CN209167854U - 智能温度检测与控制模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能温度检测与控制模块，包括主控模块、温度检测模块、输出控制模块、CAN通讯模块、显示模块、电源模块，本实用新型智能温度检测与控制模块，在PLC主机设置完用户所需的逻辑结构后，可以独立运行，这样可以避免了因PLC主机故障的、接口连接不可靠的情况下,温度检测模块无法正常工作的弊端，有效的提高了系统的实时性、可靠性，本实用新型采用三线法恒流源热电阻测量方法，具有成本低、精度高的优势。本实用新型对RTD热电阻输入进行了滤波、对信号总线做了信号隔离处理、对输入电源做了浪涌保护，有效提高了系统的抗干扰性。
Description
技术领域
本实用新型涉及PLC领域，具体是一种智能温度检测与控制模块。
背景技术
在工业生产自动控制中，为了生产安全或为了保证产品质量，对温度、压力、流量、速度等一些重要的被控参数，通常需要自动检测，并根据检测结果进行相应的控制。在自动检测系统中，常常设有上下限检测、报警及自动处理系统，以提醒操作人员采取紧急措施。
温度是工业生产对象中主要的被控参数，目前对温度的测量与控制，主要实现方法是：PLC主机(外部执行器)连接一块温度检测模块实现温度检测，再连接一块输出模块实现输出控制，但PLC主机与任何一个模块连接不可靠，或PLC主机产生故障，都会导致无法实现检测与控制，从而给生产带来严重的危害。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种智能温度检测与控制模块，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种智能温度检测与控制模块，包括主控模块、温度检测模块、输出控制模块、CAN通讯模块、显示模块、电源模块，所述电源模块分别连接主控模块、温度检测模块、输出控制模块、CAN通讯模块和显示模块，主控模块还分别连接温度检测模块、输出控制模块、CAN通讯模块和显示模块。
作为本实用新型的进一步技术方案：所述主控模块包含MCU模块、RTC模块和存储模块，MCU模块选择M483KIDAE主控芯片，存储模块采用采用FM24CL16芯片，RTC模块采用RX8025T芯片。
作为本实用新型的进一步技术方案：所述温度检测模包含RTD检测模块、信号隔离模块，RTD检测模块通过ADC芯片读取RTD电阻两端的电压，从而通过电压获取温度值，信号隔离模块采用数字隔离芯片与主控模块进行隔离。
作为本实用新型的进一步技术方案：所述CAN通讯模块包含CAN收发模块和CAN总线保护模块，CAN收发模块采用TJA1050芯片，CAN保护模块包括过流保护、防雷保护、过压保护三部分。
作为本实用新型的进一步技术方案：所述输出控制模块通过光耦、MOS管实现DC24V晶体管源型输出。
作为本实用新型的进一步技术方案：所述电源模块包括普通电源和隔离电源，普通电源模块采用RT7272芯片将输入DC24V转换成DC5V，再通过AMS1117-3.3芯片将DC5V转换成DC3.3V，隔离电源采用E2415芯片将输入DC24V转换成DC+15V、DC-15V,再通过78L05芯片将DC15V转换成DC5V。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型智能温度检测与控制模块，在PLC主机设置完用户所需的逻辑结构后，可以独立运行，这样可以避免了因PLC主机故障的、接口连接不可靠的情况下,温度检测模块无法正常工作的弊端，有效的提高了系统的实时性、可靠性，本实用新型采用三线法恒流源热电阻测量方法，具有成本低、精度高的优势。本实用新型对RTD热电阻输入进行了滤波、对信号总线做了信号隔离处理、对输入电源做了浪涌保护，有效提高了系统的抗干扰性。
附图说明
图1示出了本实用新型的示意图框图；
图2示出了主控模块原理图；
图3示出了温度检测模块原理图；
图4示出了输出控制模块原理图；
