CN110266291B - 一种基于物联网的工业控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的工业控制系统，包括频率采集电路1、频率采集电路2和信号校准电路、信号输出电路，所述频率采集电路1、频率采集电路2采集模拟信号传输通道输入端和输出端的信号频率,所述信号校准电路运用运放器AR1、运放器AR2和可变电阻R7组成的稳压电路稳定信号电位，频率采集电路1输出信号电位，并且频率采集电路2输出信号经电感L4和三极管Q3以及电容C6‑电容C8组成的调频电路对信号调频，最后运用三极管Q1、三极管Q2组成开关电路，最后信号输出电路运用运放器AR3、运放器AR4和电容C3、电容C4组成复合电路滤除扰动信号噪声后输出，也即是为基于物联网的工业控制系统控制终端的误差修正信号，保证了误差修正信号准确性。

Description

一种基于物联网的工业控制系统
技术领域
本发明涉及电路技术领域，特别是涉及一种基于物联网的工业控制系统。
背景技术
目前，物联网技术在工业的应用，主要包括制造执行系统（MES）、制造业供应链管理、生产过程工艺优化、产品设备监控管理、环保监测及能源管理、安全生产管理与先进制造技术等诸多方面,其中基于物联网的工业控制系统主要包括工业设备功率采集模块、控制终端、信号传输模块，所述功率采集模块采集工业上的设备运行功率，通过信号传输模块传输至控制终端内，而功率采集模块输出信号经信号传输模块传输过程中，会出现一定的信号误差，尤其是信号在传输过程中由于同频信号或强磁的干扰，会导致信号误差更大，从而做出错误的分析，因此需要对模拟信号传输通道内的信号实时监测。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种基于物联网的工业控制系统，具有构思巧妙、人性化设计的特性， 能够对模拟信号传输通道输入端的信号频率实时监测，对信号自动校准后转换为基于物联网的工业控制系统控制终端的误差修正信号。
其解决的技术方案是，一种基于物联网的工业控制系统，包括工业设备功率采集模块、控制终端、信号传输模块，所述功率采集模块采集工业上的设备运行功率，所述控制终端通过信号传输模块中模拟信号传输通道接收功率采集模块输出信号，还包括频率采集电路1、频率采集电路2和信号校准电路、信号输出电路，所述频率采集电路1、频率采集电路2采集模拟信号传输通道输入端和输出端的信号频率,此模拟信号传输通道为基于物联网的计算机控制终端接收功率信号采集模块信号用的通道，所述信号校准电路运用运放器AR1、运放器AR2和可变电阻R7组成的稳压电路稳定信号电位，频率采集电路1输出信号电位，同时运用二极管D2、二极管D3组成的限幅电路对信号限位，并且频率采集电路2输出信号经电感L4和三极管Q3以及电容C6-电容C8组成的调频电路对信号调频，最后运用三极管Q1、三极管Q2组成开关电路，利用调频电路和限幅电路输出信号的电位差检测异常信号，同时三极管Q2反馈异常高电平信号至运放器AR1同相输入端和运放器AR4反相输入端内，三极管Q1反馈信号至调频电路内，实现对信号校准电路输出信号校准的作用，最后信号输出电路运用运放器AR3、运放器AR4和电容C3、电容C4组成复合电路滤除扰动信号噪声后输出，也即是为基于物联网的工业控制系统控制终端的误差修正信号。
由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点；
1. 运用运放器AR1、运放器AR2和可变电阻R7组成的稳压电路稳定频率采集电路1输出信号电位，稳定信号静态工作点，并且通过改变可变电阻R7的阻值大小可以改变运放器AR2输出信号振幅，同时运用二极管D2、二极管D3组成的限幅电路对信号限位，防止信号电位过高，保护电路；
