一种制氢控制电路的制作方法

本实用新型属于制氢设备技术领域，涉及一种制氢机，尤其涉及一种制氢控制电路。

背景技术：

环境污染、能源危机日益严峻，开发新能源成为解决该问题的有效途径。氢能高效、环保是公认的未来理想能源，正吸引着越来越多的研究人员投入到氢能的研究和开发之中。电化学和热化学是氢利用的两种方式，电化学在常温下释放能量，产物是水，几乎对环境无任何污染。

目前，主要的制氢技术包括化石燃料重整制氢、水电解制氢、太阳能制氢、生物质制氢等。众多可用于燃料重整的原料中，甲醇等低碳醇燃料来源广泛，可从生物质制取，价格低廉，制备工艺条件缓和，碳化污染小，是用于移动氢源的理想原料选择。

目前，甲醇重整制氢方式主要有三种方式：自热重整、部分氧化重整和蒸汽重整。甲醇水蒸汽自热重整是甲醇水、脱盐水混合经加热汽化后进度重整反应器在一定的温度、压力和催化剂条件下发生甲醇裂解和一氧化碳水汽转化反应，具有反应温度低、出口H2含量高且CO含量少等特点。其反应原理如下：

甲醇分解：CH3OH→CO+2H2

水汽转化：H2O+CO→CO2+H2

甲醇重整制氢反应温度在220-250℃，是吸热反应。自热重整需要提纯后的尾气燃烧提供热量，因此必须提供稳定的燃烧热。

现有的制氢机通常需要人工干预控制，制氢机制氢效率较低；当制氢机出现问题时，可能无法及时发现。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的制氢控制方式，以便克服现有制氢机控制存在的上述缺陷。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种制氢控制电路，可实现对制氢机的智能控制，无需人工干预，提高制氢效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种制氢控制电路，所述制氢控制电路包括：微控制单元、若干传感器接口、风机接口、按键接口、电源输入接口、电源转换电路、若干电磁阀接口、抽液泵接口、数码显示接口、外部通讯接口；

所述微控制单元分别连接各传感器接口、风机接口、按键接口、电源转换电路、各电磁阀接口、抽液泵接口、数码显示接口、外部通讯接口；所述电源转换电路连接电源输入接口；

所述微控制单元通过各传感器接口连接对应的传感器，微控制单元通过风机接口连接风机，微控制单元通过按键接口连接对应按键，电源转换电路通过电源输入接口连接供电电源，微控制单元通过各电磁阀接口连接对应的电磁阀，微控制单元通过抽液泵接口连接抽液泵，微控制单元通过数码显示接口连接数码显示装置，微控制单元通过外部通讯接口连接外部通讯模块；

若干传感器接口包括液位传感器接口、液压传感器接口、负压传感器接口、膜管进气温度传感器接口、膜管顶部温度传感器接口、重整室顶部温度传感器接口、重整室底部温度传感器接口、湿度传感器接口、气压传感器接口、电压传感器接口、电流传感器接口；

若干电磁阀接口包括第一进液电磁阀接口、第二进液电磁阀接口、点火器电磁阀接口、自动泄压阀接口、纯氢出口电磁阀接口、第一抽真空电磁阀接口、第二抽真空电磁阀接口、第三抽真空电磁阀接口、尾气电磁阀接口、尾气排气电磁阀接口、真空泵电磁阀接口。

所述制氢控制电路还包括电路板电源电路、急停开关控制电路、风机控制电路；

所述电路板电源电路包括第三四芯片U34、第五二电容C52、第五三电容C53、第五四电容C54、第五五电容C55、第三一二极管D31、第三十二极管D30、第二电感L2、第一六二电阻R162、第一六三电阻R163、第一六四电阻R164；

所述第三四芯片U34的第七管脚、第五三电容C53的第一端连接24V电源电压，第五三电容C53的第二端、第三四芯片U34的第六管脚、第三四芯片U34的第九管脚接地；

所述第三四芯片U34的第一管脚连接第五二电容C52的第一端，第五二电容C52的第二端连接第三四芯片U34的第八管脚、第三一二极管D31的负极、第二电感L2的第一端，第三一二极管D31的正极接地；

第二电感L2的第二端分别连接第五四电容C54的第一端、第五五电容C55的第一端、第一六二电阻R162的第一端、第一六三电阻R163的第一端、12V电源电压；第五四电容C54的第二端接地，第五五电容C55的第二端接地，第一六二电阻R162的第二端连接第三十二极管D30的正极，第三十二极管D30的负极接地；第一六三电阻R163的第二端连接第三四芯片U34的第四管脚、第一六四电阻R164的第一管脚，第一六四电阻R164的第二管脚接地；

