CN218724421U - 一种多通道智能流量计采集终端 - Google Patents

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刘涛
周宏伟
林年旺
罗朝林
黄立
吕浩萍
刘剑宏
邬钟
潘宏
张恩明
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Abstract

本实用新型公开了一种多通道智能流量计采集终端，包括PLC中央处理模块、PLC信号采集卡、若干路开关量输入电路、100M以太网接口电路以及交直流电源转换电路；所述开关量输入电路与PLC信号采集卡连接；所述PLC信号采集卡与中央处理模块连接；所述100M以太网接口电路与中央处理模块连接；所述交直流电源转换电路分别与PLC中央处理模块、PLC信号采集卡、开关量输入电路、100M以太网接口电路连接，用于提供驱动电源。本实用新型针对每个闸泵设施的运行情况，克服现有基于手持式流速仪采集终端多个协同作业工作量较大的缺陷，提高流量测量精度。

Description

一种多通道智能流量计采集终端
技术领域
本实用新型涉及泵站效率测试中高精度流量测试的技术领域，具体涉及一种多通道智能流量计采集终端。
背景技术
目前，广泛使用的旋桨流速仪采集终端为单通道手持式终端，通过独立设置、操作、采集流速仪信号，得到单个流速仪的流速数据，通过运算将流速转换数据成流量数据；当需要测量某断面流量、需要多个流速测点数据时，需要对多个手持式采集终端分别操作，难以做到完全同步，影响最终流量测量的精确度。
实用新型内容
为了克服现有手持式流速仪采集终端多个协同作业工作量较大的缺陷，本实用新型提供一种多通道智能流量计采集终端，针对不同的泵站过流断面设计一款多通道的流量计采集终端，实现多通道流速仪数据同步采集，提高流量测量精确度。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型提供了一种多通道智能流量计采集终端，包括PLC中央处理模块、PLC信号采集卡、开关量输入电路、100M以太网接口电路以及交直流电源转换电路；
所述开关量输入电路与PLC信号采集卡连接，所述开关量输入电路包括若干路输入通道；
所述PLC信号采集卡与中央处理模块连接；
所述100M以太网接口电路与中央处理模块连接；
所述交直流电源转换电路分别与PLC中央处理模块、PLC信号采集卡、开关量输入电路、100M以太网接口电路连接，用于提供驱动电源。
作为优选的技术方案，所述PLC中央处理模块为CPU ST60微处理单元。
作为优选的技术方案，所述开关量输入电路包括依次连接的双电压比较集成芯片和光耦器件，所述双电压比较集成芯片的型号为LM393，所述光耦器件的信号为TLP185。
作为优选的技术方案，所述开关量输入电路设置有用于改变电平采集状态的并联电阻。
作为优选的技术方案，所述100M以太网接口电路包括型号为LAN8720的以太网PHY层芯片，所述以太网PHY层芯片通过RMII接口与PLC中央处理模块连接。
作为优选的技术方案，所述100M以太网接口电路通过有线网络连接至上位计算机。
作为优选的技术方案，所述电源转换电路包括交流220V转直流24V模块、直流24V转直流12V模块、直流12V转直流5V模块。
作为优选的技术方案，所述交流220V转直流24V模块的型号为HA24N10-2539、直流24V转直流12V模块的型号为TPS40057、直流12V转直流5V模块的型号为TPS54331。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)本实用新型采用比较集成芯片与光耦器件作为开关量输入电路，以采集开关量信号，起到缓冲、隔离的作用，有效保护后端器件、模块的工作运行。
(2)本实用新型采用模块化设计，安装方便简单，可支持若干路信号采集；扩展灵活，采集通道可扩充，能够满足大部分测流场合要求。
(3)本实用新型针对每个闸泵设施的运行情况，克服现有基于手持式流速仪采集终端多个协同作业工作量较大的缺陷，提高流量测量精度。
附图说明
图1是本实用新型所述一种多通道智能流量计采集终端的整体电路结构框图；
图2是本实用新型的开关量输入电路；
图3是本实用新型的开关量信号采集电路；
图4是本实用新型的PLC信号采集接线图；
图5是本实用新型的以太网接口电路
图6是本实用新型的交流220V转直流24V的电源转换电路；
图7是本实用新型的直流24V转直流12V的电源转换电路；
图8是本实用新型的直流12V转直流5V的电源转换电路。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，
而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种多通道智能流量计采集终端，具体包括PLC中央处理模块、PLC信号采集卡、多路开关量输入电路、1路100M以太网接口电路及交直流电源转换电路；
(1)所述PLC中央处理模块用于对整个系统进行管理与控制；
进一步的，所述中央处理模块的核心处理器为CPU ST60微处理单元。
(2)所述开关量输入电路包含LM393双电压比较集成芯片和TLP185光耦器件，用于采集开关量信号并经过过滤、隔离、抗干扰等操作后连接到PLC信号采集卡；
(3)所述开关量工作机构(流速仪)分别与开关量输入电路连接，用于采集开关量工作机构在低阻值水体中产生的高低电平信号；
进一步的，(3)中的所述开关量输入电路通过PLC信号采集卡与(2)中的PLC中央处理模块连接；
