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CN103343831A - 一种智能电气阀门定位器主板硬件电路 - Google Patents

一种智能电气阀门定位器主板硬件电路 Download PDF

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CN103343831A
CN103343831A CN2013102740580A CN201310274058A CN103343831A CN 103343831 A CN103343831 A CN 103343831A CN 2013102740580 A CN2013102740580 A CN 2013102740580A CN 201310274058 A CN201310274058 A CN 201310274058A CN 103343831 A CN103343831 A CN 103343831A
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CN
China
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circuit
capacitor
resistance
voltage
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白春娥
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TIANJIN JINGTONG CONTROL INSTRUMENT TECHNOLOGY Co Ltd
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TIANJIN JINGTONG CONTROL INSTRUMENT TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种智能电气阀门定位器主板硬件电路。单片机电路分别与信号控制回路、传感器转换电路、压电阀控制回路、液晶显示电路、操作按键电路、报警电路、阀位驱动电路连接,电源电压电路分别供给信号控制回路、传感器转换电路、单片机电路、压电阀控制回路、液晶显示电路、操作按键电路、报警电路、阀位驱动电路的工作电压。有益效果是:该电路主要是通过采集从调节器来的设定阀门开度的二线制4-20mA信号和反馈回来的实际阀门开度信号,在经过单片机对两种信号偏差与偏差变化率的计算后,通过模糊运算与决策输出相应的控制信号去控制压电阀的开启,从而控制进入调节阀气室的进气量,以此推动阀芯动作并准确定位,实现调节阀自动调节的目的。

Description

一种智能电气阀门定位器主板硬件电路
技术领域
本发明涉及一种控制电路,特别涉及一种智能电气阀门定位器主板硬件电路。
背景技术
生产过程的自动控制简称过程控制,在工业生产中占有极其重要的地位。过程控制从模拟控制系统发展到模拟数字混合的集散控制系统,并进一步发展到现场总线控制系统。过程控制的质量很大程度上取决于过程控制仪表,包括变送器、调节器、执行器和各种辅助装置。气动调节阀是过程控制当中很重要的一种执行器,而阀门定位器作为气动调节阀的主要附件之一,可以改善阀门特性、提高控制的精度、速度和增加控制的灵活性。阀门定位器向智能型、现场总线仪表方向发展,给过程控制带来了技术的变革,代表了气动执行器技术的发展方向。国外一些大公司已相继研制成功了智能阀门定位器,有的配置有HART协议、PROFIBUS总线、FF总线等现场总线接口,而国内在这方面的研究尚处于起步阶段。目前,国内市场上普遍使用的智能阀门定位器,大部分是国外一些大公司,如西门子、费希尔、ABB等,国内的电气阀门定位器采用的是传统的机械式力平衡原理,存在一些不足且不能满足过程控制发展的需要,而由国外进口的智能型电气定位器价格昂贵,进货周期长,远远不能满足国内市场低成本、高智能化、高进度的需求,迫切需要开发一种低成本、高质量、高智能化、高进度的智能电器阀门定位器,因此研究设计智能型电气阀门定位器是十分必要的。
