CN209215928U - 一种具有远程自动化控制功能的地源热泵机组管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种具有远程自动化控制功能的地源热泵机组管理系统，在传感器和PLC可编程控制器之间还连接有依次连接的干扰抑制电路、隔离放大电路、电压电流转换电路；有效的解决了PLC可编程控制器接收的传感器检测信号不够精确的问题。本实用新型传感器输出微弱信号经抑制电磁干扰、释放电磁干扰、LC滤波电路滤除交直流干扰，提高传感器检测信号精度，之后经比例放大、光电隔离转换为光电耦合器U1引脚3、引脚4结电阻和电阻R6对电源+5V的分压电压、限幅在0‑5V向后传输以防止干扰，最后转换为成线性0‑20mA的电流信号无衰减的传输到PLC可编程控制器解决传输衰减干扰，提高了PLC可编程控制器接收传感器检测信号的精度问题。

Description

一种具有远程自动化控制功能的地源热泵机组管理系统

技术领域

本实用新型涉及信号处理技术领域，特别是一种具有远程自动化控制功能的地源热泵机组管理系统。

背景技术

目前地源热泵机组自动化控制由传感器对现场地源热泵机组运行参数进行检测，传输到PLC可编程控制器，PLC可编程控制器分析计算，控制地源热泵机组四通阀的开度及地源热泵机组泵的合理运行频率进行自动控制，PLC可编程控制器和监控系统通过通讯网络（可为以太网）双向通讯，实现远程自动化控制。

然而，传感器对现场地源热泵机组运行参数进行检测，传输到PLC可编程控制器的过程中，易受地源热泵机运行时电磁干扰影响及传输中信号衰减的影响，会造成PLC可编程控制器接收到的信号不够精确。

因此本实用新型提供一种的新的方案来解决此问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种具有远程自动化控制功能的地源热泵机组管理系统，有效的解决了PLC可编程控制器接收的传感器检测信号不够精确的问题。

其解决的技术方案是，在传感器和PLC可编程控制器之间还连接有信号预处理电路，所述信号预处理电路包括依次连接的干扰抑制电路、隔离放大电路、电压电流转换电路；

所述隔离放大电路包括电阻R1，电阻R1的一端连接电感L2的另一端，电阻R1的另一端连接运算放大器AR1的同相输入端，运算放大器AR1的反相输入端分别连接电阻R2的一端、电阻R3的一端，电阻R3的另一端分别连接电阻R4的一端、光电耦合器U1的引脚2，运算放大器AR1的输出端连接光电耦合器U1的引脚1，电容C3的另一端、电阻R2的另一端、电阻R4的另一端均连接GND1，光电耦合器U1的引脚4连接电源+5V，光电耦合器U1的引脚3分别连接电阻R6的一端、运算放大器AR2的同相输入端，运算放大器AR2的反相输入端分别连接电阻R5的一端、电阻R7的一端，电阻R5的另一端和电阻R6的一端连接GND2，电阻R7的另一端分别连接运算放大器AR2的输出端、二极管D1的正极、二极管D2的负极，二极管D1的负极连接电源+5V，二极管D2的正极连接GND2。

本实用新型的有益效果：传感器输出微弱信号经抑制电磁干扰、释放电磁干扰、LC滤波电路滤除交直流干扰，提高传感器检测信号精度，之后经比例放大、光电隔离转换为光电耦合器U1引脚3、引脚4结电阻和电阻R6对电源+5V的分压电压、限幅在0-5V向后传输以防止干扰，最后转换为成线性0-20mA的电流信号无衰减的传输到PLC可编程控制器解决传输衰减干扰，提高了PLC可编程控制器接收传感器检测信号的精度问题。

附图说明

图1为本实用新型的模块图。

图2为本实用新型的电路连接原理图。

具体实施方式

为有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图2对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。

