一种基于powerbus总线的换热站数据采集电路的制作方法

1.本实用新型涉及换热站技术领域，尤其是一种基于powerbus总线的换热站数据采集电路。

背景技术：

2.换热站作为供热配套设施使用的永久性建筑物，关系着供热单位的长期安全运行管理及百姓的宜居生活，尤其在供热季，换热站能否安全稳定的运行事关民生。
3.目前，换热机组中的压力传感器、温度传感器等传感器均通过连线直接与控制柜连接，由于现场环境的复杂性，通讯线与电源线误接、反接可能会导致通讯故障，一旦出现故障，需要花费大量的时间由工作人员进行更换，给现场调试维护带来了麻烦，造成了经济损失和时间浪费。

技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种基于powerbus总线的换热站数据采集电路，利用powerbus总线具有无极性接线的特点，避免了在施工中出现的接线错误。
5.本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
6.本实用新型实施例提供了一种基于powerbus总线的换热站数据采集电路，包括：powerbus转换电路、主控电路和通讯电路；
7.powerbus转换电路外接传感器，powerbus转换电路和主控电路电连接，主控电路和通讯电路电连接，通讯电路外接换热站控制器；
8.powerbus转换电路用于将传感器所采集的数据传输至主控电路，主控电路用于接收数据，并通过通讯电路，将数据发送至换热站控制器，实现数据集中管理。
9.可选地，在本实用新型中，还包括与主控电路电连接的晶振电路，晶振电路用于为主控电路提供时钟信号源；
10.还包括与主控电路电连接的指示电路，指示电路用于指示传感器的运行状态。
11.可选地，在本实用新型中，主控电路包括芯片u11；
12.powerbus转换电路包括芯片u1、接口j1、芯片ic1、三极管t1、三极管t2、三极管t3、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电容c1、电阻r4、三极管t4、电阻r7、二极管d1、电阻r5和二极管d2；
13.芯片u1的2、8引脚分别和芯片u11的43、42引脚连接；
14.芯片u1的9引脚和三极管t1的基极连接，三极管t1的发射极通过电阻r2接地，三极管t1的集电极分别和三极管t2的基极、三极管t3的基极、电阻r1连接，三极管t3的集电极接地，三极管t2的发射极、三极管t3的发射极通过并联的电阻r3、电容c1与接口j1连接，三极管t2的集电极和接口j1连接；
15.芯片u1的15引脚通过电阻r4、三极管t4与芯片ic1的1引脚连接，芯片ic1的3引脚连接12v电源，芯片ic1的2引脚通过相串联的电阻r7、二极管d1与接口j1连接，芯片ic1的2引脚还通过相串联的电阻r5、二极管d2与接口j1连接，接口j1外接传感器。
16.可选地，在本实用新型中，通讯电路包括芯片ic3、电容c14、二极管tvs9、二极管tvs10、二极管tvs11、自恢复保险丝pptc7、自恢复保险丝pptc8、电感l5、电感l6和接口cn4；
17.芯片ic3的1、4引脚分别和芯片u11的41、40引脚连接；
18.芯片ic3的8引脚通过电容c14接地，芯片ic3的7引脚通过电感l5、自恢复保险丝pptc7与接口cn4的4引脚连接，芯片ic3的6引脚通过电感l6、自恢复保险丝pptc8与接口cn4的3引脚连接，接口cn4外接换热站控制器，电感l5和自恢复保险丝pptc7之间连接有相串联的二极管tvs9、二极管tvs10、二极管tvs11，两端的二极管tvs9和二极管tvs11均接地。