发明内容
鉴于我国目前现有状况及现有技术存在的问题,本发明提供了一种智能电气阀门定位器主板硬件电路,该电路是智能电气阀门定位器核心部件。研制的智能阀门定位器主板电路是基于4~20mA电流二线制阀门定位系统,总体设计围绕低功耗的实现来展开的。该电路主要是通过采集从调节器来的设定阀门开度的二线制4-20mA信号和反馈回来的实际阀门开度信号,在经过单片机对两种信号偏差与偏差变化率的计算后,通过模糊运算与决策输出相应的控制信号去控制压电阀的开启,从而控制进入调节阀气室的进气量,以此推动阀芯动作并准确定位,实现调节阀自动调节的目的。同时,在单片机中对以上两路信号进行标度变换以及BCD码的转换,以便于在液晶显示器上进行阀位行程的百分数显示。
本发明为实现上述目的,所采取电路的设计方案为:一种智能电气阀门定位器主板硬件电路,其特征在于:包括信号控制回路、传感器转换电路、单片机电路、压电阀控制回路、电源电压电路、液晶显示电路、操作按键电路、报警电路、阀位驱动电路(电流反馈用),所述单片机电路分别与信号控制回路、传感器转换电路、压电阀控制回路、液晶显示电路、操作按键电路、报警电路、阀位驱动电路(电流反馈用)连接,所述电源电压电路分别供给信号控制回路、传感器转换电路、单片机电路、压电阀控制回路、液晶显示电路、操作按键电路、报警电路、阀位驱动电路(电流反馈用)的工作电压;信号控制回路包括接线端子P、滤波电路、测量电阻、高端电流检测放大器构成,传感器转换电路包括接插件X3、分压电路构成,单片机电路包括单片机、晶体振荡电路、复位电路构成,压电阀控制电路包括四个输出驱动电路、连接触点构成,电源电压电路包括稳压管稳压电路、DC/DC升压器转换器、DC/DC降压器构成,液晶显示电路包括液晶显示模块、接插连接件构成,操作按键电路包括分压电路、轻触按键开关构成,报警电路包括与非门电路、接插件X2构成,阀位驱动电路包括非门电路、接插件X1构成。
具体电路连接为:所述信号控制回路,接线端子P的1号端子(信号正极)及接线端子P的2号端子(信号正负极)外接4-20mA信号,接线端子P的2、3、4、5号端子并接同时接磁珠L2的一端,磁珠L2的另一端接信号电感L5的管脚2,信号电感L5的管脚4接电感L4的一端,电感L4的另一端接电阻R1的一端,电阻R1的另一端接电阻R2的一端、瞬间保护二极管D1及稳压管D2的正极并接基准地位GND,接线端子P的1号端子接磁珠L1的一端,磁珠L1的另一端接信号电感L5的管脚1,信号电感L5的管脚3接电感L3的一端,电感L3的另一端接电阻R3、电阻R4、电容C1的一端及高端电流检测放大器U7的管脚8,电容C1的另一端接电阻R2的另一端,电阻R3、电阻R4的另一端接瞬间保护二极管D1、稳压管D2的负极及高端电流检测放大器U7的管脚6,稳压管D2的负极接胆电解电容C18的正极,胆电解电容C18的负极接基准地位GND,稳压管D2的负极为6V稳压电压端,高端电流检测放大器U7的管脚1接3V电压,高端电流检测放大器U7的管脚3接基准地位GND,高端电流检测放大器U7的管脚4接电阻R5、电容C2的一端,电阻R5另一端接电容C21的一端、单片机       U6的通用数字I/O管脚3,电容C2、电容C21另一端并接于基准地位GND。
所述传感器(导点塑料电位器RW)转换电路,外接导电塑料电位器RW接到接插件X3上,接插件X3的1号插针、2号插针并接后接电容C3的一端及2.5V电压,接插件X3的3号插针接电容C3的另一端、电容C4及电阻R0的一端,接插件X3的4号插针接电容C4的另一端、电容C5的一端及基准地位GND,电容C5的另一端接电阻R0的另一端及单片机U6通用数字I/O管脚4。
所述压电阀控制回路,单片机U6的通用数字I/O管脚38接电阻R19的一端及场效应管Q7的栅极,电阻R19另一端接场效应管Q7的源极及基准地位GND,场效应管Q7的漏极接电阻R20的一端、二极管D9的负极及效应管Q8的栅极,电阻R20的另一端接场效应管Q8的漏极及24V电压的正极,二极管D9的正极接场效应管Q8的源极并通过电阻R24接到连接触点P4接点。
