CN103293978A

CN103293978A - Rtu数据采集终端

Info

Publication number: CN103293978A
Application number: CN2013102095336A
Authority: CN
Inventors: 周世俊; 寇建军; 黄洪春; 于海龙; 徐卫军; 张延斌; 王明涛
Original assignee: ZHENGZHOU ZHENGDA INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHENGZHOU ZHENGDA INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-05-30
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2013-09-11

Abstract

本发明公开了一种RTU数据采集终端，括固定在PCB板上的MCU单元、G模块、485通讯模块、可充电的锂电池和市电电源，所述PCB板上印刷有电路，能够电路连接设置在所述PCB板上的电路元件，其中，所述PCB板上设置有拨码开关，所述拨码开关直接接地，用于屏蔽干扰信号对MCU单元的干扰。本发明强弱电分离（块状化显著）、G模块电源稳定性加强、信号抗干扰能力强、实际操作组装性能提高。

Description

RTU数据采集终端

技术领域

本发明涉及一种数据采集终端，尤其是一种基于RTU的数据采集终端。

背景技术

RTU（Remote Terminal Unit）是一种远端测控系统，负责对现场信号、工业设备的监测和控制。适用于更恶劣的温度和湿度环境，提供更多的符合专有标准的计算功能。现有的RTU无法对G模块参数进行设置，最多只能带2台流量计，由多个板子和连接线组成，导致容易出现故障，无485通信指示灯，在现场偶尔出现G模块一直无法连的现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供了一种RTU数据采集终端，改善了原来RTU数据采集终端的性能，提升了RTU数据采集终端可操作性。

本发明公开了一种RTU数据采集终端，括固定在PCB板上的MCU单元、G模块、485通讯模块、可充电的锂电池和市电电源，所述PCB板上印刷有电路，能够电路连接设置在所述PCB板上的电路元件，其中，所述PCB板上设置有拨码开关，所述拨码开关直接接地，用于屏蔽干扰信号对MCU单元的干扰。

进一步，所述市电电源选用输入AC220V，输出为8V～12V的变压器，采用电流最大为3A的整流桥进行整流，选择电流为最大为3A 的稳流电路进行最终输出，并在AC220V输入前加入抑制浪涌的电路，市电电源采用双向船型开关控制。

进一步，所述变压器与用于消除低频干扰的电容器相连。

进一步，所述MCU单元包含ADC转换电路，所述ADC转换电路增加了数字地与模拟地的隔离。

进一步，所述可充电的锂电池通过焊接、螺栓或扎带固定在所述PCB板上。

进一步，所述845通讯模块与MCU单元之间能够进行通讯，且845通讯模块与MCU单元能够相互隔离。

进一步，在所述845通讯模块与MCU单元之间加入反射电阻和瞬态抑制二极管。

与现有的RTU数据采集终端相比，本发明的有益效果是：强弱电分离（块状化显著）、G模块电源稳定性加强、信号抗干扰能力强、实际操作组装性能提高。

附图说明

图1为RTU数据采集终端的整体示意图；

图2为RTU数据采集终端市电电源的电路图;

图3为YL-RTU001生产工艺流程图。

具体实施方式

本发明的思想是通过对RTU数据采集终端电子设计的改进，提升RTU数据采集终端的稳定性和抗干扰能力。

下面以型号为YL-RTU001的RTU数据采集终端为例，对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示，对于YL-RTU001的设计分为软件、电子硬件与壳体三部分，本发明对硬件电路的配置管脚改动不大，软件不需要做变化，几乎可以忽略。以下主要从电子设计与壳体选型着手。

一、电子设计

整体设计思路：强弱电分离（块状化显著）、G模块电源稳定性加强、信号抗干扰能力强、实际操作组装性能提高。

电子设计可以分为MCU控制、485通信、电源三大部分，具体如下：

1、MCU单元

MCU采用149主芯片，包含有复位电路、JTAG多功能口、时钟电路、拨码开关、ADC转换电路、G模块电路。

复位电路依然采用tcm809复位，时钟电路沿用常用的ds1302，G模块采用M72-D。MCU主控部分电路都有典型电路，而且也是经过实际论证的，不需要进行太多的改变，确保稳定即可。G模块部分着重电源部分与信号抗干扰部分。ADC部分增加了数字地与模拟地的隔离。

实现功能：控制所有电源、提供三个串口、搭载ECM、以ds1302为时钟、拥有电池电量采集、壳体状态采集、状态设置、状态LED显示、G模块收发控制、G模块参数设置，149参数设置。

2、485通讯模块

485通讯模块采用自动通信电路，该电路已经经过长久使用，没有故障，目前做的就是整合和优化。供电由MCU控制，便于节电。

实现功能：149串口与表计通讯。

3、电源

该产品主要变动的部分就是市电电源，因电源需要从新设计，而且必须满足G模块对电流的需求及大于1.6A。

如图2所示，本发明选用采用输入AC220V输出为8V～12V的变压器，采用电流最大为3A的KBP309整流桥进行整流，选择电流为最大为3A的LM2596-5.0或者LM2596-ADJ进行最终输出，并在220输入前加入抑制浪涌的电路，整体电源采用双向船型开关控制。