2.频率采集电路2输出信号经电感L4和三极管Q3以及电容C6-电容C8组成的调频电路对信号调频，电容C6、电容C7为去耦电容，滤除高频信号噪声，同时电容C8为旁路电容，滤除低频信号噪声，实现对信号的调频作用，最后运用三极管Q1、三极管Q2组成开关电路，利用调频电路和限幅电路输出信号的电位差检测异常信号，并且三极管Q2反馈异常高电平信号至运放器AR1同相输入端和运放器AR4反相输入端内，由于通过单独的运放器AR1或运放器AR4调节信号会使信号波动过大，很容易产生谐波，因此运放器AR1和运放器AR4输出信号电位同时调节，可以进一步消除谐波的产生，三极管Q1反馈信号至调频电路内，实现对信号校准电路输出信号校准的作用，保证了基于物联网的工业控制系统控制终端的误差修正信号准确性。
附图说明
图1为本发明一种基于物联网的工业控制系统的电路原理图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
实施例一，一种基于物联网的工业控制系统，包括频率采集电路1、频率采集电路2和信号校准电路、信号输出电路，所述频率采集电路1、频率采集电路2采集模拟信号传输通道输入端和输出端的信号频率,此模拟信号传输通道为基于物联网的计算机控制终端接收功率信号采集模块信号用的通道，所述信号校准电路运用运放器AR1、运放器AR2和可变电阻R7组成的稳压电路稳定信号电位，频率采集电路1输出信号电位，同时运用二极管D2、二极管D3组成的限幅电路对信号限位，并且频率采集电路2输出信号经电感L4和三极管Q3以及电容C6-电容C8组成的调频电路对信号调频，最后运用三极管Q1、三极管Q2组成开关电路，利用调频电路和限幅电路输出信号的电位差检测异常信号，同时三极管Q2反馈异常高电平信号至运放器AR1同相输入端和运放器AR4反相输入端内，三极管Q1反馈信号至调频电路内，实现对信号校准电路输出信号校准的作用，最后信号输出电路运用运放器AR3、运放器AR4和电容C3、电容C4组成复合电路滤除扰动信号噪声后输出，也即是为基于物联网的工业控制系统控制终端的误差修正信号；
所述信号校准电路运用运放器AR1、运放器AR2和可变电阻R7组成的稳压电路稳定频率采集电路1输出信号电位，稳定信号静态工作点，并且通过改变可变电阻R7的阻值大小可以改变运放器AR2输出信号振幅，同时运用二极管D2、二极管D3组成的限幅电路对信号限位，防止信号电位过高，保护电路，并且频率采集电路2输出信号经电感L4和三极管Q3以及电容C6-电容C8组成的调频电路对信号调频，电容C6、电容C7为去耦电容，滤除高频信号噪声，同时电容C8为旁路电容，滤除低频信号噪声，实现对信号的调频作用，三极管Q3为放大三极管，保证信号强度，最后运用三极管Q1、三极管Q2组成开关电路，利用调频电路和限幅电路输出信号的电位差检测异常信号，并且三极管Q2反馈异常高电平信号至运放器AR1同相输入端和运放器AR4反相输入端内，由于通过单独的运放器AR1或运放器AR4调节信号会使信号波动过大，很容易产生谐波，因此运放器AR1和运放器AR4输出信号电位同时调节，可以进一步消除谐波的产生，三极管Q1反馈信号至调频电路内，实现对信号校准电路输出信号校准的作用，保证了基于物联网的工业控制系统控制终端的误差修正信号准确性；
所述信号校准电路具体结构，运放器AR1的同相输入端接电阻R4、电阻R13的一端，运放器AR1的反相输入端接电阻R3、电容C2的一端和二极管D6的负极，运放器AR1的输出端接电阻R5的一端和电阻R3、电容C2的另一端以及三极管Q2的基极、三极管Q1的发射极，电阻R5的另一端接可变电阻R7的一端和运放器AR2的反相输入端，运放器AR2的同相输入端接电阻R6的一端，电阻R4、电阻R6的另一端接地，运放器AR2的输出端接可变电阻R7的另一端和二极管D3的负极、二极管D2的正极，二极管D2的负极接二极管D3的正极和三极管Q1的基极，二极管D6 的正极接二极管D5的正极，二极管D5的负极接三极管Q3的基极和电感L4、电容C6的一端，电感L4的另一端接电容C8的一端，电容C8的另一端接电阻R12、电阻R14的一端和电容C7的一端， 电容C7的另一端接电容C6的另一端、三极管Q1的集电极和三极管Q3的发射极、电阻R14的另一端，三极管Q3的集电极接电源+5V，电阻R12的另一端接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接电阻R13的另一端。
