工业用多参量数据采集器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及数据采集装置，具体涉及一种工业用多参量数据采集器。特别适用于集中供热热网监控。
【背景技术】
[0002]数据采集是现代工程科技中不可缺少的一部分，高质量的数据采集对提高我国的科技发展水平具有重要意义。随着我国工业生产水平的不断提高，对数据采集器的要求也越来越高，不仅需要实现对多参量数据的采集，而且要保证采集过程的高精度。
[0003]目前，工业现场多传感器融合参数检测得到越来越多的应用，市面上的数据采集装置多是基于单片机设计实现单一数据采集功能，受限于单片机的计算能力，现有数据采集器存在以下问题:(1)数据处理能力达不到工业现场多参量数据采集的要求；(2)精度较低，易受干扰造成数据的误采集。
【发明内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是，克服现有数据采集器数据处理能力不足，精度较低的问题，提供一种工业用多参量数据采集器。
[0005]为解决技术问题，本实用新型采取的技术方案是:一种工业用多参量数据采集器，其特征在于:包括信号调理模块、AD转换模块、核心控制模块、液晶显示模块、通讯接口模块及电源模块;其中信号调理模块与AD转换模块连接，AD转换模块与核心控制模块连接，核心控制模块分别与液晶显示模块、通讯接口模块连接，电源模块分别与信号调理模块、AD转换模块、核心控制模块及通讯接口模块连接。
[0006]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是，采用基于Cotex_M3内核的32位ARM芯片STM32F103ZET6作为核心控制模块，采用24位高精度模数转换芯片AD7799作为AD转换模块，能够极大的提高多参量的数据处理能力和采集精度，且结构简单。
【附图说明】
[0007]图1为本实用新型的端口分配图；
[0008]图2为本实用新型的电路原理框图；
[0009]图3为图2中信号调理模块一个通道的温度采集电路原理图；
[0010]图4为图2中信号调理模块一个通道的压力采集电路原理图；
[0011]图5为图2中信号调理模块一个通道的流量采集电路原理图；
[0012]图6为图2中AD转换模块一个AD转换电路原理图；
[0013]图7为图2中通讯接口模块的隔离型RS485电路原理图；
[0014]图8为图2中电源模块的电源电路原理图；
[0015]图9为采集器控制流程图；
[0016]图10是图1中AD7799模数转换芯片的数据采集流程图；
[0017]图11是图1中RS485接口通讯芯片的通信流程图。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0019]参照图1，本实用新型的数据采集器端口包括四路压力信号采集端口1(P1-P4)，电源端口2(DC24V)，液晶显示窗口3，四路流量信号采集端口4(S1-S4)，六路温度信号采集端口 5(T1-T6)，通讯端口6(PLC)。压力、流量、温度信号采集端口连接外部传感器，六路温度信号采集端口 5外部连接ΡΤ100铂电阻，内部连接三线制测温电桥电路;压力、流量采集端口连接4-20mA的模拟信号传感器，内部连接采样电阻电路;液晶显示窗口显示采集各通道数据的实时数据；电源端口连接24V直流电源为该采集器供电；通讯端口连接PLC进行数据交换。
[0020]参照图2，本实用新型的数据采集器包括信号调理模块、AD转换模块、核心控制模块、液晶显示模块、通讯接口模块及电源模块;其中信号调理模块与AD转换模块连接，ADR换模块与核心控制模块连接，核心控制模块分别与液晶显示模块、通讯接口模块连接，电源模块分别与信号调理模块、AD转换模块、核心控制模块及通讯接口模块连接。
[0021]本实用新型的信号调理模块包括六通道的温度采集模块、四通道的压力采集模块和四通道的流量采集模块三部分，参照图3，其中温度采集模块的每个通道的温度采集电路采用一个型号为TL431ACLP的可控精密稳压源D10，一个型号为BAT54S的肖特基二极管D11，一个型号为LM258D的双运算放大器，分别为运算放大器U11A、运算放大器U11B，其中可控精密稳压源D10的3脚经电阻R10接电源VCC端，同时连接电阻R11、电阻R13及电阻R14的一端，电阻R11的另一端和电阻R12的一端接可控精密稳压源D10的1脚，电阻R12的另一端与可控精密稳压源D10的2脚连接后接地；电阻R13的另一端连接温度传感器正极T1+，电阻R14的另一端通过电阻R15接温度传感器负极T1-，同时电阻R13的另一端经电阻R16连接运算放大器U11A的3脚及电阻R18的一端，