更进一步的，如图2所示，信号采集模组的O管脚连接到PLC信号采集卡，与PLC中央处理模块进行数据交互；COM管脚连接到直流24V电源正极；IN+管脚连接到开关量工作机构(流速仪)；IN-管脚连接到GND；开关量工作机构与盐水电阻并联，同时经过上拉可调电阻上拉到直流5V。
更进一步的，如图3所示，型号为LM393的双电压比较集成芯片A路比较器作为减法器，使输出压差为IN+与IN-之差，起到稳点工作点的作用；LM393双电压比较集成芯片B路比较器作为电压跟随器，以起到缓冲、隔离作用，提高带载能力；型号为TLP185的光耦器件起到信号隔离作用，并且令LM393双电压比较集成芯片输出的低电压信号能够驱动高电压信号。
更进一步的，如图4所示，信号通过PLC信号采集卡与的PLC中央处理模块连接，所有DI管脚均为信号输入引脚；L1管脚为供电电源正极，连接到直流24V电源正极；M管脚为供电电源负极，连接到直流24V电源负极；M1管脚为信号输入公共端，连接到直接24V电源负极。
(4)所述100M以太网接口电路与中央处理模块连接，通过无线网络通讯模块连接至上位计算机；
进一步的，所述100M以太网接口电路包括型号为LAN8720的以太网PHY层芯片，所述以太网PHY层芯片通过RMII接口与中央处理模块连接；
更进一步的，如图5所示，型号为HR911105A的以太网RJ45接口U5分别提供以太网信号TX_N、TX_P、RX_N、RX_P到型号为LAN8720A的以太网PHY芯片U6的21管脚、20管脚、23管脚、22管脚；以太网PHY芯片U6通过RMII总线分别将15管脚、12管脚、13管脚、8管脚、7管脚、11管脚、10管脚、17管脚、18管脚、16管脚、14管脚、5管脚的RST、MDIO、MDC、RXD0、RXD1、CRS_DV、RXER、TXD0、TXD1、TXEN、INT、CLKIN信号传输到中央处理模块。
(5)所述电源转换电路分别与PLC中央处理模块、PLC信号采集卡、开关量输入电路、100M以太网接口电路连接，用于提供驱动电源。
进一步的，所述电源转换电路包括交流220V转直流24V模块、直流24V转直流12V模块、直流12V转直流5V模块；其中交流220V转直流24V模块的型号为HA24N10-2539、直流24V转直流12V模块的型号为TPS40057、直流12V转直流5V模块的型号为TPS54331。
更进一步的，如图6所示，型号为HA24N10-2539的电源转换模块将交流220V转换为直流24V，交流220V从HA24N10-2539的L、N管脚输入，经转换后从HA24N10-2539的V+、V-管脚输出直流24V信号，经过电感LDM1、LDM2与电容C1～C6进行滤波后即可提供直流24V到用电模块，稳压二极管D1、D2用于稳定电压、保护电路的作用。
更进一步的，如图7所示，型号为TPS40057的电源转换模块将直流24V转换为直流12V，直流24V信号从TPS40057的1管脚VIN输入，经转换后从TPS54331的12管脚VO输出直流12V信号，经过电感L1与电容C3进行滤波后即可提供直流12V到用电模块，稳压二极管用于稳定电压、保护电路的作用。
更进一步的，如图8所示，型号为TPS54331的电源转换模块U16将直流12V转换为直流5V，直流12V信号从TPS54331的2管脚VIN输入，经转换后从TPS54331的8管脚PH输出直流5V信号，经过电感L1与电解电容EC1、电容C38进行滤波后即可提供直流5V到用电模块，稳压二极管D3用于稳定电压、保护电路的作用。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多通道智能流量计采集终端，其特征在于，包括PLC中央处理模块、PLC信号采集卡、开关量输入电路、100M以太网接口电路以及交直流电源转换电路；
所述开关量输入电路与PLC信号采集卡连接，所述开关量输入电路包括若干路输入通道；
所述PLC信号采集卡与中央处理模块连接；
所述100M以太网接口电路与中央处理模块连接；
所述交直流电源转换电路分别与PLC中央处理模块、PLC信号采集卡、开关量输入电路、100M以太网接口电路连接，用于提供驱动电源。
2.根据权利要求1所述的一种多通道智能流量计采集终端，其特征在于，所述PLC中央处理模块为CPU ST60微处理单元。
3.根据权利要求1所述的一种多通道智能流量计采集终端，其特征在于，所述开关量输入电路包括依次连接的双电压比较集成芯片和光耦器件，所述双电压比较集成芯片的型号为LM393，所述光耦器件的信号为TLP185。
4.根据权利要求1所述的一种多通道智能流量计采集终端，其特征在于，所述开关量输入电路设置有用于改变电平采集状态的并联电阻。
5.根据权利要求1所述的一种多通道智能流量计采集终端，其特征在于，所述100M以太网接口电路包括型号为LAN8720的以太网PHY层芯片，所述以太网PHY层芯片通过RMII接口与PLC中央处理模块连接。
6.根据权利要求1所述的一种多通道智能流量计采集终端，其特征在于，所述100M以太网接口电路通过有线网络连接至上位计算机。
7.根据权利要求1所述的一种多通道智能流量计采集终端，其特征在于，所述电源转换电路包括交流220V转直流24V模块、直流24V转直流12V模块、直流12V转直流5V模块。
8.根据权利要求7所述的一种多通道智能流量计采集终端，其特征在于，所述交流220V转直流24V模块的型号为HA24N10-2539、直流24V转直流12V模块的型号为TPS40057、直流12V转直流5V模块的型号为TPS54331。
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