实施例二，在实施例一的基础上，所述信号输出电路运用运放器AR3、运放器AR4和电容C3、电容C4组成复合电路滤除扰动信号噪声后输出，也即是为基于物联网的工业控制系统控制终端的误差修正信号，运放器AR3的同相输入端接电容C4 的一端，运放器AR3的反相输入端接电阻R9、电容C3的一端，电容C4的另一端接电阻R8的一端和三极管Q1的基极，运放器AR3的输出端接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接运放器AR4的同相输入端，运放器AR4的反相输入端接电阻R11的一端和运放器AR1的同相输入端，电阻R8、电阻R9、电阻R11的另一端和电容C3的另一端接地，运放器AR4的输出端接信号输出端口。
实施例三，在实施例一的基础上，所述频率采集电路1、频率采集电路2选用型号为SJ-ADC的频率采集器J1、频率采集器J2采集模拟信号传输通道输入端和输出端的信号频率，频率采集器J1的电源端接电源+5V，频率采集器J1的接地端接地，频率采集器J1输出端接稳压管D1的负极和电阻R1的一端，稳压管D1的正极接地，电阻R1的另一端接电容C1的一端和电阻R2的一端，电容C1的另一端接地，电阻R2的另一端接运放器AR1的反相输入端；频率采集器J2的电源端接电源+5V，频率采集器J2的接地端接地，频率采集器J2输出端接稳压管D4的负极和电阻R15的一端，稳压管D4的正极接地，电阻R15的另一端接电容C5的一端和二极管D5的正极，电容C5的另一端接地。
本发明具体使用时，一种基于物联网的工业控制系统，包括频率采集电路1、频率采集电路2和信号校准电路、信号输出电路，所述频率采集电路1、频率采集电路2采集模拟信号传输通道输入端和输出端的信号频率,此模拟信号传输通道为基于物联网的计算机控制终端接收功率信号采集模块信号用的通道，所述信号校准电路运用运放器AR1、运放器AR2和可变电阻R7组成的稳压电路稳定频率采集电路1输出信号电位，稳定信号静态工作点，并且通过改变可变电阻R7的阻值大小可以改变运放器AR2输出信号振幅，同时运用二极管D2、二极管D3组成的限幅电路对信号限位，防止信号电位过高，保护电路，并且频率采集电路2输出信号经电感L4和三极管Q3以及电容C6-电容C8组成的调频电路对信号调频，电容C6、电容C7为去耦电容，滤除高频信号噪声，同时电容C8为旁路电容，滤除低频信号噪声，实现对信号的调频作用，三极管Q3为放大三极管，保证信号强度，最后运用三极管Q1、三极管Q2组成开关电路，利用调频电路和限幅电路输出信号的电位差检测异常信号，并且三极管Q2反馈异常高电平信号至运放器AR1同相输入端和运放器AR4反相输入端内，由于通过单独的运放器AR1或运放器AR4调节信号会使信号波动过大，很容易产生谐波，因此运放器AR1和运放器AR4输出信号电位同时调节，可以进一步消除谐波的产生，三极管Q1反馈信号至调频电路内，实现对信号校准电路输出信号校准的作用，保证了基于物联网的工业控制系统控制终端的误差修正信号准确性，最后信号输出电路运用运放器AR3、运放器AR4和电容C3、电容C4组成复合电路滤除扰动信号噪声后输出，也即是为基于物联网的工业控制系统控制终端的误差修正信号。
以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于物联网的工业控制系统，包括工业设备功率采集模块、控制终端、信号传输模块，所述功率采集模块采集工业上的设备运行功率，所述控制终端通过信号传输模块中模拟信号传输通道接收功率采集模块输出信号，其特征在于，包括频率采集电路1、频率采集电路2和信号校准电路、信号输出电路；