单片机U6的通用数字I/O管脚39接电阻R17的一端及场效应管Q5的栅极,电阻R17另一端接3V电压,场效应管Q5的源极接基准地位GND,场效应管Q5的漏极接电阻R18的一端、二极管D8的负极及场效应管Q6的栅极,电阻R18的另一端接场效应管Q6的漏极及24V电压的正极,二极管D8的正极接场效应管Q6源极并通过电阻R22接到连接触点P3接点。
单片机U6的通用数字I/O管脚40接电阻R15的一端及场效应管Q3的栅极,电阻R15另一端接场效应管Q3的源极及基准地位GND,场效应管Q3的漏极接电阻R16的一端、二极管D7的负极及场效应管Q4的栅极,电阻R16的另一端接场效应管Q4的漏极及24V电压的正极,二极管D9的正极接场效应管Q4源极并通过电阻R22接到连接触点P2 接点。
单片机U6的通用数字I/O管脚41接电阻R13的一端及场效应管Q1的栅极,电阻R13另一端接3V电压,场效应管Q1的源极接基准地位GND,场效应管Q1的漏极接电阻R14的一端、二极管D6的负极及效场应管Q2的栅极,电阻R16的另一端接场效应管Q2的漏极及24V电压的正极,二极管D6的正极接场效应管Q2源极并通过电阻R21接到连接触点P1接点。
所述DC/DC转换电路,DC/DC升压转换器U2的管脚2接3V电压正极,DC/DC转换器U2的管脚5通过电容C11接基准地位GND,DC/DC转换器U2的管脚4、管脚6、管脚7接于基准地位GND,DC/DC转换器U2的管脚1接场效应管Q9的栅极,场效应管Q9的源极接DC/DC转换器U2的管脚8及电阻R26的一端,电阻R26的另一端接于基准地位GND,场效应管Q9的漏极接消特极二极管D3正极及电感L6的一端,电感L6的另一端接6V电压正极,消特极二极管D3的负极接电阻R11、电容C10、胆电解电容C13正极、电容C12、电阻R27的一端,电阻R27另一端为24V稳压电压端,胆电解电容C13的负极、电容C12的另一端接基准地位GND,电阻R11、电容C10的另一端接电阻R12的一端及DC/DC转换器U2的管脚3,电阻R12的另一端接基准地位GND;DC/DC降压转换器U3的管脚1、管脚3、电容C14的一端并接于6V电压端正极,电容C14的另一端接基准地位GND,DC/DC降压转换器U3的管脚4通过电容C25接基准地位GND,DC/DC降压转换器U3的管脚5接胆电解电容C19的正极、电容C20的一端,电胆解电容C19的负极、电容C20的另一端接基准地位GND,DC/DC降压转换器U3的管脚5为3V电压端,DC/DC降压转换器U3管脚2接基准地位GND, DC/DC降压转换器U4的管脚1接3V电压正极、电容C15的一端,DC/DC降压转换器U4的管脚3接电容C16的一端、胆电解电容C17正极、,DC/DC降压转换器U4的管脚3为2.5V稳压电压端,电容C15、电容C16的另一端、胆电解电容C17负极、DC/DC降压转换器U4的管脚2接基准地位GND。
所述操作按键电路,轻触按键开关Key1、Key2、Key3的一端并接于基准地位GND,轻触按键开关Key1的另一端接电阻R9的一端及单片机U6的通用数字I/O管脚22,轻触按键开关Key2的另一端接电阻R8的一端及单片机U6的通用数字I/O管脚21,轻触按键开关Key3的另一端接电阻R7的一端及单片机U6的通用数字I/O管脚20,电阻R9、电阻R8、电阻R7的另一端接3V电压。
所述液晶显示电路,液晶显示电路接插件X4的6号插针、7号插针并接后接3V电压,接插件X4的5号插针接基准地位GND,接插件X4的4号插针接单片机U6的通用数字I/O管脚47,LCD接插件的3号插针接单片机U6的通用数字I/O管脚46,接插件X4的2号插针接单片机U6的通用数字I/O管脚45,X4接插件的1号插针接单片机U6的通用数字I/O管脚44。
所述示复位电路连接为:复位电路TC54的管脚1接单片机U6复位输入端58及接插件P0的7号插针,复位电路TC54的管脚2接3V电压,复位电路TC54的管脚3接基准地位GND。