19.可选地，在本实用新型中，晶振电路包括晶体振荡器y1、电容c8和电容c9；
20.芯片u11的11引脚通过电容c8接地，芯片u11的12引脚通过电容c9接地，芯片u11的11引脚和芯片u11的12引脚之间连接晶体振荡器y1。
21.可选地，在本实用新型中，指示电路包括若干个子指示支路；
22.其一子指示支路包括限流电阻r100和发光二极管d1；
23.芯片u11的1引脚通过限流电阻r100与发光二极管d1连接。
24.可选地，在本实用新型中，powerbus转换电路和主控电路之间还设有串口拓展电路；
25.串口拓展电路包括芯片u2、电容c10、电容c11和晶体振荡器x1；
26.芯片u2的1、2、16、17、20引脚分别和芯片u11的21、26、30、29、28引脚连接；
27.芯片u2的9引脚通过电容c10接地，芯片u2的10引脚通过电容c11接地，芯片u2的9引脚和芯片u2的10引脚之间连接晶体振荡器x1。
28.可选地，在本实用新型中，还包括电源电路；
29.电源电路分别与powerbus转换电路、主控电路、通讯电路电连接，用于为powerbus转换电路、主控电路和通讯电路提供工作电源；
30.电源电路包括芯片dc1、芯片dc2、二极管tvs7、电容ec1、电容c5、电容ec3、电容c14、电容ec2、电容c6和二极管tvs8；
31.芯片dc1的1引脚连接24v电源，芯片dc1的2引脚接地，芯片dc1的1、2引脚之间连接有并联设置的二极管tvs7、电容ec1和电容c5，芯片dc1的3引脚连接芯片dc2的1引脚，芯片dc1的4引脚连接芯片dc2的2引脚，芯片dc2的1、2引脚之间连接有并联设置的电容ec3和电容c14，芯片dc2的4引脚通过自恢复保险丝pptc6输出5v电源，芯片dc2的3引脚接地，芯片dc2的3、4引脚之间连接有并联设置的电容ec2、电容c6和二极管tvs8。
32.本实用新型的优点和积极效果是：
33.在本实用新型中，采用powerbus总线通信的方式，集通讯供电一体，可以减少施工布线量；并且，因其具有无极性接线的特点，解决了现有技术中提及的通讯线与电源线误接、反接而导致的通讯故障的问题；相比rs485总线大幅度提高通讯稳定性和抗干扰能力，通信距离远，可以适用的场景更为广泛。
附图说明
34.图1是本实用新型提供的传感器、powerbus转换电路、主控电路、通讯电路和换热站控制器的结构框图；
35.图2是本实用新型提供的传感器、powerbus转换电路、主控电路、晶振电路、指示电
路、通讯电路和换热站控制器的结构框图；
36.图3是本实用新型提供的powerbus转换电路的电路原理图；
37.图4是本实用新型提供的通讯电路的电路原理图；
38.图5是本实用新型提供的主控电路、晶振电路的电路原理图；
39.图6是本实用新型提供的指示电路的电路原理图；
40.图7是本实用新型提供的串口拓展电路的电路原理图；
41.图8是本实用新型提供的电源电路的电路原理图。
具体实施方式
42.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
43.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
44.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
