罩式炉氧含量检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种罩式炉氧含量检测装置，包括数据采集处理系统、安全报警系统；所述数据采集处理系统包括逻辑事务控制器、信号调理模块、模数转换模块、电源基准模块、氧含量4～20mA输出模块、执行动作反馈模块，所述逻辑事务控制器分别与模数转换模块、氧含量4～20mA输出模块、执行动作反馈模块相连接，信号调理模块与氧探头相连，所述模数转换模块分别与信号调理模块、电源基准模块相连接，所述氧含量4～20mA输出模块与PLC控制器相连接，所述安全报警系统与逻辑事务控制器相连接。本发明专利技术采用双核控制器分工协同作用，双核之间进行数据握手通信，通过定制协议，能够有效诊断单核出问题的情况。

【技术实现步骤摘要】
罩式炉氧含量检测装置
本专利技术涉及工业测量领域，具体地涉及一种罩式炉氧含量检测装置。
技术介绍
以氢气等可燃性气体为燃料的罩式炉在热处理领域运用越来越广，但是氢气本身易燃易爆，使用的安全可靠性特别重要。开始加热前，需要将罩式炉内抽真空，保证氧含量处于安全位置，此时炉内氧含量是由氧传感器探测到的mV信号转换成实际氧含量值现场显示和通过4～20mA信号远传给PLC(ProgrammableLogicController)。目前在氧含量气体分析仪的
，单体产品已经比较完善，但在安全性和综合性方面的不足主要体现在：1)主控制器只有一个，若主控制器损坏，无法自动告知用户；2)接口较少，无法适应工业现场常用的低成本接口，如氧含量值以4～20mA输出；3)工业氧传感器需要加热到一定温度才能真实反应炉内氧含量，所以对加热电路也需要进行监控；4)一个控制器接一路氧传感器，造成了利用率的低下。公开号为CN206515283U的专利文献公开了一种压机氧含量检测装置，压机氧含量检测装置的测温热电偶的输出端连接着信号转换器Ⅰ的输入端；信号转换器Ⅰ、信号转换器Ⅱ、按键控制、电源模块的输出端连接着单片机的输入端；氧化锆管的输出端连接着信号转换器Ⅱ的输入端；单片机的输出端连接着继电器、电机驱动、阀门驱动、显示模块、报警模块的输入端；继电器的输出端连接着电炉加热的输入端；电机驱动的输出端连接着电机的输入端；阀门驱动的输出端连接着电磁阀的输入端。该方案通过电炉加热提供测量氧含量的高温环境，加热源远离氧探头，加热温度传递时间长，且该方案所有数据都在设备内部运转，不能与外界进行通信互动。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种罩式炉氧含量检测装置。根据本专利技术提供的一种罩式炉氧含量检测装置，包括数据采集处理系统、安全报警系统；所述数据采集处理系统包括逻辑事务控制器、信号调理模块、模数转换模块、电源基准模块、氧含量4～20mA输出模块、执行动作反馈模块，所述逻辑事务控制器分别与模数转换模块、氧含量4～20mA输出模块、执行动作反馈模块相连接，信号调理模块与氧探头相连，所述模数转换模块分别与信号调理模块、电源基准模块相连接，所述氧含量4～20mA输出模块与PLC控制器相连接，所述安全报警系统与逻辑事务控制器相连接。优选地，所述安全报警系统包括安全事务控制器、加热断线报警模块、氧气超限报警模块、现场显示模块、无线通信模块，所述安全事务控制器分别与加热断线报警模块、氧气超限报警模块、现场显示模块、无线通信模块相连接，所述安全事务控制器与逻辑事务控制相连接。优选地，所述信号调理模块前端设置有多通过编码器，多通道编码器连接多个氧探头采集信号；所述信号处理模块后端设置有保真采样电路，能够对输入的信号进行滤波防反接、电压放大、温漂补偿处理。优选地，所述模数转换模块与逻辑事务控制器通过SPI总线相连接，所述氧含量4～20mA输出模块与逻辑事务控制器通过8位数据总线相连接，所述执行动作反馈模块与逻辑事务控制器的IO口相连接。优选地，所述执行动作反馈模块对逻辑事务控制器通过氧含量4～20mA输出模块传送给PLC的IO信号进行监视，通过光耦合作用将这些IO信号的高低状态返回给逻辑事务控制器，逻辑事务控制器将这些IO信号与输出命令进行比对，形成一个确认闭环。优选地，所述加热断线报警模块、氧气超限报警模块分别与安全事务控制器的IO口相连接，所述现场显示模块与安全事务控制器通过USB接口相连接，无线通信模块与安全事务控制器通过UART总线相连接，安全事务控制器与逻辑事务控制器通过UART总线相连接。优选地，所述加热断线报警模块连接氧探头上设置的加热系统并对加热系统的供电电流进行监测，所述加热断线报警模块包括前端电流传感器、后端阈值判断电路，后端阈值判断电路将前端电流传感器输出信号整形后与设定值比较，若小于设定值则判断为加热断线并发出报警，若大于设定值则为正常状态不需要干预。优选地，所述氧气超限报警模块将氧含量值信号传递给安全事务控制器与警戒值进行比较判断，若超过警戒值，则通过逻辑事务控制器向PLC传递报警信号，触发罩式炉的吹扫动作。优选地，逻辑事务控制器、安全事务控制器分工协同工作，两控制器之间采用UART通信方式，数据双向传输并确认，两控制器之间采用应答报文协议，并使用事件标识符、错误校验、程序跑飞重启三种机制。优选地，所述逻辑事务控制器采用LPC2136芯片，所述模数转换模块采用16位AD转换芯片MAX1134，所述电源基准模块采用REF3020芯片，所述氧含量4～20mA输出模块采用AD558芯片和AD694芯片组合；所述安全事务控制器采用LPC2136芯片，所述氧气超限报警模块采用TLP421光耦隔离芯片，所述现场显示模块采用RTSI043A03TFT显示屏，所述无线网络通信模块采用DTU器件。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术采用双核(逻辑事务控制器、安全事务控制器)分工协同作用，每个核工作有主次，一个核专门做数据采集和处理，并且对传输给PLC的IO信号做监测；另一个核做现场显示和数据远传，并对重要参数进行安全报警，其中双核之间进行数据握手通信，通过定制协议，能够有效诊断单核出问题的情况。2、本专利技术通过多通道编码器，实现了一个控制器监测多路氧探头传感器状态的目的，通过多通道编码地址模式，使得控制端能用少量端口区分多路信号各自的状态。3、本专利技术包括多种通信方案(氧含量4～20mA输出模块、无线通讯模块)，多种通信方案之间可以切换，4～20mA的信号适合PLC主控柜的信息接收，DTU无线通信技术利于网络的重组设计，能够适应于不同工况条件。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术氧含量控制装置结构示意框图。图2为本专利技术数据采集处理系统结构示意框图。图3为本专利技术安全警系统结构示意框图。图4为本专利技术双核工作结构示意框图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。本专利技术达到了到一个控制器监测多路氧传感器状态的目的，通过多通道编码地址模式，使得控制端能用少量端口区分多路信号各自的状态。采用双核分工协同的设计理念，每个核工作有主次，一个核专门做数据采集和处理，并且对传输给PLC的IO信号做监测；另一个核做现场显示和数据远传，并对重要参数进行安全报警，其中双核之间进行数据握手通信，通过定制协议，能够有效诊断单核出问题的情况，并进行报警指示。为了适应不同工况条件，多种通信方案可供切换，4～20mA的信号适合PLC主控柜的信息接收，DTU无线通信技术利于网络的重组设计，无改造本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种罩式炉氧含量检测装置，其特征在于，包括数据采集处理系统、安全报警系统；所述数据采集处理系统包括逻辑事务控制器、信号调理模块、模数转换模块、电源基准模块、氧含量4～20mA输出模块、执行动作反馈模块，所述逻辑事务控制器分别与模数转换模块、氧含量4～20mA输出模块、执行动作反馈模块相连接，信号调理模块与氧探头相连，所述模数转换模块分别与信号调理模块、电源基准模块相连接，所述氧含量4～20mA输出模块与PLC控制器相连接，所述安全报警系统与逻辑事务控制器相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种罩式炉氧含量检测装置，其特征在于，包括数据采集处理系统、安全报警系统；所述数据采集处理系统包括逻辑事务控制器、信号调理模块、模数转换模块、电源基准模块、氧含量4～20mA输出模块、执行动作反馈模块，所述逻辑事务控制器分别与模数转换模块、氧含量4～20mA输出模块、执行动作反馈模块相连接，信号调理模块与氧探头相连，所述模数转换模块分别与信号调理模块、电源基准模块相连接，所述氧含量4～20mA输出模块与PLC控制器相连接，所述安全报警系统与逻辑事务控制器相连接。


