一种2路4-20mA信号接收处理控制器的制作方法

本实用新型涉及工业信号控制技术领域，特别是一种2路4-20ma信号接收处理控制器。

背景技术：

气体检测报警器是一种气体成分及含量检测的仪器仪表工具，主要是利用气体检测报警器中的传感器及处理电路，将传感器其与气体接触产生的电信号传送至控制室，并由控制室产生报警信号，以此达到报警的目的，特别是在生产、仓储、救援等爆炸性气体环境中，以及石油、化工等行业，气体检测报警器已经广泛应用并成为必不可少的安全系统设备之一。

气体检测报警器中针对4-20ma电流信号的控制器尤为重要，目前，对于以4-20ma电流信号为标准信号的控制器多采用多路探测器接收方式，而小路数控制器市场广阔，采用多路控制器不仅增加了人工成本、产品成本、施工成本，还造成现场通信网络混乱。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种2路4-20ma信号接收处理控制器，旨在解决现有技术中传统多路控制器成本高、体积大的弊端，实现节省成本，提高效率，满足市场需求。

为达到上述技术目的，本实用新型提供了一种2路4-20ma信号接收处理控制器，所述控制器包括：

3.3v电源模块、5v电源模块、24v电源模块、4-20ma信号接收模块、rs-485信号上传模块、时间记录和读取模块、信息记录模块、液晶显示模块、微控制器模块、报警声输出模块、按键操作和led控制模块；

所述微控制器模块分别与3.3v电源模块、5v电源模块、24v电源模块、4-20ma信号接收模块、rs-485信号上传模块、信息记录模块、液晶显示模块、报警声输出模块、按键操作和led控制模块连接，所述信息记录模块还与所述时间记录和读取模块连接。

优选地，所述3.3v电源模块具体结构为：芯片ams1117的引脚1分别接电容c8、c9的一端，引脚2接3.3v电压输出以及电容c8的另一端，引脚3接5v电压输入以及电容c9的另一端。

优选地，所述5v电源模块具体结构为：芯片lm2842的引脚1接电容c6的一端，引脚2接电阻r16，电阻r16的另一端接引脚3以及电阻r17的一端，电阻r17另一端接电感l1以及电容c21，电容c21另一端接地。瞬态二极管tvs1与电容c3并联，一端连接24v电压输入以及引脚4、5，另一端接地以及二极管d6的一端，二极管d6的另一端分别连接引脚6、电容c6以及电感l1。

优选地，所述24v电源模块具体结构为：芯片p4引脚1接地，引脚2分别接电阻r4、功率场效应管q9的s端、电阻r6、二极管d3，电阻r4的另一端接三极管q6的c端以及功率场效应管q9的g端，三极管q6的b端连接电阻r15以及r18，电阻r18的另一端接地以及三极管q6的e端。功率场效应管的d端连接二极管d5。电阻r6的另一端连接电阻r10及r11，电阻r10的另一端连接电容c1，电容c1另一端以及电阻r11的另一端均接地。二极管d3的另一端接24v电压输入以及二极管d4，二极管d4的另一端分别连接功率场效应管q8的d端以及电阻r12，电阻r12的另一端分别连接电阻r13、r14，电阻r13另一端接电容c2，电容c2的另一端以及电阻r14的另一端分别接地。功率场效应管q8的g端接电阻r20以及三极管q7的c端，三极管q7的b端连接电阻r22，电阻r22的另一端接电阻r21，电阻r21另一端接地以及三极管q7的e端。芯片p5的引脚2接地，引脚1连接开关s2，开关s2的另一端连接熔断器f2，熔断器f2的另一端接二极管d5的另一端、功率场效应管q8的s端以及电阻r20的另一端。

优选地，所述4-20ma信号接收模块具体结构为：s0信号端连接熔断器ptc4，熔断器ptc4的另一端接瞬态二极管tvs4、电阻r25以及电阻r27，瞬态二极管tvs4另一端接地，电阻r25另一端接地，电阻r27另一端接ain0信号端以及电容c13，电容c13另一端接地；s1信号端连接熔断器ptc3，熔断器ptc3的另一端接瞬态二极管tvs3、电阻r24以及电阻r26，瞬态二极管tvs3另一端接地，电阻r24另一端接地，电阻r26另一端接ain1信号端以及电容c14，电容c14另一端接地。

优选地，所述rs-485信号上传模块具体结构为：芯片3082的引脚1接rxd0信号端，引脚2、3接cs_usart信号端，引脚4接txd1信号端，引脚5接地，引脚6接电阻r15、瞬态二极管tvs1以及熔断器ptc1，瞬态二极管tvs1另一端接地，电阻r15另一端接5v电压，引脚7接电阻r16、瞬态二极管tvs2以及熔断器ptc2，瞬态二极管tvs2另一端接地，电阻r16接地，引脚8接5v电压。

优选地，所述微处理器模块采用hr8p506fhlq单片机。

实用新型内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是实用新型所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

与现有技术相比，本实用新型通过提供一种2路控制器，能够同时接收2路探测器上传的4-20ma信号，然后将信号转化成相应的浓度值，根据浓度大小判断探测器所在现场的气体泄露情况，进而通过液晶屏显示，使控制室内的人员清楚现场情况，控制器可根据报警情况进行节点控制，切断现场阀门，并根据需求将浓度采集数据以rs-485的方式进行上传，从而对现场数据进行实时监测及控制。本实用新型解决了现有技术中传统多路控制器成本高、体积大的弊端，通过两路控制，节省了成本，且体积小，效率更高，满足了市场需求，可广泛应用于工商业气体检测通信网络。