45.以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：
46.本实用新型提出的一种基于powerbus总线的换热站数据采集电路，如图1所示，包括：powerbus转换电路、主控电路和通讯电路；
47.powerbus转换电路外接传感器，powerbus转换电路和主控电路电连接，主控电路和通讯电路电连接，通讯电路外接换热站控制器；
48.powerbus转换电路用于将传感器所采集的数据传输至主控电路，主控电路用于接收数据，并通过通讯电路，将数据发送至换热站控制器，实现数据集中管理。
49.如图2所示，还包括与主控电路电连接的晶振电路，晶振电路用于为主控电路提供时钟信号源；
50.还包括与主控电路电连接的指示电路，指示电路用于指示传感器的运行状态。
51.进一步地，如图3所示，powerbus转换电路包括芯片u1、接口j1、芯片ic1、三极管t1、三极管t2、三极管t3、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电容c1、电阻r4、三极管t4、电阻r7、二极管d1、电阻r5和二极管d2；
52.芯片u1的2、8引脚分别和芯片u11的43、42引脚连接；
53.芯片u1的9引脚和三极管t1的基极连接，三极管t1的发射极通过电阻r2接地，三极管t1的集电极分别和三极管t2的基极、三极管t3的基极、电阻r1连接，三极管t3的集电极接地，三极管t2的发射极、三极管t3的发射极通过并联的电阻r3、电容c1与接口j1连接，三极
管t2的集电极和接口j1连接；
54.芯片u1的15引脚通过电阻r4、三极管t4与芯片ic1的1引脚连接，芯片ic1的3引脚连接12v电源，芯片ic1的2引脚通过相串联的电阻r7、二极管d1与接口j1连接，芯片ic1的2引脚还通过相串联的电阻r5、二极管d2与接口j1连接，接口j1外接传感器。
55.如此，在本实用新型中，采用powerbus总线通信的方式，因其具有无极性接线的特点，可减少接错线的人为失误概率，也就是说，实现了无极性接线方式，方便现场施工接线。
56.进一步地，如图4所示，通讯电路包括芯片ic3、电容c14、二极管tvs9、二极管tvs10、二极管tvs11、自恢复保险丝pptc7、自恢复保险丝pptc8、电感l5、电感l6和接口cn4；
57.芯片ic3的1、4引脚分别和芯片u11的41、40引脚连接；
58.芯片ic3的8引脚通过电容c14接地，芯片ic3的7引脚通过电感l5、自恢复保险丝pptc7与接口cn4的4引脚连接，芯片ic3的6引脚通过电感l6、自恢复保险丝pptc8与接口cn4的3引脚连接，接口cn4外接换热站控制器，电感l5和自恢复保险丝pptc7之间连接有相串联的二极管tvs9、二极管tvs10、二极管tvs11，两端的二极管tvs9和二极管tvs11均接地。
59.如此，通讯电路主要用于与换热站控制器进行通讯，使主控电路接收到的数据传输至换热站控制器内，实现数据集中管理。
60.进一步地，如图5所示，主控电路包括芯片u11；
61.晶振电路包括晶体振荡器y1、电容c8和电容c9；
62.芯片u11的11引脚通过电容c8接地，芯片u11的12引脚通过电容c9接地，芯片u11的11引脚和芯片u11的12引脚之间连接晶体振荡器y1。
63.如此，晶振电路用于产生晶体振荡器y1的源信号，为主控电路提供时钟信号，保证主控电源的稳定运行。
64.进一步地，如图6所示，指示电路包括若干个子指示支路；
65.其一子指示支路包括限流电阻r100和发光二极管d1；
