[發明專利]適用于罩式爐風機的轉速測量裝置及風機轉速測量方法

在審

• 申請號: 201910375886.0
• 申請日: 2019-05-07
• 公開（公告）號: CN111913001A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 許煜;顧懿;潘佐云;趙文浩;李岷
• 申請（專利權）人: 上海寶信軟件股份有限公司
• 主分類號: G01P3/00
• 分類號: G01P3/00;G05B19/042
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

1.一種適用于罩式爐風機的轉速測量裝置，其特征在于，包括轉速測量前端信號調理電路、MCU主控模塊、數模轉換模塊、4～20mA輸出模塊、電壓調整分配模塊，所述轉速測量前端信號調理電路包括信號采樣模塊、光電隔離模塊、驅動增強模塊、信號濾波模塊，所述信號采樣模塊、光電隔離模塊、驅動增強模塊、信號濾波模塊、MCU主控模塊、數模轉換模塊、4～20mA輸出模塊依次相連接，所述電壓調整分配模塊分別與MCU主控模塊、數模轉換模塊、4～20mA輸出模塊相連接。

2.根據權利要求1所述的適用于罩式爐風機的轉速測量裝置，其特征在于，所述信號采樣模塊能夠對轉速傳感器輸出的電壓信號進行限流和防反接。

3.根據權利要求1所述的適用于罩式爐風機的轉速測量裝置，其特征在于，所述光電隔離模塊能夠將外界采樣信號與內部系統的電路有效隔離，輸入端采用電流型工作的低阻元件，所述光電隔離模塊輸入與輸出互相隔離，光電隔離模塊中電信號單向傳輸。

4.根據權利要求1所述的適用于罩式爐風機的轉速測量裝置，其特征在于，所述驅動增強模塊能夠減小信號的輸出阻抗，提升信號的輸出能力。

5.根據權利要求1所述的適用于罩式爐風機的轉速測量裝置，其特征在于，所述信號濾波模塊采用π型阻容濾波電路對信號進行平滑處理，能夠有效抑制疊加在直流電路上的高頻交流分量。

6.根據權利要求1所述的適用于罩式爐風機的轉速測量裝置，其特征在于，所述MCU主控模塊采用STM32F103芯片，所述MCU主控模塊內設置有看門狗程序，防止程序跑飛；

所述數模轉換模塊采用AD558芯片，所述數模轉換模塊能夠將MCU主控模塊8位數據總線輸出的數據轉換成對應的電壓值；

所述4～20mA輸出模塊采用AD694芯片，所述4～20mA輸出模塊能夠將數模轉換模塊輸出的電壓值轉換成4～20mA對應的電流值。

7.根據權利要求1所述的適用于罩式爐風機的轉速測量裝置，其特征在于，所述電壓調整分配模塊采用兩級電壓分配，以PLC的24V電壓供電端作為電源供給，第一級通過一塊輸出可調的穩壓芯片及其外圍電路，將24V電壓轉成15V后供給數模轉換模塊、和4～20mA輸出模塊；第二級通過另一塊輸出可調的穩壓芯片及其外圍電路，將24V電壓轉成3.3V后供給MCU主控模塊。

8.根據權利要求1所述的適用于罩式爐風機的轉速測量裝置，其特征在于，所述轉速測量前端信號調理電路包括電阻R1、二極管D1、光電耦合器U1、電阻R2、反相器U2A、反相器U2B、電阻R3、電容C1、電容C2，所述電阻R1的一端和/或二極管D1的正極連接轉速傳感器輸出端，電阻R1的另一端分別連接二極管D1的負極、光電耦合器U1的1腳，二極管D1的正極連接光電耦合器U1的2腳，光電耦合器U1的3腳連接地，光電耦合器U1的4腳分別連接電阻R2的一端、反相器U2A的正端，電阻R2的另一端連接3.3V電源，反相器U2A的負端連接反相器U2B的正端，反相器U2B的負端分別連接電阻R3的一端、電容C1的一個極板，電容C1的另一個極板連接地，電阻R3的另一端連接電容C2的一個極板，電容C2的另一個極板連接地。

9.一種風機轉速測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：上電：給風機的轉速測量裝置上電；

步驟2：自檢：上電后，風機轉速測量裝置進行初始化自檢；若自檢不通過則不能啟動風機轉速測量裝置系統，若自檢通過則繼續執行步驟3；

步驟3：判斷是否有信號輸入：若無信號輸入，則繼續等待信號輸入；若有信號輸入，則啟動內部模數轉換模塊AD,將該電壓信號轉成數字信號輸入控制器；

步驟4：控制器根據輸入數字信號生成轉速的實際值；

步驟5：控制器將速度實際值歸一化后通過8位數據總線把數據傳給后續數模轉換模塊DA；

步驟6：數模轉換模塊DA將輸入的信號轉換成電壓值輸出到4～20mA輸出模塊，4～20mA輸出模塊將電壓值轉換成4～20mA對應的電流值輸出到PLC控制器。

10.根據權利要求9所述的風機轉速測量方法，其特征在于，所述風機轉速測量方法采用權利要求1-8所述的適用于罩式爐風機的轉速測量裝置。