图5示出了CAN通讯模块原理图；
图6示出了电源模块原理图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-6，实施例1：一种智能温度检测与控制模块，包含主控模块、温度检测模块、输出控制模块、CAN通讯模块、显示模块、电源模块；其中，主控模块包括MCU模块、RTC模块和存储模块。温度检测模包含RTD检测模块、信号隔离模块，CAN通讯模块包含CAN收发模块和CAN总线保护模块，电源模块包括普通电源和隔离电源。
MCU模块通过IIC总线与存储模块相连；MCU模块通过IIC总线与RTC模块相连；
MCU模块通过SPI总线与信号隔离模块相连，信号隔离模块与RTD检测模块相连；
MCU模块通过普通IO口与输出控制模块相连；
CAN收发模块通过CAN接口与MCU模块相连，CAN收发模块与CAN总线保护模块相连，CAN总线保护模块与PLC主机相连；
显示模块通过IIC总线与MCU模块相连；
普通电源模块与主控模块、输出控制模块、CAN通讯模块、显示模块相连，隔离电源模块与温度检测模块相连。
参考图2所示，其为主控模块原理图，其中包含MCU模块、存储模块、RTC模块，主控芯片U36采用M483KIDAE芯片，该芯片具有-M4F核，具有DSP指令集，该芯片系统最高可运行至192MHz，内部具有FLASH容量512K，SRAM容量160K。MCU模块通过P3SWD接口加载程序；
主控模块所含的存储模块，该存储模块具有2组存储芯片U38、U39，型号为FM24CL16，该芯片5脚SDA与主控芯片U36的56脚PA4相连，该芯片6脚SCL与主控芯片U36的55脚PA5相连，主控芯片U36通过IIC总线对存储芯片U38、U39进行读写操作。两组存储芯片分为主存储、与备份存储，在PLC对设备进行设置时，主、备存储器同时存储，在读取存储模块时，若主、备存储器存储内容不一致时，先判断两个存储器存储部分的CRC是否正确，若有一个正确，则认为CRC正确的一组为所需参数，若两个都正确，则认为主存储芯片所多取内容为所需参数；
主控模块中所含的RTC模块采用U37RX8025T芯片，该芯片13脚SDA与主控芯片U36的56脚PA4相连，该芯片2脚SCL与主控芯片U36的55脚PA5相连，该芯片10脚INTA与主控芯片U36的23脚PG4相连，主控芯片U36通过IIC总线对时钟芯片U37进行读写操作。RX8025-T是一款拥有I2C接口和温度补偿功能的新型实时时钟芯片，内部集成32.768KHz温度补偿晶体振荡器，可用于各种需要高精度时钟的场合。
参考图3所示，其示出了温度检测模块原理图，包含信号隔离模块、RTD检测模块；
信号隔离模块，通过数字信号隔离芯片U47ADuM1411，将RTD检测模块所需的SPI总线CS、MOSI、MISO、CLK四个信号与MCU模块隔离，通过数字信号隔离芯片U48ADuM1411，将RTD检测模块的RESET、DRDY信号与MCU模块隔离；通过数字隔离芯片与主控模块进行隔离，可维持2.5kVrms的电流隔离。隔离芯片U47的14-VOA、13-VOB、12-VOC、11-VID分别与ADC芯片U57AD7706的1-SCLK、14-DIN、4-CS、13-DOUT脚相连；隔离芯片U47的3-VIA、4-VIB、5-VIC、6-V0D分别与MCU模块中主控芯片U36的14-PA10、16-PA8、13-PA11、15-PA9相连；隔离芯片U47的5-VIC、6-V0D分别与ADC芯片U57的12-DRDY、5-RESET相连；隔离芯片U47的12-VOC、11-VID分别与主控芯片U36的18-PD12、67-PD9相连；
RTD检测模块，采用16BITADC模数转换芯片AD7706，通过隔离高速SPI总线与主控模块相连，ADC的设置与读取由主控模块通过SPI接口控制。该模块三线法热电阻检测方法中，采用LM234作为恒流源提供400uA的电流，为热电阻提供激励电源，同时通过R2986.25KΩ的电阻，为AD7706提供2.5V基准电源，激励电流的变化不影响电路工作，因为输入电压与基准电源都随激励电流变化而变化。