所述示报警电路,单片机U6的通用数字I/O管脚17、管脚18、管脚19分别接与非门电路U7A的管脚2、与非门电路U7B的管脚5、与非门电路U7C的管脚10,与非门电路U7A的管脚1、与非门电路U7B的管脚4、与非门电路U7C的管脚9并接后接单片机U6的通用数字I/O管脚14,与非门电路U7A的管脚3与接插件X2的6号插针相接,与非门电路U7B的管脚6与接插件X2的7号插针相接,与非门电路U7C的管脚8与接插件X2的8号插针相接,单片机U6的通用数字I/O管脚16与接插件X2的1号插针相接,单片机U6的通用数字I/O管脚12与接插件X2的4号插针相接并通过电阻R6接3V电压,接接插件X2的3号插针、5号插针接基准地位GND,与非门电路U7D的管脚12、管脚13并接于基准地位GND,与非门电路U7D的11管脚悬空,与非门电路U7D的14管脚接3V电压;7管脚接基准地位GND。
所述示阀位驱动电路,单片机U6的通用数字I/O管脚15接非门电路U8C的管脚5,非门电路U8C的管脚6、与非门电路U8A的管脚1、与非门电路U8B的管脚3、与非门电路U8D的管脚9、与非门电路U8E的管脚11、与非门电路U8F的管脚13并接一起,与非门电路U8A的管脚2、与非门电路U8B管脚4、与非门电路U8D管脚8、与非门电路U8E管脚10、与非门电路U8F管脚12并接一起后与接插件X1的2号插针、4号插针、6号插针相接,与非门电路U8A的14管脚接3V电压,7管脚接基准地位GND,接插件X1的1号插针、3号插针、5号插针并接于基准地位GND。
所述示晶体振荡电路,单片机U6的晶振器输入管脚53接晶振CT及电容C7的一端,电容C7的另一端接电容C8的一端及基准地位GND,电容C8的另一端接晶振CT的另一端及单片机U6的晶振器输入管脚52。
所述单片机U6的模拟电源管脚64接3V电压;单片机U6的模拟地管脚62、数字地管脚63接基准地位GND,单片机U6的数字电源端管脚1接3V电压,单片机U6的管脚7接电容C6的一端,电容C6的另一端接单片机U6的管脚11及基准地位GND,单片机U6的管脚10接2.5V电压正极。
本发明的有益效果是:本发明硬件电路输入端的滤波电路设计为片式磁珠和LC滤波,磁珠选择大体积、铁氧体片式磁珠,参数是100欧/100mMHZ,主要用于抑制线路中电磁辐射干扰和高频躁声干扰。LC 滤波,电感选择了EPSONDE公司生产的B82793数字信号封闭式电感,集成度高,抑制效果好。电感是串联在电路回路的,是通直流,隔交流,侧重于抑制回路中传导性干扰,以及中低频干扰,剩余的高次谐波被电容旁路掉。电路有效的抑制了高频干扰,很好的通过了有用直流的信号,提高了整机电路靠干扰性。
本发明电路信号控制回路的高端信号检测放大电器,采用了高边检测方案,是将检测电阻放在电源电压和负载之间的高位,在该电阻上形成的压降,采用专用高边电流检测放大器进行放大,这种检测方式不仅消除了低边检测方案中产生的地线干扰,还能检测到电压到电路地的意外短路,与传统IC检测放大器相比具有测量精度高、转换速率快,放大能力强的特点,并能提高电路的抗干扰性。
本发明电路单片机是电路的核心,该电路所利用的MSP430F169 单片机是美国德州仪器 (TexasInstruments)公司生产的16 位超低功耗的混合信号处理器,超低功耗是其他单片机没有的特色,本电路就是利用此特色降低整机电路的功耗,它具有低的供电电压(电压范围18V-36V)超低功耗、强大的处理能力、丰富的片式外围模块、系统工作稳定、方便调试的功能等优点,适合应用于本电路低功耗的要求。
本发明电路的压电阀控制回路,构建了四路无触点电子开关输出驱动电路,每路设计了两级驱耗尽型场效应管,得到了更大的驱动放大能力,选择了两级耗尽型场效应管为开关管,比传统的晶体开关管具有输入阻抗高、噪声系数小、热稳定性好,转换速率快,高频特性好,它是一种电压控制器件,工作时可以施加负偏压即反向偏压,也可以加正向偏压,因此增加了电路设计的变通性和多样性,还提高了电路的可靠性和稳定性。
