一种基于供电转换电路的冶金节点温度监控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于供电转换电路的冶金节点温度监控系统，包含设置于高炉冶金沟道中的由多个用于温度检测的传感器节点构成传感器网络，汇聚节点、监控终端和PC终端，所述传感器节点通过汇聚节点连接监控终端，所述监控终端与PC终端连接；所述传感器节点包含热电偶传感器、数据预处理模块、STM32制器模块、RS485接口模块、数据传输模块、时钟模块、数据存储模块和电源模块，所述电源模块包含PV光伏组件和供电转换电路；本实用新型专利技术基于无线传感器网络的高炉冶金沟道温度监测系统实现多个冶金点温度采集、智能化处理和网络化的生产环境监测，提高了现场高热环境温度监测的可靠性，进一步降低冶金生产过程成本，加强了工业生产安全管理。

【技术实现步骤摘要】
一种基于供电转换电路的冶金节点温度监控系统
本技术涉及温度采集与远程监测
，尤其涉及一种基于供电转换电路的冶金节点温度监控系统。
技术介绍
在目前的仪器设备中，温度采集已经成为不可或缺而且极其重要的部分，在设备运行过程中，能够实时监测环境温度、设备温度、甚至某个器件的温度值，对于设备的正常运行和保护都起到了至关重要的作用。目前，温度采集大致上有几种方法。水银式等物理方法、红外遥感热成像技、温度传感器采集方法等。而以上方法或多或少都存在一定的缺点。其中，水银式等物理方法，是利用水银、煤油等液体的热膨胀特性，经过加工密闭于一定容器内，最终通过人工肉眼识别的方式来读取环境温度值。此方法虽然简单易行且成本低廉，但由于需要人为肉眼读取识别，因此精度偏低，同时，由于受结构样式的影响，很难应用于具体设备、器件的温度采集环境。红外遥感热成像技术是利用不同温度的光谱特性，通过特殊的感光设备采集特定区域、位置的光波，并通过软件算法形成热度的图像，可以人为肉眼比对图像颜色读取温度值，也可通过软件实时显示温度值。虽然方便已操作，但同时却受到成像技术、操作距离、操作角度等的影响最终导致精度不高，而且最重要的一点是其造价高昂，严重限制了这种方法的具体应用。而目，目前大量应用的是温度传感器直接采集方法，即应用温度传感器在不同温度时所产生的模拟量直接反映具体温度值。这种方法简单易行、精度可靠，但在应用过程中，温度传感器所产生的模拟量很容易受到其他信号干扰，尤其是应用于仪器设备内部时，复杂的电磁环境会对采集值产生不可控制的干扰，最终令温度采集结果的精确度、稳定度都大打折扣。大型高炉出铁量大，冶金生产环境恶劣，导致铁水沟侵蚀日益严重，需人工定期对冶金沟道部分进行温测，其准确度不高，生产成本高，安全保障低。为了能够对高炉冶金沟道进行全方位测温，掌握铁水沟道的温度和腐蚀情况，利用RS485主从通信方式进行多节点数据传输。RS485能提供稳定、即时、可靠的数据通信，然而RS485总线有自身局限性，如通信速率制约通信距离，随着距离的增加，会使数据丢包率增加，传输速率下降，从而出现严重的多节点数据丢失现象。基于蜂窝的NB-IoT是针对物联网需求设计的窄带物联网技术，NB-IoT具有低成本、覆盖广和无线传输的优势，其在万物互联领域得到广泛的应用。NB-IoT模块汇集现场RS485总线多节点数据，经4G网络传输至上位机。在工业控制和许多传感器的应用电路中,摸拟信号一般是以电压形式输出。在以电压方式长距离传输模拟信号时,信号源电阻或传输线路的直流电阻等会引起电压衰减,信号接收端的输入电阻越低,电压衰减越大。为了避免信号在传输过程中的衰减,只有增加信号接收端的输入电阻,但信号接收端输入电阻的增加,会使得传输线路抗干扰性能降低,易受外界干扰,信号传输不稳定,所以长距离传输模拟信号不能用电压输出方式,而要把电压输出转换成电流输出。另外许多常规工业仪表中,以电流方式配接也要求输出端将电压输出转换成电流输出。因此一款转换精度高的电压电流转换电路将会在很大程度上影响传感控制效。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种基于供电转换电路的冶金节点温度监控系统，解决高炉冶金沟道测温节点分布广、监控距离远、现场监测高炉高热环境成本高、生产安全保障低等问题，实现对高炉生产阶段进行有效运行监测与优化。