参考图4所示，其示出了输出控制模块原理图，该模块通过光耦与主控模块隔离，通过MOS管控制输出。光耦E3、E18、E19、E20的2脚分别与U36的102-PE2、101-PE3、100-PE4、99-PE5脚相连，光耦E3、E18、E19、E20的输出脚3与MOS管的2脚原极相连，当U36的IO控制脚输出高电平，光耦导通，MOS管漏源导通，MOS管则输出24V；当U36的IO控制脚输出低电平，光耦截止，MOS管截止，MOS管则输出0V；每组数字量输出均具有过流保护。
参考图5所示，其为CAN通讯模块原理图，其中包含CAN收发模块，CAN总线保护模块。
CAN收发模块采用芯片U24TJA1050，通过CAN接口与MCU模块11相连，U24的1脚与U36123脚PB11相连，U24的4脚与U36124脚相连。高速CAN收发芯片TJA1050，最高能达1M的速率，电磁辐射(EME)极低，具备高电磁抗扰性(EMI)。
CAN总线保护模块，通过气体放电管G1B3D090L进行防雷保护，通过TVS管D31SMBJ15CA、TVS管D27、D32SMBJ5CA进行浪涌保护，PTC F1、F6SMD020在浪涌保护电路中起限流作用，防止TVS管过流损坏。
实施例2：在实施例1的基础上，本申请的电源模块原理如图6所示，其中包含普通电源模块、隔离电源模块；
普通电源模块采用RT7272芯片将输入DC24V转换成5V，再通过AMS1117-3.3芯片将5V转换成3.3V；为主控模块、CAN通讯模块、显示模块提供所需的电源，DC24V输入采用压敏电阻R20560KH05进行防雷保护，采用二极管D100防止输入电源反接，采用PTC R231A/36V防止过流，采用MOS管U41AO3401、稳压管D905.6V、三极管Q18550在电源芯片RT7272输出超过5.6V时停止对后备模块供电，以防芯片因过压而损坏。通过R217锰铜电阻、运放U7TP1562进行设备工作电流检测、通过R219、R222分压进行设备工作电压检测。
隔离电源模块采用U2B0505模块,普通电源输出的5V转换成隔离5V，再通过AMS1117-3.3芯片将隔离5V转换成3.3V，为温度检测模块提供隔离电源。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (1)
1.智能温度检测与控制模块，包括主控模块、温度检测模块、输出控制模块、CAN通讯模块、显示模块、电源模块，其特征在于，所述电源模块分别连接主控模块、温度检测模块、输出控制模块、CAN通讯模块和显示模块，主控模块还分别连接温度检测模块、输出控制模块、CAN通讯模块和显示模块，主控模块包含MCU模块、RTC模块和存储模块，MCU模块选择M483KIDAE主控芯片，存储模块采用采用FM24CL16芯片，RTC模块采用RX8025T芯片，温度检测模包含RTD检测模块、信号隔离模块，RTD检测模块通过ADC芯片读取RTD电阻两端的电压，从而通过电压获取温度值，信号隔离模块采用数字隔离芯片与主控模块进行隔离，CAN通讯模块包含CAN收发模块和CAN总线保护模块，CAN收发模块采用TJA1050芯片，CAN保护模块包括过流保护、防雷保护、过压保护三部分，输出控制模块通过光耦、MOS管实现DC24V晶体管源型输出，电源模块包括普通电源和隔离电源。
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|---|---|---|---|---|
| CN111505364A (zh) * | 2020-04-25 | 2020-08-07 | 搜派师自动化科技有限公司 | 一种可用于强磁场的智能变频电动执行机构和抗磁方法 |
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