66.芯片u11的1引脚通过限流电阻r100与发光二极管d1连接。
67.例如，当与powerbus转换电路连接的传感器正常运行时，发光二极管d1亮绿灯闪烁；传感器运行异常时，发光二极管d1亮红灯闪烁。
68.如此，通过设置指示电路，能够及时提示工作人员传感器当前的运行状态，能够有效避免由传感器故障而导致无法采集数据的问题。
69.进一步地，如图7所示，powerbus转换电路和主控电路之间还设有串口拓展电路；
70.串口拓展电路包括芯片u2、电容c10、电容c11和晶体振荡器x1；
71.芯片u2的1、2、16、17、20引脚分别和芯片u11的21、26、30、29、28引脚连接；
72.芯片u2的9引脚通过电容c10接地，芯片u2的10引脚通过电容c11接地，芯片u2的9引脚和芯片u2的10引脚之间连接晶体振荡器x1。
73.如此，主控电路与powerbus转换电路通过串口拓展电路进行连接，实现了串口拓展，也就是说，可以在拓展出的串口处可连接多个powerbus转换电路，避免串口不够用的情况，提高设计的灵活性，以满足不同场景的需求。
74.进一步地，如图8所示，还包括电源电路；
75.电源电路分别与powerbus转换电路、主控电路、通讯电路电连接，用于为powerbus转换电路、主控电路和通讯电路提供工作电源；
76.电源电路包括芯片dc1、芯片dc2、二极管tvs7、电容ec1、电容c5、电容ec3、电容c14、电容ec2、电容c6和二极管tvs8；
77.芯片dc1的1引脚连接24v电源，芯片dc1的2引脚接地，芯片dc1的1、2引脚之间连接有并联设置的二极管tvs7、电容ec1和电容c5，芯片dc1的3引脚连接芯片dc2的1引脚，芯片dc1的4引脚连接芯片dc2的2引脚，芯片dc2的1、2引脚之间连接有并联设置的电容ec3和电容c14，芯片dc2的4引脚通过自恢复保险丝pptc6输出5v电源，芯片dc2的3引脚接地，芯片dc2的3、4引脚之间连接有并联设置的电容ec2、电容c6和二极管tvs8。
78.具体地，芯片dc1可采用hzd05-24s05型号的芯片，通过设置该芯片，实现了将24v电源转换为12v电源，从而为powerbus转换电路进行供电；
79.芯片dc2可采用mp1584型号的芯片，通过设置该芯片，实现了将12v电源转换为5v电源，从而为主控电路、通讯电路和串口拓展电路进行供电。
80.如此，通过电源电路对各个电路进行供电，保证了整个电路能够正常运行。
81.本实用新型的工作原理和工作过程如下：
82.电源电路用于将24v电源转换为12v电源，还用于将12v电源转换为5v电源，其中，12v电源为powerbus转换电路提供工作电源，5v电源为主控电路、串口拓展电路和通讯电路提供工作电源，以使整个电路能够正常运行；
83.powerbus转换电路外接传感器，例如可以但不限于为压力传感器、温度传感器等传感器，以温度传感器为例进行说明，温度传感器采集现场的温度数据，通过powerbus转换电路发送至主控电路，当温度传感器正常运行时，指示电路中的发光二极管d1点绿灯，主控电路接收温度数据，并通过通讯电路，发送至换热站控制器，实现数据管理。
84.如此，在本实用新型中，采用powerbus总线通信的方式，因其具有无极性接线的特点，可减少接错线的人为失误概率，换句话说，实现了无极性接线方式，方便现场施工接线。
85.需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