所述急停开关控制电路包括第四MOS管Q4、第四电容C4、第十六电阻R16、第十九电阻R19；3.3V电源电压连接第十六电阻R16的第一端、第十九电阻R19的第一端；

第十六电阻R16的第二端连接第四MOS管Q4的栅极、第四电容C4的第一端，第十九电阻R19的第二端连接第四MOS管Q4的漏极，第四电容C4的第二端、第四MOS管Q4的源极接地；第四MOS管Q4的漏极连接急停开关的控制信号；

风机控制电路包括第十四芯片U14、第十六芯片U16、第三九电容C39、第四十电容C40、第四一电容C41、第七九电阻R79、第八十电阻R80、第八一电阻R81、第八二电阻R82；所述第十四芯片U14为运算放大器，第十六芯片U16为电源转换稳压芯片；

所述第十四芯片U14的负极输入端、即第四管脚连接第三九电容C39的第一端、第八十电阻R80的第二端，第八十电阻R80的第一端连接风机控制模拟信号。

第十四芯片U14的正极输入端、即第三管脚接地；5V电源电压连接第十四芯片U14的第六管脚、第四一电容C41的第一端，第四一电容C41的第二端接地，第十四芯片U14的第二管脚接地；

第十四芯片U14的第一管脚、即输出端连接第八一电阻R81的第一端，第八一电阻R81的第二端连接第十六芯片U16的第一管脚；

第十六芯片U16的第二管脚连接5V电源电压，第十六芯片U16的第四管脚、第五管脚接地；第十六芯片U16的第六管脚连接第四十电容C40的第一端、第七九电阻R79的第一端，第四十电容C40的第二端、第七九电阻R79的第二端连接第八二电阻R82的第一端，第八二电阻R82的第二端连接输出的风机控制信号。

一种制氢控制电路，所述制氢控制电路包括：微控制单元、若干传感器接口、风机接口、按键接口、电源输入接口、电源转换电路、若干电磁阀接口、抽液泵接口；

所述微控制单元分别连接各传感器接口、风机接口、按键接口、电源转换电路、各电磁阀接口、抽液泵接口；所述电源转换电路连接电源输入接口；

所述微控制单元通过各传感器接口连接对应的传感器，微控制单元通过风机接口连接风机，微控制单元通过按键接口连接对应按键，电源转换电路通过电源输入接口连接供电电源，微控制单元通过各电磁阀接口连接对应的电磁阀，微控制单元通过抽液泵接口连接抽液泵。

作为本实用新型的一种优选方案，所述制氢控制电路包括还包括数码显示接口，微控制单元通过数码显示接口连接数码显示装置。

作为本实用新型的一种优选方案，所述制氢控制电路包括还包括外部通讯接口，微控制单元通过外部通讯接口连接外部通讯模块。

作为本实用新型的一种优选方案，若干传感器接口包括液位传感器接口、液压传感器接口、负压传感器接口、膜管进气温度传感器接口、膜管顶部温度传感器接口、重整室顶部温度传感器接口、重整室底部温度传感器接口、湿度传感器接口、气压传感器接口、电压传感器接口、电流传感器接口。

作为本实用新型的一种优选方案，若干电磁阀接口包括第一进液电磁阀接口、第二进液电磁阀接口、点火器电磁阀接口、自动泄压阀接口、纯氢出口电磁阀接口、第一抽真空电磁阀接口、第二抽真空电磁阀接口、第三抽真空电磁阀接口、尾气电磁阀接口、尾气排气电磁阀接口、真空泵电磁阀接口。

作为本实用新型的一种优选方案，所述制氢控制电路还包括电路板电源电路；所述电路板电源电路包括第三四芯片U34、第五二电容C52、第五三电容C53、第五四电容C54、第五五电容C55、第三一二极管D31、第三十二极管D30、第二电感L2、第一六二电阻R162、第一六三电阻R163、第一六四电阻R164；

所述第三四芯片U34的第七管脚、第五三电容C53的第一端连接24V电源电压，第五三电容C53的第二端、第三四芯片U34的第六管脚、第三四芯片U34的第九管脚接地；

所述第三四芯片U34的第一管脚连接第五二电容C52的第一端，第五二电容C52的第二端连接第三四芯片U34的第八管脚、第三一二极管D31的负极、第二电感L2的第一端，第三一二极管D31的正极接地；

第二电感L2的第二端分别连接第五四电容C54的第一端、第五五电容C55的第一端、第一六二电阻R162的第一端、第一六三电阻R163的第一端、12V电源电压；第五四电容C54的第二端接地，第五五电容C55的第二端接地，第一六二电阻R162的第二端连接第三十二极管D30的正极，第三十二极管D30的负极接地；第一六三电阻R163的第二端连接第三四芯片U34的第四管脚、第一六四电阻R164的第一管脚，第一六四电阻R164的第二管脚接地。

