电路(7)实时显示当前变频器中循环冷却水的温度及当前的状态信息。
2.根据权利要求1所述的矿用高压防爆变频器水冷系统的温度采集模块，其特征在于:所述运算放大电路由0PA4227运算放大器及外围电路组成。
3.根据权利要求1所述的矿用高压防爆变频器水冷系统的温度采集模块，其特征在于所述CPLD由EPM7256AE芯片和外围电路组成。
4.根据权利要求1所述的矿用高压防爆变频器水冷系统的温度采集模块，其特征在于所述AD转换电路由AD7656AE转换芯片及其外围电路组成。
【专利摘要】本实用新型公开了一种应用于矿用高压防爆变频器水冷系统中的温度采集模块，主要包括：温度传感器、电源电路、运算放大电路、CPLD、AD转换电路、光电转换电路和液晶显示电路。该温度采集模块具有测量温度范围广、测量精度高、抗干扰能力强、成本低等优点，同时具有报警，自动保护的功能。
【IPC分类】G01K1-02, G01K13-00
【公开号】CN204514501
【申请号】CN201520126610
【发明人】许开成, 陆文涛, 李愈清, 马斌, 刘彬
【申请人】唐山开诚电控设备集团有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年3月5日