附图说明

图1为本实用新型实施例中所提供的一种2路4-20ma信号接收处理控制器结构框图；

图2为本实用新型实施例中所提供的一种3.3v电源模块电路图；

图3为本实用新型实施例中所提供的一种5v电源模块电路图；

图4为本实用新型实施例中所提供的一种24v电源模块电路图；

图5为本实用新型实施例中所提供的一种4-20ma信号接收模块电路图；

图6为本实用新型实施例中所提供的一种rs-485信号上传模块电路图；

图7为本实用新型实施例中所提供的一种时间记录和读取模块电路图；

图8为本实用新型实施例中所提供的一种信息记录模块电路图；

图9为本实用新型实施例中所提供的一种液晶显示模块电路图；

图10为本实用新型实施例中所提供的一种微控制器模块电路图；

图11为本实用新型实施例中所提供的一种报警声输出模块电路图；

图12为本实用新型实施例中所提供的一种按键操作和led控制模块电路图。

具体实施方式

为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。

下面结合附图对本实用新型实施例所提供的一种2路4-20ma信号接收处理控制器进行详细说明。

如图1-12所示，本实用新型实施例公开了一种2路4-20ma信号接收处理控制器，所述控制器包括：

3.3v电源模块、5v电源模块、24v电源模块、4-20ma信号接收模块、rs-485信号上传模块、时间记录和读取模块、信息记录模块、液晶显示模块、微控制器模块、报警声输出模块、按键操作和led控制模块。

所述微控制器模块分别与3.3v电源模块、5v电源模块、24v电源模块、4-20ma信号接收模块、rs-485信号上传模块、信息记录模块、液晶显示模块、报警声输出模块、按键操作和led控制模块连接，所述信息记录模块还与所述时间记录和读取模块连接。

所述3.3v电源模块具体结构为：芯片ams1117的引脚1分别接电容c8、c9的一端，引脚2接3.3v电压输出以及电容c8的另一端，引脚3接5v电压输入以及电容c9的另一端。

所述5v电源模块具体结构为：芯片lm2842的引脚1接电容c6的一端，引脚2接电阻r16，电阻r16的另一端接引脚3以及电阻r17的一端，电阻r17另一端接电感l1以及电容c21，电容c21另一端接地。瞬态二极管tvs1与电容c3并联，一端连接24v电压输入以及引脚4、5，另一端接地以及二极管d6的一端，二极管d6的另一端分别连接引脚6、电容c6以及电感l1。

所述24v电源模块具体结构为：芯片p4引脚1接地，引脚2分别接电阻r4、功率场效应管q9的s端、电阻r6、二极管d3，电阻r4的另一端接三极管q6的c端以及功率场效应管q9的g端，三极管q6的b端连接电阻r15以及r18，电阻r18的另一端接地以及三极管q6的e端。功率场效应管的d端连接二极管d5。电阻r6的另一端连接电阻r10及r11，电阻r10的另一端连接电容c1，电容c1另一端以及电阻r11的另一端均接地。二极管d3的另一端接24v电压输入以及二极管d4，二极管d4的另一端分别连接功率场效应管q8的d端以及电阻r12，电阻r12的另一端分别连接电阻r13、r14，电阻r13另一端接电容c2，电容c2的另一端以及电阻r14的另一端分别接地。功率场效应管q8的g端接电阻r20以及三极管q7的c端，三极管q7的b端连接电阻r22，电阻r22的另一端接电阻r21，电阻r21另一端接地以及三极管q7的e端。芯片p5的引脚2接地，引脚1连接开关s2，开关s2的另一端连接熔断器f2，熔断器f2的另一端接二极管d5的另一端、功率场效应管q8的s端以及电阻r20的另一端。

所述4-20ma信号接收模块具体结构为：s0信号端连接熔断器ptc4，熔断器ptc4的另一端接瞬态二极管tvs4、电阻r25以及电阻r27，瞬态二极管tvs4另一端接地，电阻r25另一端接地，电阻r27另一端接ain0信号端以及电容c13，电容c13另一端接地；s1信号端连接熔断器ptc3，熔断器ptc3的另一端接瞬态二极管tvs3、电阻r24以及电阻r26，瞬态二极管tvs3另一端接地，电阻r24另一端接地，电阻r26另一端接ain1信号端以及电容c14，电容c14另一端接地。

所述rs-485信号上传模块具体结构为：芯片3082的引脚1接rxd0信号端，引脚2、3接cs_usart信号端，引脚4接txd1信号端，引脚5接地，引脚6接电阻r15、瞬态二极管tvs1以及熔断器ptc1，瞬态二极管tvs1另一端接地，电阻r15另一端接5v电压，引脚7接电阻r16、瞬态二极管tvs2以及熔断器ptc2，瞬态二极管tvs2另一端接地，电阻r16接地，引脚8接5v电压。

所述微处理器模块采用hr8p506fhlq单片机。

所述时间记录和读取模块采用时钟芯片sd3078进行时间的记录和读取。

所述信息记录模块采用存储芯片at24c256c进行存储。

本实用新型通过提供一种2路控制器，能够同时接收2路探测器上传的4-20ma信号，然后将信号转化成相应的浓度值，根据浓度大小判断探测器所在现场的气体泄露情况，进而通过液晶屏显示，使控制室内的人员清楚现场情况，控制器可根据报警情况进行节点控制，切断现场阀门，并根据需求将浓度采集数据以rs-485的方式进行上传，从而对现场数据进行实时监测及控制。本实用新型解决了现有技术中传统多路控制器成本高、体积大的弊端，通过两路控制，节省了成本，且体积小，效率更高，满足了市场需求，可广泛应用于工商业气体检测通信网络。

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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。