一种蒸汽的压力流量检测电路的制作方法

本实用新型属于水处理技术领域，尤其是涉及一种蒸汽的压力流量检测电路。

背景技术：

蒸汽压力流量的检测不仅有利于蒸汽的安全使用，还有助于控制原材料的配比，提高效率，节约经济，同时还能保证生产安全，减少事故发生。因此，现在需要提供一种针对蒸汽的压力流量进行检测的装置。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种蒸汽的压力流量检测电路，针对蒸汽的压力流量进行检测。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种蒸汽的压力流量检测电路，包括单片机、IV转换模块、压力变送器、流量变送器、通讯模块、VI转换模块、调节阀和上位机，所述压力变送器、流量变送器均通过IV转换模块信号连接单片机的ADC功能模块，所述单片机的控制信号输出端通过VI转换模块信号连接调节阀，所述单片机通过通讯模块连接上位机。

优选的，所述通讯模块包括串口转RS-485电路和RS485转USB电路，所述串口转RS-485电路的输入端连接单片机的串口输出端，其输出端连接RS485转USB电路的输入端。

优选的，所述IV转换模块包括四运算放大器LM324和电源转换器ICL7660。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

本实用新型可对蒸汽的压力流量进行检测，蒸汽压力流量的检测不仅有利于蒸汽的安全使用，还有助于控制原材料的配比，提高效率，节约经济。根据气候优势，调整水资源合理分配，具有推广价值。同时还能保证生产安全，减少事故发生。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述蒸汽的压力流量检测电路的原理框图；

图2为本实用新型实施例所述单片机的电路图；

图3为本实用新型实施例所述IV转换模块的电路图；

图4为本实用新型实施例所述串口转RS-485电路的电路图；

图5为本实用新型实施例所述RS485转USB电路的电路图；

图6为本实用新型实施例所述液晶显示器的电路图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种蒸汽的压力流量检测电路，如图1所示，包括单片机、IV转换模块、压力变送器、流量变送器、通讯模块、VI转换模块、调节阀和上位机，所述压力变送器、流量变送器均通过IV转换模块信号连接单片机的ADC功能模块，所述单片机的控制信号输出端通过VI转换模块信号连接调节阀，所述单片机通过通讯模块连接上位机。

压力变送器、流量变送器分别将压力、流量信号转换成4-20mA的标准信号输出，输出的电流信号经过VI转换模块(电压电流转换模块)将4-20mA的标准信号转换成0-3.3V的电压信号，便于单片机采集；

单片机的ADC功能模块将0-3.3V的模拟信号转换成数字信号便于单片机采集滤波，并将采集到的数据经RS485通讯模块传送给上位机。

如图2所示，本实用新型的单片机(STM32F103ZET6)为控制核心，采用12位ADC实现压力变送器和流量变送器变送出来的标准信号的多通道采集。

单片机最小系统包括晶振和复位电路，晶振与单片机内部的电路一起提供单片机需要的时钟频率，晶振产生的时钟频率越高，单片机的运行速度则越快。与此同时，晶振还可以给系统提供一个基本的时钟信号。单片机最小系统中一般只有一个晶振，这样可以让单片机各部分保持同步。

复位电路是指单片机在正常工作时，RST应保持低电平。当RST为高电平并且保持10ms以上时间就能实现复位。当手动复位按下B1时，电容瞬间充电，使RST为高电平，而放电要经历一定时间，这段时间大于10ms，从而实现复位操作。

复位按键的RESRT与MCU的NRST端相连，单片机的复位引脚RST出现2个机器周期以上的高电平时，单片机就执行复位操作。如果RST持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。所以电源3.3V与地之间连接了一个10K电阻和一个电容，电阻是用来控制电容充放电时间，以便很好的完成复位。而时钟电路是在MCU的OSC_IN和OSC_OUT端外接一个32.768KHZ和在MCU的PC14和PC15端连接8MHZ的晶振，为内部芯片工作提供时钟。

因为压力变送器、流量变送器出来的信号是4-20mA标准信号，而STM32只能采集0-3.3V以内的电压信号，因此，为了能检测到变送器出来的标准信号，要先将标准信号转换成0-3.3V以内的电压信号，可以用165欧的电阻就能直接转换，但是这样转换不稳定，精度不高。