电阻R14的另一端经电阻R17接至运算放大器U11A的2脚及电阻R19的一端，电阻R19的另一端连接运算放大器U11A的1脚及电阻R190的一端，运算放大器U11A的4脚连接电容C190的一端，同时与运算放大器U11B的4脚连接后接电源-VCC端，与电阻R18的另一端连接后接地；电阻R190的另一端与运算放大器U11B的5脚连接，同时又连接电容C192、电容C190和电阻R18的另一端后接地;运算放大器U11B的6脚经电阻R191与电容C191的一端连接后接地，运算放大器U11B的8脚连接电容C191的另一端，同时又与运算放大器U11A的8脚连接后接电源VCC端;运算放大器U11B的6脚经电阻R192连接运算放大器U11B的7脚，同时运算放大器U11B的7脚经电阻R193连接肖特基二极管Dl 1的3脚，同时作为该电路的输出端T1，肖特基二极管Dl 1的2脚接电源VCC端，1脚接地。
[0022]温度采集模块的一路温度采集电路由PT100温度传感器、电阻R13、电阻R14、电阻R15组成桥式电路，T1+接PT100温度传感器正极，T1-接PT100温度传感器负极，由TL431ACLP可控精密稳压源D10提供电源，TL431ACLP的可控精密稳压源D10由两个LM258低功耗双运算放大器组成放大电路，BAT54S肖特基二极管Dl 1起电压钳位作用。
[0023]参照图4，本实用新型压力采集模块的每个通道的压力采集电路采用一个型号为BAT54S的肖特基二极管D81，一个型号为LM258D的运算放大器U80A，一个双向TVS二极管D80，其中电阻R83的一端连接压力传感器输出的电压信号P1V，电阻R83的另一端连接电阻R80和电阻R81的一端，然后连接压力传感器输出的电流信号P11，电阻R81的另一端连接电容C80和双向TVS 二极管D80的一端及运算放大器U80A的3脚，运算放大器U80A的4脚接电源-VCC，同时连接电容C84的一端，运算放大器U80A的2脚经电阻R84连接肖特基二极管D81的3脚及运算放大器U80A的1脚，运算放大器U80A的8脚与电容C86的一端连接后接电源VCC端，电容C86的另一端接地，肖特基二极管D81的2脚接电源VCC端，1脚接地，同时运算放大器U80A的1脚经电阻R82与电容C82的一端连接，同时作为该电路的输出端P1，电容C82、电容C84、双向TVS 二极管D80、电容C80及电阻R80的另一端连接后接地。
[0024]压力采集模块由采样电阻R80对压力传感器输出的4_20mA进行转换，P1V接传感器输出的电压信号，P1I接传感器输出的电流信号，双向TVS 二极管D80可消除信号因瞬间脉冲产生的干扰，LM258低功耗双运算放大器U80A构成一个电压跟随器，BAT54S肖特基二极管D81起电压钳位作用。
[0025]参照图5，本实用新型的流量采集模块的每个通道的流量采集电路采用一个型号为BAT54S的肖特基二极管D121，一个双向TVS二极管D120和一个型号为LM258D的运算放大器U20A，其中电阻R123的一端连接流量传感器输出的电压信号S1V，电阻R123的另一端连接电阻R121和电阻R120的一端，然后连接流量传感器输出的电流信号S1I，电阻R121的另一端连接电容C120和双向TVS 二极管D120的一端及运算放大器U20A的3脚，运算放大器U20A的2脚经电阻R124连接肖特基二极管D121的3脚、运算放大器U20A的1脚及电阻R122的一端，运算放大器U20A的4脚连接电源-VCC端及电容C124的一端，运算放大器U20A的8脚连接电源VCC端，同时经电容C126接地，肖特基二极管D121的2脚接电源VCC端，1脚接地，电阻R122的另一端与电容C122的一端连接，同时作为该电路的输出端S1，电容C122、电容C124、双向TVS二极管Dl 20、电容C120及电阻R120的另一端连接后接地。
[0026]流量采集模块由采样电阻R120对流量传感器输出的4_20mA进行转换，S1V接传感器输出的电压信号，S1I接传感器输出的电流信号，双向TVS 二极管D120可消除信号因瞬间脉冲产生的干扰，LM258低功耗双运算放大器U20A构成一个电压跟随器，BAT54S肖特基二极管D121起电压钳位作用。
[0027]本实用新型的核心控制模块采用基于Cο t e X - Μ 3内核的3 2位A R Μ芯片STM32F103ZET6作为数据处理核心。
[0028]参照图6，本实用新型的AD转换模块采用五片型号为AD7799的模数转换芯片，型号为TLP281-1的光电耦合器与每一片模数转换芯片组成一个AD转换电路，该电路的光电耦合器Τ8的1脚经电阻R718接3.3V电源，2脚接ARM芯片，3脚接地，4脚与模数转换芯片U70的2脚