本发明电路的电源电压电路,电源电压完全是从4-20mA信号中获取的,电源电压中的稳压管稳压、DC/DC转换器选择了低电压供电、超低功耗的集成芯片,是由两级电源电压电路构成,前级是稳压管稳压电路,后级是DC/DC转换电路,信号通过检测电阻,同时经稳压管稳压转换成6V直流稳压电压;再由DC/DC转换器转换成电路所需要的三种电源电压,DC/DC升压转换器,输出DC24V电压供给输出驱动电路的工作电压,即压电阀的动作电压;DC/DC降压转换器输出DC3V电压分别供给单片机、阀位驱动电路、报警驱动电路、复位电路的工作电压;DC/DC降压转换器输出DC2.5V电压,供给传感器转换电路的工作电压。DC/D转换器采用单独的集成稳压芯片,为了减小电源纹波在电源输出端加了一对去耦电容,胆电解电容低通滤波,0.1UF磁片电容滤掉高次偕波,保保了电源电压整体稳定性。
本发明硬件电路的基准电位创建了整体接地方式,各个功能电路的基准地电位(GND-地电位)连接到同一个基准电位端,(GND-地电位),并通过接线端子与外部控制信号的基准电位连接。避免了接地环路所带来的噪声干扰,使电路抗干扰性、可靠性得到了提高。电路的基准电位与外部控制信号的基准电位之间串接一个5欧姆的贴片电阻,连接该电阻是为了保护后极电路。
本发明电路阀位驱动电路,设计了两级非门电路,后级非门电路创建了“线与”连接,即5个非门电路并联连接,起到了对单片机输出的微弱的脉冲信号放大驱动和整形作用,提高了电路的放大和驱动能力,并对波形进行很好的整形,以便产生的方波信号能很好的被外接的电流反馈模块检测到并在目标精度内。
附图说明
图1为本发明的电路连接框图;
图2为本发明的电路原理图;
图3为本发明的电路端子接线图。
具体实施方式
如图1所示,一种智能电气阀门定位器主板硬件电路,包括信号控制回路、传感器转换电路、单片机电路、压电阀控制回路、电源电压电路、液晶显示电路、操作按键电路、报警电路、阀位驱动电路(电流反馈用),信号控制回路包括接线端子P、滤波电路、测量电阻、高端电流检测放大器构成。传感器转换电路包括接插件X3、分压电路构成。单片机电路包括单片机、晶体振荡电路、复位电路构成。压电阀控制电路包括四个输出驱动电路、连接触点构成。电源电压电路包括稳压管稳压电路、DC/DC升压器转换器、DC/DC降压器构成。液晶显示电路包括液晶显示模块、接插连接件构成。操作按键电路包括分压电路、轻触按键开关构成。报警电路包括与非门电路、接插件X2构成,阀位驱动电路包括非门电路、接插件X1构成。
由调节器或DCS、PLC送来的4-20mA给定信号通过接线端子P连接到电路板上,并依次经滤波电路、高端电流检测放大器转换成电压信号,同时由外接导电塑料电位器RW反馈回来的阀门机械位移量,经转换电路转换成反馈电压信号,以上两种信号分别输入给单片机的A/D转换模拟输入通道,单片机对两种信号偏差与偏差变化率的计算后,通过模糊运算与决策输出相应的脉冲信号,输出脉冲信号经输出驱动电路、连接触点到压电阀,控制压电阀接通、断开DC24V电压,实现了控制压电阀的开启,以最终控制进入调节阀气室的进气量。同时单片机输出的脉冲信号给液晶显示模块以百分数显示阀门当前位置。4-20mA给定信号构成了一个控制显示回路。电源电压电路是供给各个功能电路的工作电压。操作按键可实现手/自转换,手动操作阀门定位器动作,程序初始化和参数设定的功能。
如图3所示智能电气阀门定位器主板硬件电路中接插件X1连接电流反馈模块,便于检测阀门转动位置,接插件X2连接报警模块,为了检控阀门的故障状态,接插件X3连接导电塑料电位器RW,便于将阀门机械位移量并转换成电压信号,接线端子P连接调节器或DCS、PIC送来的4-20mA给定信号到主板电路,连接触点P1、P2、P3、P4用于连接压电阀,实现主板电路控制压电阀的开启,以最终控制进入调节阀气室的进气量,达到控制调节阀动作的目的。
如图2所示高端信号检测放大器中的检测电阻值R3的选择应尽可能低,以保持功耗可控,但也要足够大,以便产生能被检测放大器检测到并在目标精度内的电压值,经计算选择5欧姆1/4W高精度的晶圆电阻(0.1%精度)。专用高端电流检测放大器U1选择了为美信公司生产的MAX4372TESA,的这个高边CSA具有以下一些特性:该芯片有非常高的共模输入阻抗,最小的输入偏移电压,低于1%的精度指标和典型100dB的CMRR。这些特性为传统高边CSA中常见的问题提供了高性价比的解决方案。并提高了电路测量精度和转换线性度,其小型封装(SO-8)使电路板尺寸得以保持最小,低的供电电压小25-6V,超低功耗,从而实现了电路低攻耗的要求。
