一种罐下取样箱及取样系统的制作方法

本申请涉及工业自动化控制，尤其涉及一种罐下取样箱及取样系统。

背景技术：

1、在取样系统中，在线取样器对储液罐（如油罐）内的介质进行自动化在线取样，并通过专用管路将样品输送至罐下取样箱中暂存；罐下取样箱仅通过电子屏显示取样完成状态，并通过机械式放样按键实现人机交互——操作人员需通过该按键控制对应电磁阀开启以放出样品（如注入检测容器），从而完成从储液罐取料到获取检测样本的全流程。

2、但现有设计存在如下局限：其一，电子屏显示信息单一，仅反馈取样完成状态，无法显示更多取样过程信息（如取样剩余时间、罐下取样箱位置）；其二，现场操作受限，仅能通过机械式放样按键在罐下现场直接操作放样，难以覆盖客户更多罐下现场调试需求（如在罐下现场直接操作取样）。目前，更多取样过程信息的显示及客户提出的更多罐下现场调试需求，必须借助上位机（如远程控制终端、控制室的操作平台等）才能实现，无法在罐下取样箱位置直接完成。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本申请提供了一种罐下取样箱及取样系统，以解决现有设计电子屏显示信息单一、现场操作受限的问题。具体方案如下：

2、本申请第一方面提供一种罐下取样箱，其内部配置有防爆箱，所述防爆箱内置按键处理电路、单片机、驱动电路、m个通断电控制电路以及m个用于控制油样流转的电磁阀，m≥2；

3、所述防爆箱的壳体上设置有人机交互界面，所述人机交互界面的外侧覆盖有防爆玻璃面板，且所述人机交互界面与所述罐下取样箱的壳体上的预设观察操作口正对设置；所述人机交互界面上设有显示屏和n个电容按键，所述电容按键的感应区域与所述防爆玻璃面板的操作区域正对设置，以响应隔玻璃触摸动作；n≥2；

4、所述n个电容按键的电极分别接入所述按键处理电路的n个输入引脚；所述电容按键处理电路的n个输出引脚分别接入所述单片机的n个按键输入引脚；所述单片机的串口与所述显示屏的串口相连；所述单片机的m个阀控输出引脚分别接入所述驱动电路的m个输入引脚；所述驱动电路的m个输出引脚一对一接入所述m个通断电控制电路的控制端；所述m个通断电控制电路的输出端一对一接入所述m个用于控制油样流转的电磁阀的电源端。

5、在一种可能的实现中，所述防爆玻璃面板的厚度为10毫米。

6、在一种可能的实现中，n=4，所述按键处理电路由触摸屏/触摸按键微控制器及其外围电路组成。

7、在一种可能的实现中，所述触摸屏/触摸按键微控制器的电源引脚接入3.3v电压；所述3.3v电压经电源转换电路得到；所述电源转换电路由型号为ap2210k-3.3trg1的电源转换芯片及其外围电路组成，用于将外部5.1v输入电压转换为3.3v输出电压。

8、在一种可能的实现中，所述单片机由stm32f103rdt6型号的微控制单元及其外围电路组成。

9、在一种可能的实现中，所述驱动电路由uln2001d型号芯片及其外围电路组成。

10、在一种可能的实现中，所述通断电控制电路包括：继电器u10、电阻r20、发光二极管d27、二极管d28、电容c20和电磁阀接口con2；

11、继电器u10的线圈的一端接第一电源以及电阻r20的一端，电阻r20的另一端接发光二极管d27的阳极，发光二极管d27的阴极接所述线圈的另一端和所述驱动电路的一个输出引脚；

12、继电器u10的常开触点的一端接第一电源以及电容c20的一端，电容c20的另一端接所述常开触点的另一端、二极管d28的阴极以及电磁阀接口con2的一个引脚，二极管d28的阳极以及电磁阀接口con2的另一引脚接地。

13、在一种可能的实现中，所述单片机与所述显示屏间之间连接有串口扩展芯片。

14、在一种可能的实现中，所述串口扩展芯片的型号为wk2114。

15、本申请第二方面提供一种取样系统，包括：上述第一方面或第一方面任一实现方式的罐下取样箱。

16、借由上述技术方案，本申请提供的罐下取样箱通过在人机交互界面设置显示屏，并构建“单片机-串口-显示屏”的通信链路，使单片机可实时将取样剩余时间、取样桶位置等过程数据通过串口传输至显示屏，突破原有仅能显示取样完成状态的局限，实现取样过程信息的多维度可视化；并且，其通过在人机交互界面设置的多个电容按键替代原有机械式放样按键，通过按键处理电路建立多个电容按键与单片机的信号传输通道，同时依托“单片机-驱动电路-通断电控制电路-电磁阀”的控制链路，使操作人员可在罐下现场通过多个电容按键向单片机发送取样启动、位置调节、阀控调试等指令，单片机根据指令驱动对应电磁阀动作，无需依赖上位机即可完成多样化操作；且电容按键适配防爆箱隔玻璃操作，显示屏也通过该玻璃实现防爆隔离，二者共同满足工业现场防爆安全要求。

1.一种罐下取样箱，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的罐下取样箱，其特征在于，所述防爆玻璃面板的厚度为10毫米。

3.根据权利要求1所述的罐下取样箱，其特征在于，n=4，所述按键处理电路由触摸屏/触摸按键微控制器及其外围电路组成。

4.根据权利要求3所述的罐下取样箱，其特征在于，所述触摸屏/触摸按键微控制器的电源引脚接入3.3v电压；所述3.3v电压经电源转换电路得到；所述电源转换电路由型号为ap2210k-3.3trg1的电源转换芯片及其外围电路组成，用于将外部5.1v输入电压转换为3.3v输出电压。

5.根据权利要求1所述的罐下取样箱，其特征在于，所述单片机由stm32f103rdt6型号的微控制单元及其外围电路组成。

6.根据权利要求1所述的罐下取样箱，其特征在于，所述驱动电路由uln2001d型号芯片及其外围电路组成。

7.根据权利要求1所述的罐下取样箱，其特征在于，所述通断电控制电路包括：继电器u10、电阻r20、发光二极管d27、二极管d28、电容c20和电磁阀接口con2；

8.根据权利要求1所述的罐下取样箱，其特征在于，所述单片机与所述显示屏间之间连接有串口扩展芯片。

9.根据权利要求8所述的罐下取样箱，其特征在于，所述串口扩展芯片的型号为wk2114。

10.一种取样系统，其特征在于，包括：如权利要求1至9中任意一项所述的罐下取样箱。