一种通用化采集控制模块的制作方法

1.本实用新型涉及通用化老化系统的控制与监测领域，具体涉及一种通用化采集控制模块。


背景技术：

2.在电源产品和电机驱动类产品投入使用前，厂家需要对产品进行老化测试。人工测试通常是对单个产品进行老化测试和监控，需要依次安装设置单个产品，记录测试数据并对结果进行分析判断。随着产品的种类和数量不断增加以及测试性能精度要求的提高，传统的人工测试方法已经不能满足高效、可靠、安全的要求。现有老化箱仅能控制箱体平均温度，存在箱体局部温度难以精准控制、无法实时监测记录产品通电老练时运行状态的缺陷。因此，研究设计一款高效、可靠、安全、高精度的采集控制模块对提高通用化老化系统检测控制至关重要。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服上述存在的问题，提出了一种通用化采集控制模块：能够全方位检测并控制老化箱的实时温度，允许实时监测远程控制多路电源类产品和电机驱动类产品，通过硬件电路和控制模块对待检测产品进行安全保护，支持纯软件控制和上位机远程协同控制模式。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
5.一种通用化采集控制模块，其特征在于，由控制模块、温度采集控制模块、电压采集调理模块、通信模块以及电机控制隔离模块组成；电压采集调理模块经过校准，采集精度达到0.1％；控制模块分别与温度采集控制模块、电压采集调理模块、通信模块以及电机控制隔离模块电性连接；具体为具备有一定存储能力的低功耗处理器，接收通用化老化箱的温度信号以及电源类产品输出电压信号，发送加热控制指令以及电机控制指令，通过rs-485与上位机通信。
6.所述控制模块包含主控芯片、状态指示灯和控制软件算法；控制软件算法存放于主控芯片中，用于通信、解析命令、ad转换、da输出及io输出等功能。
7.所述温度采集控制模块对温度传感器供电，接收温度传感器输出的273.15～423.15ua的模拟指令信号；所述温度采集控制模块包含温度传感器供电电路、电流调理电路、信号选通电路、加热控制电路；所述温度传感器供电电路与外部供电及控制模块供电隔离，对通用化老化箱内温度传感器进行供电；所述电流调理电路将电流信息调理至0～3.3v电压范围内，供所述控制模块直接采集，控制模块根据检测到的温度判断是否发送加热控制指令；所述信号选通电路用于对多路温度检测信息进行选择；所述加热控制电路经三极管放大电路驱动固态继电器，控制通用化老化箱内加热电阻是否对局部进行加热。
8.所述电压采集调理模块包含保护电路、电压选通隔离电路、精度校准电路及电压调理电路，接收多路3.3～60v的模拟指令信号；所述保护电路在出现故障时能有效保护老
化电源和采集控制模块不被损坏；精度校准电路对电压采集各通道进行标校，提高电压采集的精度；电压选通隔离电路用于选通电压检测通道，实现老化电源的物理隔离，消除老化电源之间的影响；所述电压调理电路将电压信息调理至0～3.3v电压范围内，供所述控制模块直接采集。
9.所述通信模块包含rs-485通信电路及usb电路；所述rs-485通信电路包含485通信收发芯片、数字隔离芯片及485通信匹配电阻可配置电路，用于上位机远程协同控制模式下采集控制模块与上位机的实时通信；所述usb电路包含usb收发芯片及mini usb接口，用于调试时打印检测信息。
10.所述电机控制隔离模块包含pwm隔离驱动电路、直流模拟量输出电路、信号选择输出电路；所述pwm隔离驱动电路将pwm信号先放大，再经过高速光耦隔离，用于电机驱动模块的控制；所述直流模拟量输出电路先将控制模块的da输出经高精度线性光耦隔离，再通过差分放大至0～12v输出，用于电机驱动模块的控制；所述信号选择输出电路用于选择输出pwm信号或者直流模拟量信号。
11.所述采集控制模块的控制模块、电压采集调理模块、通信模块及电机控制隔离模块与外部供电之间采用dcdc进行隔离，电压采集调理模块和电机控制隔离模块与外部设备之间采用光耦隔离，通信模块与外部设备之间采用芯片隔离，提高敏感信息和控制回路的抗干扰能力。