实施例一，一种具有远程自动化控制功能的地源热泵机组管理系统，干扰抑制电路将传感器检测的现场地源热泵机组运行参数微弱信号经瞬态抑制二极管VD1抑制电磁干扰，电容C1、电容C2释放电磁干扰到地，再经电感L2、电容C3组成的LC滤波电路滤除交直流干扰，以提高传感器信号精度，之后进入隔离放大电路，通过运算放大器AR1为核心的放大器进行比例放大，光电耦合器U1光电隔离，转换为光电耦合器U1引脚3、引脚4结电阻和电阻R6对电源+5V的分压电压，之后经运算放大器AR2为核心的电压跟随器，进一步提高抗干扰能力，二极管D1、二极管D2进一步限幅在0-5V，传输到电压电流转换电路，转换为成线性0-20mA的电流信号传输到PLC可编程控制器，以提高信号传输精度，解决了PLC可编程控制器接收到的信号不够精确的问题；所述隔离放大电路通过电阻R1、电阻R2、电阻R3、运算放大器AR1组成的放大器放大传感器输出的微弱信号，调节电阻R3阻值可调节比例放大的倍数，之后加到光电耦合器U1的引脚1，此时光电耦合器U1的输入端引脚1、引脚2有电压差，电压差的大小引起光电耦合器U1输入端电流变化，从而使光电耦合器U1的输出端引脚3输出电压（光电耦合器U1引脚3、引脚4结电阻和电阻R6对电源+5V的分压电压变化）发生变化，使传感器输出信号转化为0-5V后向后传输，而不直接向后传输，以防止因有电的连接引起的干扰，之后经电阻R5、电阻R7、运算放大器AR2电压跟随器提高抗干扰能力，二极管D1、二极管D2进一步限幅在0-5V后传输到电压电流转换电路，包括电阻R1，电阻R1的一端连接电感L2的另一端，电阻R1的另一端连接运算放大器AR1的同相输入端，运算放大器AR1的反相输入端分别连接电阻R2的一端、电阻R3的一端，电阻R3的另一端分别连接运算放大器AR1的输出端、光电耦合器U1的引脚1，光电耦合器U1的引脚2连接电阻R4的一端，电容C3的另一端、电阻R2的另一端、电阻R4的另一端均连接GND1，光电耦合器U1的引脚4连接电源+5V，光电耦合器U1的引脚3分别连接电阻R6的一端、运算放大器AR2的同相输入端，运算放大器AR2的反相输入端分别连接电阻R5的一端、电阻R7的一端，电阻R5的另一端和电阻R6的一端连接GND2，电阻R7的另一端分别连接运算放大器AR2的输出端、二极管D1的正极、二极管D2的负极，二极管D1的负极连接电源+5V，二极管D2的正极连接GND2。

实施例二，在实施例一的基础上，所述干扰抑制电路用于将传感器检测的现场地源热泵机组运行参数（包括温度传感器采集的供回水温度信息、压力传感器采集的供回水压力信息、流量传感器采集的流量信息，具体的可为型号为PT100的温度传感器采集的供回水温度、型号为MS5540CM的压力传感器采集的供回水压力、型号为DN20的流量传感器采集的流量）微弱信号经瞬态抑制二极管VD1抑制电磁干扰，电容C1、电容C2释放电磁干扰到地后，再经电感L2、电容C3组成的LC滤波电路滤除交直流干扰后向后传输，其中电源VCC经电感L1为传感器提供稳定的供电电源，包括传感器X1，传感器X1的引脚1通过电感L1连接电源VCC，传感器X1的引脚2分别连接电感L2的一端、瞬态抑制二极管VD1的上端、电容C1的一端，传感器X1的引脚3、瞬态抑制二极管VD1的下端、电容C2的一端均连接GND1，电容C1的另一端、电容C2的另一端均连接大地，电感L2的另一端连接电容C3的一端，电容C3的另一端连接GND2；