所述频率采集电路1、频率采集电路2采集模拟信号传输通道输入端和输出端的信号频率，此模拟信号传输通道为基于物联网的计算机控制终端接收功率信号采集模块信号用的通道，所述信号校准电路运用运放器AR1、运放器AR2和可变电阻R7组成的稳压电路稳定信号电位，频率采集电路1输出信号电位，同时运用二极管D2、二极管D3组成的限幅电路对信号限位，并且频率采集电路2输出信号经电感L4和三极管Q3以及电容C6-电容C8组成的调频电路对信号调频，最后运用三极管Q1、三极管Q2组成开关电路，利用调频电路和限幅电路输出信号的电位差检测异常信号，同时三极管Q2反馈异常高电平信号至运放器AR1同相输入端和运放器AR4反相输入端内，三极管Q1反馈信号至调频电路内，实现对信号校准电路输出信号校准的作用，最后信号输出电路运用运放器AR3、运放器AR4和电容C3、电容C4组成复合电路滤除扰动信号噪声后输出，也即是为基于物联网的工业控制系统控制终端的误差修正信号；
所述信号校准电路包括运放器AR1，运放器AR1的同相输入端接电阻R4、电阻R13的一端，运放器AR1的反相输入端接电阻R3、电容C2的一端和二极管D6的负极，运放器AR1的输出端接电阻R5的一端和电阻R3、电容C2的另一端以及三极管Q2的基极、三极管Q1的发射极，电阻R5的另一端接可变电阻R7的一端和运放器AR2的反相输入端，运放器AR2的同相输入端接电阻R6的一端，电阻R4、电阻R6的另一端接地，运放器AR2的输出端接可变电阻R7的另一端和二极管D3的负极、二极管D2的正极，二极管D2的负极接二极管D3的正极和三极管Q1的基极，二极管D6 的正极接二极管D5的正极，二极管D5的负极接三极管Q3的基极和电感L4、电容C6的一端，电感L4的另一端接电容C8的一端，电容C8的另一端接电阻R12、电阻R14的一端和电容C7的一端， 电容C7的另一端接电容C6的另一端、三极管Q1的集电极和三极管Q3的发射极、电阻R14的另一端，三极管Q3的集电极接电源+5V，电阻R12的另一端接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接电阻R13的另一端；
所述信号输出电路包括运放器AR3，运放器AR3的同相输入端接电容C4 的一端，运放器AR3的反相输入端接电阻R9、电容C3的一端，电容C4的另一端接电阻R8的一端和三极管Q1的基极，运放器AR3的输出端接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接运放器AR4的同相输入端，运放器AR4的反相输入端接电阻R11的一端和运放器AR1的同相输入端，电阻R8、电阻R9、电阻R11的另一端和电容C3的另一端接地，运放器AR4的输出端接信号输出端口；
所述频率采集电路1包括型号为SJ-ADC的频率采集器J1，频率采集器J1的电源端接电源+5V，频率采集器J1的接地端接地，频率采集器J1输出端接稳压管D1的负极和电阻R1的一端，稳压管D1的正极接地，电阻R1的另一端接电容C1的一端和电阻R2的一端，电容C1的另一端接地，电阻R2的另一端接运放器AR1的反相输入端；
所述频率采集电路2包括型号为SJ-ADC的频率采集器J2，频率采集器J2的电源端接电源+5V，频率采集器J2的接地端接地，频率采集器J2输出端接稳压管D4的负极和电阻R15的一端，稳压管D4的正极接地，电阻R15的另一端接电容C5的一端和二极管D5的正极，电容C5的另一端接地；
所述信号输出电路运用运放器AR3、运放器AR4和电容C3、电容C4组成复合电路滤除扰动信号噪声后输出。
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