[发明专利]一种智能电气阀门定位器主板硬件电路

摘要

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。

主权项

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。