12.所述采集控制模块根据指令来源方式的不同有两种工作模式：纯软件控制模式和上位机远程协同控制模式。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型解决了现有采集控制模块缺乏安全性保护的问题，提高了所采集的电压信息的可靠性和安全性，降低了因电阻短路或电源输出异常造成模块烧毁或电源毁坏的风险；本实用新型支持纯软件控制和上位机远程协同控制模式，大大提高了通用化老化系统使用的灵活性和兼容能力；本实用新型支持电源类产品老化控制和电机驱动类产品老化控制，能够适应不同用户需求。
附图说明
14.图1是本实用新型一种通用化采集控制模块的结构示意图。
具体实施方式
15.下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步描述：
16.如图1所示，本实用新型提供一种通用化采集控制模块，用于电源类产品及电机驱动类产品老化监测以及老化箱温度控制；从电路功能上可将采集控制模块划分为五个功能模块，包括控制模块、温度采集控制模块、电压采集调理模块、通信模块以及电机控制隔离模块。所述采集控制模块控制对象一般为通用化老化箱，远程控制一般为上位机。
17.温度采集控制模块包含温度传感器供电电路、电流调理电路、信号选通电路、加热控制电路，与所述控制模块电性连接，用于接收并调理温度传感器发出的电流信号，接收温度传感器输出的273.15～423.15ua的模拟指令信号；经过控制模块转换分析，通过加热控制电路控制通用化老化箱内温度满足老化要求。此处的通用化老化箱内温度可由采集控制模块纯软件控制，也可由上位机远程控制。
18.电压采集调理模块包含保护电路、电压选通隔离电路、精度校准电路及电压调理电路，与所述控制模块电性连接，用于将通用化老化箱内的电源输出信号进行调理，调理至0～3.3v之间，供主控芯片内部adc直接采集；根据采集的电压信号，控制模块内部软件算法可判定电源是否输出正常，利用状态指示灯指示电源工作状态。同时可以通过通信模块将采集信息上传至上位机，供用户查看和记录。
19.通信模块包含rs-485通信电路及usb电路，与所述控制模块电性连接；rs-485通信电路用于上位机远程协同控制模式下，采集控制模块与上位机的实时通信；usb电路用于调试时打印检测信息。
20.电机控制隔离模块包含pwm隔离驱动电路、直流模拟量输出电路、信号选择输出电路，与所述控制模块电性连接，用于电机驱动模块的控制电供电；可通过纯软件控制或者上位机远程控制选择输出pwm信号或者直流模拟量信号。
21.采集控制模块可采用纯软件控制方式，采集控制模块通过接收电压信号，在主控芯片内部进行转化运算，通过状态指示灯指示电源运行状态是否正常；通过接收温度传感器信号，在主控芯片内部转化运算判定是否需要对通用化老化箱进行加热，使得老化箱内温度保持恒定。
22.采集控制模块可采用上位机远程控制方式。如图1所示，采集控制模块通过通信模块将检测到的电压和温度信息实时上传至上位机，方便用户对老化过程中的温度和电压信息进行存储分析。上位机通过通信模块可以改变老化箱的温度和选择电机控制隔离模块供电方式。
23.需要指出的是，本实用新型中涉及的部分电路为本领域公知电路，例如温度传感器供电电路、电流调理电路、信号选通电路、加热控制电路、保护电路、电压选通隔离电路、精度校准电路、电压调理电路、485通信匹配电阻可配置电路、pwm隔离驱动电路、直流模拟量输出电路和信号选择输出电路等为，在此不再累述。本实用新型解决了现有采集控制模块缺乏安全性保护的问题，提高了所采集的电压信息的可靠性和安全性，降低了因电阻短路或电源输出异常造成模块烧毁或电源毁坏的风险；本实用新型支持纯软件控制和上位机远程协同控制模式，大大提高了通用化老化系统使用的灵活性和兼容能力；本实用新型支持电源类产品老化控制和电机驱动类产品老化控制，能够适应不同用户需求。
24.此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。