所述电压电流转换电路用于通过运算放大器AR2和三极管Q2为核心的电压电流转换电路将隔离放大电路输出的0-5V电压信号转换为成线性0-20mA的电流信号后传输到PLC可编程控制器，解决电压信号传输存在衰减或漂移的问题，包括电阻R8，电阻R8的一端连接运算放大器AR2的输出端，电阻R8的另一端分别连接运算放大器AR3的反相输入端、电阻R11的一端，运算放大器AR3的同相输入端分别连接电阻R12的一端、电阻R10的一端，运算放大器AR3的输出端连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接电压+5V，三极管Q1的发射极分别连接电阻R10的另一端、电阻R13的一端，电阻R13的另一端分别连接电阻R11的另一端、电阻R14的一端，电阻R14的一端连接到PLC可编程控制器I/O接口，二极管D2的正极、电阻R12的另一端、电阻R14的另一端均连接GND2。

本实用新型在进行使用的时候，通过传感器对现场地源热泵机组运行参数采集，经电感L1、电容C1组成的LC滤除交直流干扰，运算放大器AR1为核心的比例放大电路放大，运算放大器AR2和三极管Q2为核心的电压电流转换电路转换为成线性0-20mA的电流信号传输到PLC可编程控制器，解决电压信号传输存在衰减或漂移的问题，提高了信号检测的精度，PLC可编程控制器结合负荷逐时计算法计算、控制四通阀的开度及地源热泵机组泵的合理运行频率水泵、阀门等设备的相应控制，并通过触摸屏以最贴近现场设备实际情况的直观的图形方式显示设备的运行情况，操作人员可以根据显示的温度、压力、流量数据判断地源热泵机组运行状况，同时将现场地源热泵机组运行参数通过通讯网络传输到监控系统，监控系统根据生产计划需求进行地源热泵的统一调度和管理，实现各个机组的集中控制和远程管理需求，监控系统将数据存储于数据库服务器并可通过打印服务器将数据打印成报表。

Claims (2)

1.一种具有远程自动化控制功能的地源热泵机组管理系统，在传感器和PLC可编程控制器之间还连接有信号预处理电路，其特征在于，所述信号预处理电路包括依次连接的干扰抑制电路、隔离放大电路、电压电流转换电路；

所述隔离放大电路包括电阻R1，电阻R1的一端连接电感L2的另一端，电阻R1的另一端连接运算放大器AR1的同相输入端，运算放大器AR1的反相输入端分别连接电阻R2的一端、电阻R3的一端，电阻R3的另一端分别连接运算放大器AR1的输出端、光电耦合器U1的引脚1，光电耦合器U1的引脚2连接电阻R4的一端，电容C3的另一端、电阻R2的另一端、电阻R4的另一端均连接GND1，光电耦合器U1的引脚4连接电源+5V，光电耦合器U1的引脚3分别连接电阻R6的一端、运算放大器AR2的同相输入端，运算放大器AR2的反相输入端分别连接电阻R5的一端、电阻R7的一端，电阻R5的另一端和电阻R6的一端连接GND2，电阻R7的另一端分别连接运算放大器AR2的输出端、二极管D1的正极、二极管D2的负极，二极管D1的负极连接电源+5V，二极管D2的正极连接GND2。

2.如权利要求1所述的一种具有远程自动化控制功能的地源热泵机组管理系统，其特征在于，所述干扰抑制电路包括传感器X1，传感器X1的引脚1通过电感L1连接电源VCC，传感器X1的引脚2分别连接电感L2的一端、瞬态抑制二极管VD1的上端、电容C1的一端，传感器X1的引脚3、瞬态抑制二极管VD1的下端、电容C2的一端均连接GND1，电容C1的另一端、电容C2的另一端均连接大地，电感L2的另一端连接电容C3的一端，电容C3的另一端连接GND2；

所述电压电流转换电路包括电阻R8，电阻R8的一端连接运算放大器AR2的输出端，电阻R8的另一端分别连接运算放大器AR3的反相输入端、电阻R11的一端，运算放大器AR3的同相输入端分别连接电阻R12的一端、电阻R10的一端，运算放大器AR3的输出端连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接电压+5V，三极管Q1的发射极分别连接电阻R10的另一端、电阻R13的一端，电阻R13的另一端分别连接电阻R11的另一端、电阻R14的一端，电阻R14的一端连接到PLC可编程控制器I/O接口，二极管D2的正极、电阻R12的另一端、电阻R14的另一端均连接GND2。