基于stm32的卧式碱熔炉电控装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于STM32的卧式碱熔炉电控装置。
【背景技术】
[0002]现有燃气旋转式碱熔炉中燃烧的物料受热不均匀，动力消耗较大，并且生产成本高，而一种卧式碱熔炉就显得十分必要。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种利用价格低廉、应用广泛的STM32系列单片机为控制芯片，利用单片机控制对与搅拌桨连接的交流电机进行PWM调速、对熔炉罐体内温度的采集、电加热丝对炉内加热，以及LCD显示调速档位、定时搅拌的时间、正反转、罐体温度的基于STM32的卧式碱熔炉电控装置。所述的温度传感器单向传输给A/D转换电路，所述的A/D转换电路单向传输给所述的单片机，所述的单片机还单向接收按键电路的传输，所述的单片机还单向接收定时电路的传输，所述的单片机还单向接收电源电路的传输，所述的单片机单向控制所述的电加热丝，所述的单片机单向传输PWM波形给连接的电机，所述的单片机单向传输给显示电路。
[0004]上述的目的通过以下的技术方案实现:
[0005]有益效果:
[0006]1.本实用新型的温度传感器为三线制PT100，会大大减小导线电阻带来的附加误差，工业上一般都采用三线制接法。
[0007]2.本实用新型的液晶显示芯片不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。
[0008]3.本实用新型的TLC1543芯片是美国TI公司生产的多通道、低价格的模数转换器。采用串行通信接口，具有输入通道多、性价比高、易于和单片机接口。
[0009]4.本实用新型的光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件，因而具有很强的共模抑制能力。
【附图说明】
[0010]附图1是本实用新型的框架示意图。
[0011]附图2是按键电路图。
[0012]附图3是A/D转换电路图1。
[0013]附图4是A/D转换电路图1I。
[0014]附图5是A/D转换电路图1II。
[0015]附图6是电源电路I。
[0016]附图7是电源电路II。
[0017]附图8是液晶显示电路图。
[0018]附图9是电机驱动电路图。
[0019]附图10是加热装置电路图。
【具体实施方式】
[0020]实施例1
[0021]一种基于STM32的卧式碱熔炉电控装置，其组成包括:单片机、电机、电加热丝与温度传感器，所述的温度传感器单向传输给A/D转换电路，所述的A/D转换电路单向传输给所述的单片机，所述的单片机还单向接收按键电路的传输，所述的单片机还单向接收定时电路的传输，所述的单片机还单向接收电源电路的传输，所述的单片机单向控制所述的电加热丝，所述的单片机单向传输PWM波形给连接的电机，所述的单片机单向传输给显示电路。
[0022]实施例2
[0023]实施例1所述的基于STM32的卧式碱熔炉电控装置，所述的A/D转换电路包括电源，所述的电源连接电阻R9的一端，所述的电阻R9的另一端连接三端可调分流基准电压源TL431的一端与可调电阻VRl的一端，所述的可调电阻VRl的另一端连接接地点，所述的三端可调分流基准电压源TL431连接所述的可调电阻VRl的调节端，所述的三端可调分流基准电压源TL431的另一端连接接地点；
[0024]所述的电阻R9的另一端连接电阻R15的一端与电阻R16的一端，所述的电阻R15的另一端连接PTl的一端，所述的电阻R16的另一端连接可调电阻VR2的一端，所述的可调电阻VR2的另一端连接PT2的一端，所述的PT2的另一端及所述的PTl的另一端均连接PT100温度感测器；
[0025]所述的电阻R15与所述的电阻R16并联电阻R17，所述的电阻R17的一端连接所述的PTl的一端，所述的电阻R17的另一端连接运算放大器的反相输入端，所述的运算放大器的反相输入端2还连接电阻R19的一端，所述的电阻R19的另一端连接接地点，所述的运算放大器的同相输入端3连接电阻R18的一端，所述的电阻R18的另一端连接所述的可调电阻VR2的一端，所述的运算放大器的输出端I连接电阻R21的一端，所述的电阻R21的另一端连接稳压二极管W2的负极、电容C16的一端及W0UT3，所述的稳压二极管W2的正极与电容C16的另一端均连接接地点；
[0026]所述的运算放大器连接点4还连接接地点，所述的运算放大器连接点5还连接电容C15的一端，所述的电容C15的另一端连接接地点；
[0027]所述的运算放大器的同相输入端3与所述的运算放大器的输出端I之间并联电阻R20。
[0028]实施例3
[0029]实施例1所述的基于STM32的卧式碱熔炉电控装置，所述的电机的驱动电路包括5V电压，所述的5V电压通过串联电阻R125连接光耦Ull的输出端，所述的光耦Ull的输入端通过串联电阻Rl 24连接单片机的弓I脚PBO，所述的单片机的引脚PB I通过串联电阻Rl 26连接光耦U12的输入端，所述的光耦U12的输出端通过串联电阻R127连接5V电压；
[0030]所述的光耦Ull的输出端连接SSR固态继电器的线圈一侧，所述的SSR固态继电器的线圈另一侧通过连接220V电压连接到桥式电路；
[0031]所述的光耦U12的输出端连接SSR固态继电器的线圈一侧，所述的SSR固态继电器的线圈另一侧通过连接接地点GND连接到桥式电路。
[0032]实施例4