该电路所利用的MSP430F169单片机U6是美国德州仪器公司生产的16 位超低功耗的混合信号处理器,单片机根据采集到的给定电压信号与阀位反馈电压信号进行比较、运算输出脉冲信号控制压阀的开启,实现自动控制跟踪和定位。MSP430F169 单片机内部集成2个16位定时器,1个高速12位A/D转换器,12位或8位的双重D/A转换器,单片机利用AD 采集高端电流检测放大器输出的电压信号,利用AD采集阀位传感器的反馈电压信号,采集到的两种电压信号经单片机数据处理输出的微弱的脉冲信号,能够通过输出驱动电路控制压电阀的开启,以最终控制进入调节阀气室的进气量,以实现阀门自动调节和跟踪功能。单片机主要是通过程序设计使单片机能够实现数据分析与控制电路的功能。在系统工作时,单片在机对以上两路信号进行标度变换以及BCD码的转换,以便于在液晶显示器上进行阀门行程的百分数的显示。实现阀门行程的自动控制和显示。
压电阀控制回路,构建了四路无触点电子开关输出驱动电路,每路设计了两级CMOS驱耗尽型场效应管,即Q1-Q8场效应管。单片机输出的微弱的脉冲电压信号,控制CMOS型场效应管导到、截止,以最终控制DC24V电压接通、断开压电阀。完成了系统智能控制目的。
电源电压电路中的稳压管、DC/DC转换器是围绕低功耗、高的转换精度而设计的。6V稳压管D2选择了PHILPS公司生产的BZV90C75V ,具有功耗低,输出电压稳定,输出电流大,其小型封装(SOT223)给电路板减小了尺寸。
DC/DC升压转换器U2 选择MAXIM(Maxin) 公司出品的MAX1771 DC-DC 转换器控制芯片,可用于多种不同形式的 DC-DC 转换电路,兼有低功耗与高开关频率的特点,正常工作电流不超过110 uA ,进入停机状态时功耗可降低至5u A 以内,,另外器件内部集成了多种DC-DC 转换器所需的功能单元,外围电路简单,优越于传统的DC/DC转换技术,超小型封装(SO-8)给电路板减小了尺寸。稳定的输出可调电压,高输出电流,超低功耗 提高了整机的控制精度、稳定性、可靠性,实现了低功耗的要求。
DC/DC降压转换器U4选择MAX6025AEUR-T 是MAXIM(Maxin) 公司出品的一种DC-DC 转换器控制芯片,输出精度高,超低功耗,小型的封装,这些特性为传统DC-DC转换器中常见的问题提供了高性价比的解决方案。
通过对样机的试制,该电路完全可行,各相技术指标满足要求,并达到国内先进水平。总之该硬件电路的发明属国内首列。
压电阀控制回路,使单片机输出的微弱控制信号 能够通过输出驱动电路、连接触点控制压电阀的开启,以最终控制进入调节阀气室的进气量。
电源电压包括稳压管稳压电路、两路DC/DC降压转换电路、一路DC/DC升压转换电路,其输出的直流稳压电压分别供给响应功能电路的工作电压。

Claims (1)

1.一种智能电气阀门定位器主板硬件电路,其特征在于:包括信号控制回路、传感器转换电路、单片机电路、压电阀控制回路、电源电压电路、液晶显示电路、操作按键电路、报警电路、阀位驱动电路(电流反馈用),所述单片机电路分别与信号控制回路、传感器转换电路、压电阀控制回路、液晶显示电路、操作按键电路、报警电路、阀位驱动电路(电流反馈用)连接,所述电源电压电路分别供给信号控制回路、传感器转换电路、单片机电路、压电阀控制回路、液晶显示电路、操作按键电路、报警电路、阀位驱动电路(电流反馈用)的工作电压;信号控制回路包括接线端子P、滤波电路、测量电阻、高端电流检测放大器构成,传感器转换电路包括接插件X3、分压电路构成,单片机电路包括单片机、晶体振荡电路、复位电路构成,压电阀控制电路包括四个输出驱动电路、连接触点构成,电源电压电路包括稳压管稳压电路、DC/DC升压器转换器、DC/DC降压器构成,液晶显示电路包括液晶显示模块、接插连接件构成,操作按键电路包括分压电路、轻触按键开关构成,报警电路包括与非门电路、接插件X2构成,阀位驱动电路包括非门电路、接插件X1构成;