本技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种基于供电转换电路的冶金节点温度监控系统，其特征在于：包含设置于高炉冶金沟道中的由多个用于温度检测的传感器节点构成传感器网络，汇聚节点、监控终端和PC终端，所述传感器节点通过汇聚节点连接监控终端，所述监控终端与PC终端连接；所述传感器节点包含热电偶传感器、数据预处理模块、STM32制器模块、RS485接口模块、数据传输模块、时钟模块、数据存储模块和电源模块，所述电源模块包含PV光伏组件和供电转换电路；所述热电偶传感器通过数据预处理模块连接STM32制器模块，RS485接口模块、数据传输模块、时钟模块、数据存储模块分别与STM32制器模块连接，所述PV光伏组件通过供电转换电路连接STM32制器模块；所述供电转换电路包含DC12V电压输入端、第一二极管、第一电容、第二电容、LM2576S-5.0电源芯片、第二二极管、第一电感、第三电容、5V电压输出端、5V电压输入端、第四电容、TPS7A7001电源芯片、第一电阻、第二电阻、、第五电容和3.3V电压输出端；所述DC12V电压输入端分别连接第一二极管的负极、第一电容的一端、第二电容的一端和LM2576S-5.0电源芯片的VIN端，第一二极管的另一端分别与第一电容的另一端、第二电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的EN#端、LM2576S-5.0电源芯片的GND端、第二二极管的正极、第三电容的一端连接并接地；所述第二二极管的负极分别连接LM2576S-5.0电源芯片的VOUT端和第一电感的一端，第一电感的另一端分别与第三电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的FB端、5V输出端连接；所述5V输入端分别与第四电容的一端、TPS7A7001电源芯片的EN端和TPS7A7001电源芯片的IN端，第四电容的另一端接地，TPS7A7001电源芯片的GND端与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端分别与第二电阻的一端和TPS7A7001电源芯片的FB端，第二电阻的另一端分别与第五电容的一端、TPS7A7001电源芯片的OUT端、3.3V输出端，所述第五电容的另一端接地。作为本技术一种基于供电转换电路的冶金节点温度监控系统的进一步优选方案，所述汇聚节点和监控终端之间设有WH-NB74模块，所述WH-NB74模块采用基于WH-NB73NB-IoT网络传输模块。作为本技术一种基于供电转换电路的冶金节点温度监控系统的进一步优选方案，所述STM32控制模块的芯片型号为STM32F103C8T6。作为本技术一种基于供电转换电路的冶金节点温度监控系统的进一步优选方案，所述第一电阻的阻值为10千欧。作为本技术一种基于供电转换电路的冶金节点温度监控系统的进一步优选方案，所述第二电阻的阻值为56千欧。作为本技术一种基于供电转换电路的冶金节点温度监控系统的进一步优选方案，所述第一电容采用0.1μF电容。作为本技术一种基于供电转换电路的冶金节点温度监控系统的进一步优选方案，所述第二电容采用100μF电容。作为本技术一种基于供电转换电路的冶金节点温度监控系统的进一步优选方案，所述第三电容采用1000μF电容。作为本技术一种基于供电转换电路的冶金节点温度监控系统的进一步优选方案，所述第四电容和第五电容均采用10μF电容。作为本技术一种基于供电转换电路的冶金节点温度监控系统的进一步优选方案，所述第一电感采用100μH电感。本技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、本技术基于无线传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于供电转换电路的冶金节点温度监控系统，其特征在于：包含设置于高炉冶金沟道中的由多个用于温度检测的传感器节点构成传感器网络，汇聚节点、监控终端和PC终端，所述传感器节点通过汇聚节点连接监控终端，所述监控终端与PC终端连接；所述传感器节点包含热电偶传感器、数据预处理模块、STM32制器模块、RS485接口模块、数据传输模块、时