技术特征：

1.一种基于powerbus总线的换热站数据采集电路，其特征在于，包括：powerbus转换电路、主控电路和通讯电路；powerbus转换电路外接传感器，powerbus转换电路和主控电路电连接，主控电路和通讯电路电连接，通讯电路外接换热站控制器；powerbus转换电路用于将传感器所采集的数据传输至主控电路，主控电路用于接收数据，并通过通讯电路，将数据发送至换热站控制器，实现数据集中管理。2.根据权利要求1所述的一种基于powerbus总线的换热站数据采集电路，其特征在于，还包括与主控电路电连接的晶振电路，晶振电路用于为主控电路提供时钟信号源；还包括与主控电路电连接的指示电路，指示电路用于指示传感器的运行状态。3.根据权利要求2所述的一种基于powerbus总线的换热站数据采集电路，其特征在于，主控电路包括芯片u11；powerbus转换电路包括芯片u1、接口j1、芯片ic1、三极管t1、三极管t2、三极管t3、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电容c1、电阻r4、三极管t4、电阻r7、二极管d1、电阻r5和二极管d2；芯片u11的43、42引脚分别和芯片u1的2、8引脚连接；芯片u1的9引脚和三极管t1的基极连接，三极管t1的发射极通过电阻r2接地，三极管t1的集电极分别和三极管t2的基极、三极管t3的基极、电阻r1连接，三极管t3的集电极接地，三极管t2的发射极、三极管t3的发射极通过并联的电阻r3、电容c1与接口j1连接，三极管t2的集电极和接口j1连接；芯片u1的15引脚通过电阻r4、三极管t4与芯片ic1的1引脚连接，芯片ic1的3引脚连接12v电源，芯片ic1的2引脚通过相串联的电阻r7、二极管d1与接口j1连接，芯片ic1的2引脚还通过相串联的电阻r5、二极管d2与接口j1连接，接口j1外接传感器。4.根据权利要求3所述的一种基于powerbus总线的换热站数据采集电路，其特征在于，通讯电路包括芯片ic3、电容c14、二极管tvs9、二极管tvs10、二极管tvs11、自恢复保险丝pptc7、自恢复保险丝pptc8、电感l5、电感l6和接口cn4；芯片ic3的1、4引脚分别和芯片u11的41、40引脚连接；芯片ic3的8引脚通过电容c14接地，芯片ic3的7引脚通过电感l5、自恢复保险丝pptc7与接口cn4的4引脚连接，芯片ic3的6引脚通过电感l6、自恢复保险丝pptc8与接口cn4的3引脚连接，接口cn4外接换热站控制器，电感l5和自恢复保险丝pptc7之间连接有相串联的二极管tvs9、二极管tvs10、二极管tvs11，两端的二极管tvs9和二极管tvs11均接地。5.根据权利要求3所述的一种基于powerbus总线的换热站数据采集电路，其特征在于，powerbus转换电路和主控电路之间还设有串口拓展电路；串口拓展电路包括芯片u2、电容c10、电容c11和晶体振荡器x1；芯片u2的1、2、16、17、20引脚分别和芯片u11的21、26、30、29、28引脚连接；芯片u2的9引脚通过电容c10接地，芯片u2的10引脚通过电容c11接地，芯片u2的9引脚和芯片u2的10引脚之间连接晶体振荡器x1。6.根据权利要求2所述的一种基于powerbus总线的换热站数据采集电路，其特征在于，晶振电路包括晶体振荡器y1、电容c8和电容c9；芯片u11的11引脚通过电容c8接地，芯片u11的12引脚通过电容c9接地，芯片u11的11引脚和芯片u11的12引脚之间连接晶体振荡器y1。
7.根据权利要求2所述的一种基于powerbus总线的换热站数据采集电路，其特征在于，指示电路包括若干个子指示支路；其一子指示支路包括限流电阻r100和发光二极管d1；芯片u11的1引脚通过限流电阻r100与发光二极管d1连接。8.根据权利要求1所述的一种基于powerbus总线的换热站数据采集电路，其特征在于，还包括电源电路；电源电路分别与powerbus转换电路、主控电路、通讯电路电连接，用于为powerbus转换电路、主控电路和通讯电路提供工作电源；电源电路包括芯片dc1、芯片dc2、二极管tvs7、电容ec1、电容c5、电容ec3、电容c14、电容ec2、电容c6和二极管tvs8；芯片dc1的1引脚连接24v电源，芯片dc1的2引脚接地，芯片dc1的1、2引脚之间连接有并联设置的二极管tvs7、电容ec1和电容c5，芯片dc1的3引脚连接芯片dc2的1引脚，芯片dc1的4引脚连接芯片dc2的2引脚，芯片dc2的1、2引脚之间连接有并联设置的电容ec3和电容c14，芯片dc2的4引脚通过自恢复保险丝pptc6输出5v电源，芯片dc2的3引脚接地，芯片dc2的3、4引脚之间连接有并联设置的电容ec2、电容c6和二极管tvs8。

技术总结

本实用新型公开了一种基于powerbus总线的换热站数据采集电路，包括：powerbus转换电路、主控电路和通讯电路；powerbus转换电路外接传感器，powerbus转换电路和主控电路电连接，主控电路和通讯电路电连接，通讯电路外接换热站控制器；powerbus转换电路用于将传感器所采集的数据传输至主控电路，主控电路用于接收数据，并通过通讯电路，将数据发送至换热站控制器，实现数据集中管理。如此，利用powerbus总线具有无极性接线的特点，避免了在施工中出现的接线错误。现的接线错误。现的接线错误。

技术研发人员：

魏鸣泉 潘绪霞 王悦

受保护的技术使用者：

天津市津能双鹤热力设备有限公司

技术研发日：

2022.11.22

技术公布日：

2023/3/28