作为本实用新型的一种优选方案，所述制氢控制电路还包括急停开关控制电路；所述急停开关控制电路包括第四MOS管Q4、第四电容C4、第十六电阻R16、第十九电阻R19；3.3V电源电压连接第十六电阻R16的第一端、第十九电阻R19的第一端；

第十六电阻R16的第二端连接第四MOS管Q4的栅极、第四电容C4的第一端，第十九电阻R19的第二端连接第四MOS管Q4的漏极，第四电容C4的第二端、第四MOS管Q4的源极接地；第四MOS管Q4的漏极连接急停开关的控制信号。

作为本实用新型的一种优选方案，所述制氢控制电路还包括风机控制电路；风机控制电路包括第十四芯片U14、第十六芯片U16、第三九电容C39、第四十电容C40、第四一电容C41、第七九电阻R79、第八十电阻R80、第八一电阻R81、第八二电阻R82；所述第十四芯片U14为运算放大器，第十六芯片U16为电源转换稳压芯片；

所述第十四芯片U14的负极输入端、即第四管脚连接第三九电容C39的第一端、第八十电阻R80的第二端，第八十电阻R80的第一端连接风机控制模拟信号。

第十四芯片U14的正极输入端、即第三管脚接地；5V电源电压连接第十四芯片U14的第六管脚、第四一电容C41的第一端，第四一电容C41的第二端接地，第十四芯片U14的第二管脚接地；

第十四芯片U14的第一管脚、即输出端连接第八一电阻R81的第一端，第八一电阻R81的第二端连接第十六芯片U16的第一管脚；

第十六芯片U16的第二管脚连接5V电源电压，第十六芯片U16的第四管脚、第五管脚接地；第十六芯片U16的第六管脚连接第四十电容C40的第一端、第七九电阻R79的第一端，第四十电容C40的第二端、第七九电阻R79的第二端连接第八二电阻R82的第一端，第八二电阻R82的第二端连接输出的风机控制信号。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出的制氢控制电路，可实现对制氢机的智能控制，无需人工干预，提高制氢效率。

附图说明

图1为本实用新型制氢控制电路的组成示意图。

图2为本实用新型传感器单元的组成示意图。

图3为本实用新型电磁阀单元的组成示意图。

图4为本实用新型工作的流程图。

图5为本实用新型电路板的电源电路图。

图6为本实用新型电路板的急停开关的控制电路图。

图7为本实用新型电路板的风机控制的驱动电路图。

图8为本实用新型电路板的主控芯片外围接口电路图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。

实施例一

请参阅图1，本实用新型揭示了一种制氢控制电路，所述制氢控制电路包括：微控制单元(MCU)11、若干传感器接口1、PWM风机接口2、按键接口3、电源输入接口4、电源转换电路5、若干电磁阀接口6、抽液泵接口7、数码显示接口8、外部通讯接口10(还可以包括编程接口9)。

所述微控制单元11分别连接各传感器接口1、PWM风机接口2、按键接口3、电源转换电路5、各电磁阀接口6、抽液泵接口7、数码显示接口8、外部通讯接口10；所述电源转换电路5连接电源输入接口4。

所述微控制单元11通过各传感器接口1连接对应的传感器，微控制单元11通过PWM风机接口2连接PWM风机，微控制单元11通过按键接口3连接对应按键，电源转换电路5通过电源输入接口4连接供电电源，微控制单元11通过各电磁阀接口6连接对应的电磁阀，微控制单元11通过抽液泵接口7连接抽液泵，微控制单元11通过数码显示接口8连接数码显示装置，微控制单元11通过外部通讯接口10连接外部通讯模块。

请参阅图2，若干传感器接口包括液位传感器接口、液压传感器接口、负压传感器接口、膜管进气温度传感器接口、膜管顶部温度传感器接口、重整室顶部温度传感器接口、重整室底部温度传感器接口、湿度传感器接口、气压传感器接口、电压传感器接口、电流传感器接口。

请参阅图3，若干电磁阀接口包括第一进液电磁阀接口、第二进液电磁阀接口、点火器电磁阀接口、自动泄压阀接口、纯氢出口电磁阀接口、第一抽真空电磁阀接口、第二抽真空电磁阀接口、第三抽真空电磁阀接口、尾气电磁阀接口、尾气排气电磁阀接口、真空泵电磁阀接口。