钟模块、数据存储模块和电源模块，所述电源模块包含PV光伏组件和供电转换电路；所述热电偶传感器通过数据预处理模块连接STM32制器模块，RS485接口模块、数据传输模块、时钟模块、数据存储模块分别与STM32制器模块连接，所述PV光伏组件通过供电转换电路连接STM32制器模块；/n所述供电转换电路包含DC12V电压输入端、第一二极管、第一电容、第二电容、LM2576S-5.0电源芯片、第二二极管、第一电感、第三电容、5V电压输出端、5V电压输入端、第四电容、TPS7A7001电源芯片、第一电阻、第二电阻、第五电容和3.3V电压输出端；/n所述DC12V电压输入端分别连接第一二极管的负极、第一电容的一端、第二电容的一端和LM2576S-5.0电源芯片的VIN端，第一二极管的另一端分别与第一电容的另一端、第二电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的EN#端、LM2576S-5.0电源芯片的GND端、第二二极管的正极、第三电容的一端连接并接地；所述第二二极管的负极分别连接LM2576S-5.0电源芯片的VOUT端和第一电感的一端，第一电感的另一端分别与第三电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的FB端、5V输出端连接；/n所述5V输入端分别与第四电容的一端、TPS7A7001电源芯片的EN端和TPS7A7001电源芯片的IN端，第四电容的另一端接地，TPS7A7001电源芯片的GND端与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端分别与第二电阻的一端和TPS7A7001电源芯片的FB端，第二电阻的另一端分别与第五电容的一端、TPS7A7001电源芯片的OUT端、3.3V输出端，所述第五电容的另一端接地；所述汇聚节点和监控终端之间设有WH-NB74模块，所述WH-NB74模块采用基于WH-NB73NB-IoT网络传输模块。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于供电转换电路的冶金节点温度监控系统，其特征在于：包含设置于高炉冶金沟道中的由多个用于温度检测的传感器节点构成传感器网络，汇聚节点、监控终端和PC终端，所述传感器节点通过汇聚节点连接监控终端，所述监控终端与PC终端连接；所述传感器节点包含热电偶传感器、数据预处理模块、STM32制器模块、RS485接口模块、数据传输模块、时钟模块、数据存储模块和电源模块，所述电源模块包含PV光伏组件和供电转换电路；所述热电偶传感器通过数据预处理模块连接STM32制器模块，RS485接口模块、数据传输模块、时钟模块、数据存储模块分别与STM32制器模块连接，所述PV光伏组件通过供电转换电路连接STM32制器模块；
所述供电转换电路包含DC12V电压输入端、第一二极管、第一电容、第二电容、LM2576S-5.0电源芯片、第二二极管、第一电感、第三电容、5V电压输出端、5V电压输入端、第四电容、TPS7A7001电源芯片、第一电阻、第二电阻、第五电容和3.3V电压输出端；
所述DC12V电压输入端分别连接第一二极管的负极、第一电容的一端、第二电容的一端和LM2576S-5.0电源芯片的VIN端，第一二极管的另一端分别与第一电容的另一端、第二电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的EN#端、LM2576S-5.0电源芯片的GND端、第二二极管的正极、第三电容的一端连接并接地；所述第二二极管的负极分别连接LM2576S-5.0电源芯片的VOUT端和第一电感的一端，第一电感的另一端分别与第三电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的FB端、5V输出端连接；
所述5V输入端分别与第四电容的一端、TPS7A7001电源芯片的EN端和TPS7A7001电源芯片的IN端，第四电容的...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯奇，
申请(专利权)人：冯奇，
类型：新型
国别省市：广东;44