[0033]实施例3所述的基于STM32的卧式碱熔炉电控装置，所述的桥式电路包括NPN型三极管、PNP型三极管与电阻，所述的光耦Ull的输出端连接电阻R22的一端，所述的电阻R22的另一端连接NPN型三极管Ql的基极b，所述的NPN型三极管Ql的集电极c连接电阻R24的一端与NPN型三极管Q3的基极b，所述的电阻R24的另一端连接所述的NPN型三极管Q3的集电极C，所述的NPN型三极管Q3的发射极e连接二极管Dl的一端，所述的二极管Dl的另一端连接所述的NPN型三极管Q3的集电极C，所述的二极管Dl的另一端连接二极管D2的一端，所述的二极管D2的一端连接PNP型三极管Q6的发射极e，所述的PNP型三极管Q6的发射极e连接电阻R25的一端，所述的电阻R25的另一端连接所述的PNP型三极管Q6的基极b，所述的PNP型三极管Q6的集电极c连接所述的二极管D2的另一端；
[0034]所述的光耦U12的输出端连接电阻R23的一端，所述的电阻R23的另一端连接NPN型三极管Q2的基极b，所述的NPN型三极管Q2的集电极c连接PNP型三极管Q5的基极b，所述的PNP型三极管Q5的发射极e连接二极管D5的一端，所述的PNP型三极管Q5的集电极c连接二极管D5的另一端，所述的二极管D5的一端通过发动机BI连接二极管D4的一端，所述的二极管D5的另一端连接二极管D4的另一端，所述的二极管D4的一端连接NPN型三极管Q4的集电极C，所述的NPN型三极管Q4的发射极e连接所述的二极管D4的另一端;
[0035]所述的NPN型三极管Ql的发射极e连接所述的NPN型三极管Q2的发射极e，所述的NPN型三极管Q3的发射极e连接所述的PNP型三极管Q5的发射极e，所述的PNP型三极管Q6的集电极c连接所述的NPN型三极管Q4的集电极C，所述的所述的PNP型三极管Q6的基极b连接所述的NPN型三极管Q4的基极b，所述的NPN型三极管Q4的基极b连接所述的NPN型三极管Q2的集电极C。
[0036]实施例5
[0037]实施例3所述的基于STM32的卧式碱熔炉电控装置，所述的电加热丝的加热装置包括电源，所述的电源连接电阻R128的一端，所述的电阻R128的另一端连接光耦的一端与SSR固态继电器的一端，所述的光耦的另一端连接单片机引脚PB7，所述的SSR固态继电器的另一端连接接地点GND ;所述的SSR固态继电器连接电加热丝组，所述的电加热丝组连接接地点GND。
[0038]按键电路:
[0039]按键电路主要功能为用户通过按键对碱熔炉温度进行多档位调节，以及对电机的转速进行调整，引脚与按键之间接104pf的滤波电容。
[0040]A/D转换电路:
[0041]由于熔炉内温度较高，最高将会达到600°C，因此生活中常用的温度传感器如18B20等不满足要求。本文中温度传感器采用工业上使用的温度传感器:三线制PT100。一共使用了 6个PT100，使其分布在熔炉四周，达到多点采集的目的，其主要指标如下:
[0042]ptlOO是铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变。PT后的100即表示它在0°C时阻值为100欧姆，在100°C时它的阻值约为138.5欧姆。当PT100在O摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成近似匀速的增长。
[0043]三线制PT100:要求引出的三根导线截面积和长度均相同，测量铂电阻的电路一般是不平衡电桥，铂电阻作为电桥的一个桥臂电阻，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到铂电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，当桥路平衡时，导线电阻的变化对测量结果没有任何影响，这样就消除了导线线路电阻带来的测量误差，但是必须为全等臂电桥，否则不可能完全消除导线电阻的影响。采用三线制会大大减小导线电阻带来的附加误差，工业上一般都采用三线制接法。
[0044]它的工作原理:当PT100在O摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成近似匀速的增长。但他们之间的关系并不是简单的正比的关系，而更应该趋近于一条抛物线。
[0045]铂电阻的阻值随温度的变化而变化的计算公式:
[0046]-200〈(TC Rt=RO[1+At+Bt*t+C(t_100)t*t*t](式 I)
[0047]t<850°C Rt=RO (1+At+Bt2)(式 2)
[0048]Rt为t°C时的电阻值，RO为0°C时的阻值。公式中的A，B,系数为实验测定。这里给出标准的 DINIEC751 系数:A=3.9083E_3、B=_5.775E_7、C=_4.183E-12 根据韦达公式求得阻值大于等于100欧姆的Rt-〉t的换算公式:
[0049]t<850°C t=(sqrt((A*R0) ~2_4*B*R0*(RO-Rt))_A*R0)/2/B/R0 (式 3)
[0050]PTlOO温度感测器是一种以白金(Pt)作成的电阻式温度检测器，属于正电阻系数，其电阻和温度变化的关系式如下:R=Ro(l+a T)其中a =0.00392, Ro为100 Ω (在0°C的电阻值)，T为摄氏温度，因此白金作成的电阻式温度检测器，又称为PT100。
[0051]TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准电压源。它的输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从Vref (2.5V)到36V范围内的任何值。该器件的典型动态阻抗为0.2Ω，在很多应用中可以用它代替齐纳二极管，例如，数字电压表，运放电路、可调压电源，开关电源等等。
[0052]采集到的信号经过运放放大、去毛刺，输出到TLC1543芯片，经AD转换后输出到单片机。原理图如图4、5所示。
[0053]TLC1543是美国TI公司生