请参阅图5，外围接入24V电源后，经过TPS5430DDA芯片转换后直接经过几个电容滤波以及稳压后输出12V，LED0603_0LIVINE会在正常工作中常亮。

电路板电源电路包括第三四芯片U34、第五二电容C52、第五三电容C53、第五四电容C54、第五五电容C55、第三一二极管D31、第三十二极管D30、第二电感L2、第一六二电阻R162、第一六三电阻R163、第一六四电阻R164；

所述第三四芯片U34的第七管脚、第五三电容C53的第一端连接24V电源电压，第五三电容C53的第二端、第三四芯片U34的第六管脚、第三四芯片U34的第九管脚接地；

所述第三四芯片U34的第一管脚连接第五二电容C52的第一端，第五二电容C52的第二端连接第三四芯片U34的第八管脚、第三一二极管D31的负极、第二电感L2的第一端，第三一二极管D31的正极接地。

第二电感L2的第二端分别连接第五四电容C54的第一端、第五五电容C55的第一端、第一六二电阻R162的第一端、第一六三电阻R163的第一端、12V电源电压；第五四电容C54的第二端接地，第五五电容C55的第二端接地，第一六二电阻R162的第二端连接第三十二极管D30的正极，第三十二极管D30的负极接地；第一六三电阻R163的第二端连接第三四芯片U34的第四管脚、第一六四电阻R164的第一管脚，第一六四电阻R164的第二管脚接地。

请参阅图6，这是急停开关的控制电路。在SI2318CDS的MOS管的前端，当G和S之间的电压达到0.7V以上，D和S即可为导通。并驱使K3为低电平。低电平的信号会传给单片机，单片机收到命令之后再进行关机操作。

急停开关控制电路包括第四MOS管Q4、第四电容C4、第十六电阻R16、第十九电阻R19；3.3V电源电压连接第十六电阻R16的第一端、第十九电阻R19的第一端。

第十六电阻R16的第二端连接第四MOS管Q4的栅极、第四电容C4的第一端，第十九电阻R19的第二端连接第四MOS管Q4的漏极，第四电容C4的第二端、第四MOS管Q4的源极接地；第四MOS管Q4的漏极连接急停开关的控制信号。

请参阅图7，此图是风机的控制电路。单片机给PISDAC端口输出模拟信号，经过运放LMV710_N，在经过HCNR201的电源转换稳压后即可输出到风机上。

风机控制电路包括第十四芯片U14、第十六芯片U16、第三九电容C39、第四十电容C40、第四一电容C41、第七九电阻R79、第八十电阻R80、第八一电阻R81、第八二电阻R82；所述第十四芯片U14为运算放大器，第十六芯片U16为电源转换稳压芯片。

所述第十四芯片U14的负极输入端、即第四管脚连接第三九电容C39的第一端、第八十电阻R80的第二端，第八十电阻R80的第一端连接风机控制模拟信号。

第十四芯片U14的正极输入端、即第三管脚接地；5V电源电压连接第十四芯片U14的第六管脚、第四一电容C41的第一端，第四一电容C41的第二端接地，第十四芯片U14的第二管脚接地。

第十四芯片U14的第一管脚、即输出端连接第八一电阻R81的第一端，第八一电阻R81的第二端连接第十六芯片U16的第一管脚。

第十六芯片U16的第二管脚连接5V电源电压，第十六芯片U16的第四管脚、第五管脚接地；第十六芯片U16的第六管脚连接第四十电容C40的第一端、第七九电阻R79的第一端，第四十电容C40的第二端、第七九电阻R79的第二端连接第八二电阻R82的第一端，第八二电阻R82的第二端连接输出的风机控制信号。

请参阅图8，此图为整体的主控芯片的外围电路接口线路图。从图上可以看到所有的传感器以及电磁阀，风机水泵等功能的控制引脚分布。

请参阅图4，所述本发明制氢控制电路的工作流程：

步骤1：开机自检,Fail进入报警状态,PASS则待机等待指令启动；

步骤2：按程序设定的逻辑,单片机发出相关指令，通过各功能口指挥电磁阀,风机，泵等协调工作；

步骤3：各传感器传回系统的各种状态，通过各接口反馈给单片机(MCU),MCU判断后再发出相关指令给电磁阀,风机,或泵等，指挥协调各部件工作；

步骤4：如果某接口传回的数据异常，系统会报警，必要时关闭，保证系统的安全性，可靠性；

步骤5：单片机(MCU)通过485通讯协议与’中央控制终端’通讯，传输系统状态，也可接受指令，使整个系统可以实现远程控制。

综上所述，本实用新型提出的制氢控制电路，可实现对制氢机的智能控制，无需人工干预，提高制氢效率。

这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。