因此，如图3所示，本申请采用LM324四运算放大器和ICL7660小功率极性反转电源转换器构成的电流转电压电路：

所述IV转换模块包括四运算放大器LM324和电源转换器ICL7660，所述四运算放大器LM324的引脚5同时连接电阻R3、电阻R4，电阻R4的另一端接地，电阻R4的另一端连接信号输入插头，电阻R5并联信号输入插头的两个输入端；引脚6通过电阻R7连接引脚7，电阻R5的一端通过电阻R6连接引脚6，引脚7通过电阻R8同时连接引脚3和电阻R9，电阻R9的另一端通过电容C3同时连接引脚11和电源转换器ICL7660的输出引脚；引脚2通过电阻R11连接引脚13，引脚2通过串联的电阻R2和电阻R1同时连接引脚8、引脚9和引脚10；引脚9通过电阻R10接地，同时通过可调电阻RP1连接引脚8；引脚12连接可调电阻RP2的可调端，可调电阻RP2的两个固定端分别连接稳压器7805的输出端和电阻R12，电阻R12的另一端接地；

所述电源转换器ICL7660的引脚2通过电容C1连接引脚4，引脚5通过电容C3连接电阻R9的另一端和header连接器；引脚8依次通过电阻R13、LED2连接header连接器的端口3，header连接器端口1通过二极管D1连接稳压器7805的输入端。

R5对电流进行采样ui＝R5*I＝100I；经R4、R3分压进入运放2的同相输入端LM324的6脚7脚接反馈电阻，构成同相放大，放大倍数为7脚电压经R8、R9分压进入3脚1脚、2脚、13脚、14脚构成减法器；12脚电压是RP2对5V的分压，LM324的12脚、13脚、14脚构成电压跟随器u12＝u14＝u13；送入到运放1的反向输入端2脚跟运放1的同相端做减法运算经过反馈回路R10,RP1调节放大倍数输出7660芯片产生的-5V接到11脚，为了能让输出电压调到0V。

所述通讯模块包括串口转RS-485电路和RS485转USB电路，所述串口转RS-485电路的输入端连接单片机的串口输出端，其输出端连接RS485转USB电路的输入端：

如图4所示，单片机串口出来的信号是TTL电平信号，即：单片机串口输出的高电平最小是2.4V,但一般在3.4V左右；单片机串口输入的低电平最大是0.8V，输出的低电平最大是0.4V，但一般在0.2V左右。而RS-485的电气特性则不同：如果两线间的电压在+(2-6)V则表示低电平，如果两线间的电压在-(2-6)V则表示高电平。因此在使用的过程中，需要将TTL转成RS-485。在使用时，此模块需要单独供电+5V，TXD端与单片机RXD端相接，RXD端与单片机TXD端相接，并共地。根据上述RS-485的电气特性，RS485接口信号电平相对较低，这样可以起到保护接口电路芯片的作用，RS185总线数据传输速率最高可以达到1Mbps，RS-485接口采用平衡驱动器和差分接收器，使得RS485抗共模干扰能力增强；RS-485接口的最大传输距离可达1219米；RS-485总线上可以连接128个收发器。

如图5所示，RS485转USB电路采用MAXIM公司的集成自动收发功能的485芯片FT232R,它能够使RS-485设备与电脑主机通信。RS-485端采用先进的自动流控技术，可自动识别RS-485信号流向,提供电源(PWR)、发送(TXD)和接收(RXD)三个指示灯，方便用户查看通信状态。使用时，由USB供电无需单独供电，485-A端口接TTL转485模块的D+,485-B端口接TTL转485模块的D-。

所述上位机的液晶显示器具有低损耗、低价格、寿命长、接口方便等优点被广泛应用于智能仪器仪表。其中点阵式液晶显示模块是一种较低价位、具有较高显示功能的显示器件。其显著特点是性能稳定、可进行简单的图形显示，适用于不需要复杂图形显示功能的场合。本实施例根据装置所要的实现功能，采用TFT320240彩色液晶模块。液晶显示模块的数据接口，一般由3.3V－5V电压供电，硬件接口如图6所示。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。