2.根据权利要求1所述的罩式炉氧含量检测装置，其特征在于，所述安全报警系统包括安全事务控制器、加热断线报警模块、氧气超限报警模块、现场显示模块、无线通信模块，所述安全事务控制器分别与加热断线报警模块、氧气超限报警模块、现场显示模块、无线通信模块相连接，所述安全事务控制器与逻辑事务控制相连接。


3.根据权利要求1所述的罩式炉氧含量检测装置，其特征在于，所述信号调理模块前端设置有多通过编码器，多通道编码器连接多个氧探头采集信号；所述信号处理模块后端设置有保真采样电路，能够对输入的信号进行滤波防反接、电压放大、温漂补偿处理。


4.根据权利要求1所述的罩式炉氧含量检测装置，其特征在于，所述模数转换模块与逻辑事务控制器通过SPI总线相连接，所述氧含量4～20mA输出模块与逻辑事务控制器通过8位数据总线相连接，所述执行动作反馈模块与逻辑事务控制器的IO口相连接。


5.根据权利要求1所述的罩式炉氧含量检测装置，其特征在于，所述执行动作反馈模块对逻辑事务控制器通过氧含量4～20mA输出模块传送给PLC的IO信号进行监视，通过光耦合作用将这些IO信号的高低状态返回给逻辑事务控制器，逻辑事务控制器将这些IO信号与输出命令进行比对，形成确认闭环。

【专利技术属性】
技术研发人员：许煜，顾懿，赵文浩，李岷，
申请(专利权)人：上海宝信软件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31