采用市电的时候，也需要考虑对锂电池的充电，采用原来的锂电池，并对其固定方式进行改良。对于电池盒通过用螺柱固定或扎带固定在PCB板上或者采用可以焊接固定的锂电池。

二、壳体选型

对于壳体的选型，需要依据于PCB板，目前的壳体估计能满足需求，即使不满足，需要的壳体也不会和目前的壳体体积也不会有太大出入，因此对课题的选型可以默认为原用壳体，保持不变。

三、锂电、市电长期运行及修改

1、钽电容导致电压跌落问题

图中的钽电容，原本在设计中的确存在的，但后来为了省事，选用的参数值不对，由100UF直接代替10UF，，发现工作不稳定。同时ESR小，导致瞬间电流大，进而导致前级电压跌落，负载量一大，G模块就无法工作（带一台流量计），结合流量计已经有滤波电容，故决定板子上去除钽电容，以后不再焊接。

2、LED限流电阻修改，拨码开关闲置电阻去除

去四维机电测试，发觉LED太暗，不利于观察，限流电阻10K更改为1K。

拨码开关的程序上设置为输入，也就是说，任何干扰信号都有可能进去，为了减少干扰，开关直接接地，屏蔽信号对149的干扰。

3、市电带两台流量计，采用联通卡出现故障

变压器属于低频器件，要滤除低频干扰，一般采用2200UF的电容。我原设计采用的是470UF的电容（原来这样用过没有问题），后来一想，G模块对电压及电流要求都比较高，会不会是低频干扰和电容续航不足，利用1500UF电容进行测试（强调一点，电容越大，对所有元器件的冲击越大）。

为了更加真实，我利用LED与电阻搭建了二个类似于流量电流的测试，相当于有四台流量计工作，并且把前面中提到的钽电容（模拟流量机上的电容，板子上实际安装的时候肯定不需要）也再次焊接上。历经72小时，10分钟采集一次，无故障。

每天查看数据日志，来确定工作是否正常

4、环境测试

产品放入温度45℃环境中，模拟夏季高温（偏重于）。放入-5℃～15℃，模拟低温。连续带电运行72小时（2013.01.29～2013.02.01），经检查，数据正常，市电电源芯片工作正常，变压器工作正常（温度在45度左右）。

四、YL-RTU001生产工艺流程（详见说明书附图3）

五、YL-RTU001的组装

1.壳体的选择

采用飞策的防爆防腐接线箱，型号：BF28158-X6/G1/2。用内六方打开壳体，螺丝刀拆卸并取出铁板，螺丝备用。

2、电路板的安装（市电为例，锂电通用）

（1）电路板的固定

壳体正面摆放，板子的端子端靠近进线口，，然后用固定铁板的螺丝把电路板固定，金属支架孔预留。

（2）微动开关套件的固定

对照电路板上的位置，把他和电路板一起固定即可。把插头按照规定插入CASE1插件。

六、YL-RTU001连接流量计进行调试

1、流量计的连接

（1）依照电路板上的标示，连接流量计，上电后，LED状态指示灯顺序：

LED灯D10亮，LED灯D9闪烁，然后D9熄灭，LED灯D7点亮，等待 LED灯NET闪烁，然后LED灯D8灯亮，D9灯亮表示采集正常。

（2）在上述（1）中所述显示正常后，表示产品已经检测调试通过，可以办理入库手续。

七、入库

生产测试人员完成产品流程后，需对产品做出标记并入库。

以上实施例仅仅是对本发明的举例说明，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种RTU数据采集终端，括固定在PCB板上的MCU单元、G模块、485通讯模块、可充电的锂电池和市电电源，所述PCB板上印刷有电路，能够电路连接设置在所述PCB板上的电路元件，其特征在于，所述PCB板上设置有拨码开关，所述拨码开关直接接地，用于屏蔽干扰信号对MCU单元的干扰。

2.根据权利要求1所述的RTU数据采集终端，其特征在于：所述市电电源选用输入AC220V，输出为8V~12V的变压器，采用电流最大为3A的整流桥进行整流，选择电流为最大为3A的稳流电路进行最终输出，并在AC220V输入前加入抑制浪涌的电路，市电电源采用双向船型开关控制。

3.根据权利要求2所述的RTU数据采集终端，其特征在于：所述变压器与用于消除低频干扰的电容器相连。

4. 根据权利要求1-3所述的RTU数据采集终端，其特征在于：所述MCU单元包含ADC转换电路，所述ADC转换电路增加了数字地与模拟地的隔离。

5.根据权利要求1-3所述的RTU数据采集终端，其特征在于：所述可充电的锂电池通过焊接、螺栓或扎带固定在所述PCB板上。

6.根据权利要求1-3所述的RTU数据采集终端，其特征在于：所述845通讯模块与MCU单元之间能够进行通讯，且845通讯模块与MCU单元能够相互隔离。

7.根据权利要求6所述的RTU数据采集终端，其特征在于：在所述845通讯模块与MCU单元之间加入反射电阻和瞬态抑制二极管。