具体电路连接为:所述信号控制回路,接线端子P的1号端子(信号正极)及接线端子P的2号端子(信号正负极)外接4-20mA信号,接线端子P的2、3、4、5号端子并接同时接磁珠L2的一端,磁珠L2的另一端接信号电感L5的管脚2,信号电感L5的管脚4接电感L4的一端,电感L4的另一端接电阻R1的一端,电阻R1的另一端接电阻R2的一端、瞬间保护二极管D1及稳压管D2的正极并接基准地位GND,接线端子P的1号端子接磁珠L1的一端,磁珠L1的另一端接信号电感L5的管脚1,信号电感L5的管脚3接电感L3的一端,电感L3的另一端接电阻R3、电阻R4、电容C1的一端及高端电流检测放大器U7的管脚8,电容C1的另一端接电阻R2的另一端,电阻R3、电阻R4的另一端接瞬间保护二极管D1、稳压管D2的负极及高端电流检测放大器U7的管脚6,稳压管D2的负极接胆电解电容C18的正极,胆电解电容C18的负极接基准地位GND,稳压管D2的负极为6V稳压电压端,高端电流检测放大器U7的管脚1接3V电压,高端电流检测放大器U7的管脚3接基准地位GND,高端电流检测放大器U7的管脚4接电阻R5、电容C2的一端,电阻R5另一端接电容C21的一端、单片机 U6的通用数字I/O管脚3,电容C2、电容C21另一端并接于基准地位GND;
所述传感器(导点塑料电位器RW)转换电路,外接导电塑料电位器RW接到接插件X3上,接插件X3的1号插针、2号插针并接后接电容C3的一端及2.5V电压,接插件X3的3号插针接电容C3的另一端、电容C4及电阻R0的一端,接插件X3的4号插针接电容C4的另一端、电容C5的一端及基准地位GND,电容C5的另一端接电阻R0的另一端及单片机U6通用数字I/O管脚4;
所述压电阀控制回路,单片机U6的通用数字I/O管脚38接电阻R19的一端及场效应管Q7的栅极,电阻R19另一端接场效应管Q7的源极及基准地位GND,场效应管Q7的漏极接电阻R20的一端、二极管D9的负极及效应管Q8的栅极,电阻R20的另一端接场效应管Q8的漏极及24V电压的正极,二极管D9的正极接场效应管Q8的源极并通过电阻R24接到连接触点P4接点;
单片机U6的通用数字I/O管脚39接电阻R17的一端及场效应管Q5的栅极,电阻R17另一端接3V电压,场效应管Q5的源极接基准地位GND,场效应管Q5的漏极接电阻R18的一端、二极管D8的负极及场效应管Q6的栅极,电阻R18的另一端接场效应管Q6的漏极及24V电压的正极,二极管D8的正极接场效应管Q6源极并通过电阻R22接到连接触点P3接点;
单片机U6的通用数字I/O管脚40接电阻R15的一端及场效应管Q3的栅极,电阻R15另一端接场效应管Q3的源极及基准地位GND,场效应管Q3的漏极接电阻R16的一端、二极管D7的负极及场效应管Q4的栅极,电阻R16的另一端接场效应管Q4的漏极及24V电压的正极,二极管D9的正极接场效应管Q4源极并通过电阻R22接到连接触点P2 接点;
单片机U6的通用数字I/O管脚41接电阻R13的一端及场效应管Q1的栅极,电阻R13另一端接3V电压,场效应管Q1的源极接基准地位GND,场效应管Q1的漏极接电阻R14的一端、二极管D6的负极及效场应管Q2的栅极,电阻R16的另一端接场效应管Q2的漏极及24V电压的正极,二极管D6的正极接场效应管Q2源极并通过电阻R21接到连接触点P1接点;
所述DC/DC转换电路,DC/DC升压转换器U2的管脚2接3V电压正极,DC/DC转换器U2的管脚5通过电容C11接基准地位GND,DC/DC转换器U2的管脚4、管脚6、管脚7接于基准地位GND,DC/DC转换器U2的管脚1接场效应管Q9的栅极,场效应管Q9的源极接DC/DC转换器U2的管脚8及电阻R26的一端,电阻R26的另一端接于基准地位GND,场效应管Q9的漏极接消特极二极管D3正极及电感L6的一端,电感L6的另一端接6V电压正极,消特极二极管D3的负极接电阻R11、电容C10、胆电解电容C13正极、电容C12、电阻R27的一端,电阻R27另一端为24V稳压电压端,胆电解电容C13的负极、电容C12的另一端接基准地位GND,电阻R11、电容C10的另一端接电阻R12的一端及DC/DC转换器U2的管脚3,电阻R12的另一端接基准地位GND;DC/DC降压转换器U3的管脚1、管脚3、电容C14的一端并接于6V电压端正极,电容C14的另一端接基准地位GND,DC/DC降压转换器U3的管脚4通过电容C25接基准地位GND,DC/DC降压转换器U3的管脚5接胆电解电容C19的正极、电容C20的一端,电胆解电容C19的负极、电容C20的另一端接基准地位GND,DC/DC降压转换器U3的管脚5为3V电压端,DC/DC降压转换器U3管脚2接基准地位GND, DC/DC降压转换器U4的管脚1接3V电压正极、电容C15的一端,DC/DC降压转换器U4的管脚3接电容C16的一端、胆电解电容C17正极、,DC/DC降压转换器U4的管脚3为2.5V稳压电压端,电容C15、电容C16的另一端、胆电解电容C17负极、DC/DC降压转换器U4的管脚2接基准地位GND;
所述操作按键电路,轻触按键开关Key1、Key2、Key3的一端并接于基准地位GND,轻触按键开关Key1的另一端接电阻R9的一端及单片机U6的通用数字I/O管脚22,轻触按键开关Key2的另一端接电阻R8的一端及单片机U6的通用数字I/O管脚21,轻触按键开关Key3的另一端接电阻R7的一端及单片机U6的通用数字I/O管脚20,电阻R9、电阻R8、电阻R7的另一端接3V电压;
所述液晶显示电路,液晶显示电路接插件X4的6号插针、7号插针并接后接3V电压,接插件X4的5号插针接基准地位GND,接插件X4的4号插针接单片机U6的通用数字I/O管脚47,LCD接插件的3号插针接单片机U6的通用数字I/O管脚46,接插件X4的2号插针接单片机U6的通用数字I/O管脚45,X4接插件的1号插针接单片机U6的通用数字I/O管脚44;
所述示复位电路连接为:复位电路TC54的管脚1接单片机U6复位输入端58及接插件P0的7号插针,复位电路TC54的管脚2接3V电压,复位电路TC54的管脚3接基准地位GND;
所述示报警电路,单片机U6的通用数字I/O管脚17、管脚18、管脚19分别接与非门电路U7A的管脚2、与非门电路U7B的管脚5、与非门电路U7C的管脚10,与非门电路U7A的管脚1、与非门电路U7B的管脚4、与非门电路U7C的管脚9并接后接单片机U6的通用数字I/O管脚14,与非门电路U7A的管脚3与接插件X2的6号插针相接,与非门电路U7B的管脚6与接插件X2的7号插针相接,与非门电路U7C的管脚8与接插件X2的8号插针相接,单片机U6的通用数字I/O管脚16与接插件X2的1号插针相接,单片机U6的通用数字I/O管脚12与接插件X2的4号插针相接并通过电阻R6接3V电压,接接插件X2的3号插针、5号插针接基准地位GND,与非门电路U7D的管脚12、管脚13并接于基准地位GND,与非门电路U7D的11管脚悬空,与非门电路U7D的14管脚接3V电压;7管脚接基准地位GND;
所述示阀位驱动电路,单片机U6的通用数字I/O管脚15接非门电路U8C的管脚5,非门电路U8C的管脚6、与非门电路U8A的管脚1、与非门电路U8B的管脚3、与非门电路U8D的管脚9、与非门电路U8E的管脚11、与非门电路U8F的管脚13并接一起,与非门电路U8A的管脚2、与非门电路U8B管脚4、与非门电路U8D管脚8、与非门电路U8E管脚10、与非门电路U8F管脚12并接一起后与接插件X1的2号插针、4号插针、6号插针相接,与非门电路U8A的14管脚接3V电压,7管脚接基准地位GND,接插件X1的1号插针、3号插针、5号插针并接于基准地位GND;
所述示晶体振荡电路,单片机U6的晶振器输入管脚53接晶振CT及电容C7的一端,电容C7的另一端接电容C8的一端及基准地位GND,电容C8的另一端接晶振CT的另一端及单片机U6的晶振器输入管脚52;
所述单片机U6的模拟电源管脚64接3V电压;单片机U6的模拟地管脚62、数字地管脚63接基准地位GND,单片机U6的数字电源端管脚1接3V电压,单片机U6的管脚7接电容C6的一端,电容C6的另一端接单片机U6的管脚11及基准地位GND,单片机U6的管脚10接2.5V电压正极。
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