一种生产管理智能终端的制作方法

1.本实用新型涉及生产管理技术领域，尤其涉及一种生产管理智能终端。


背景技术：

2.生产管理智能终端实现生产过程中关于生产计数、计米、转速、位移的测量，工作、故障、在修、停修、缺料、停机等状态的上报功能，通过硬件设备的规模化组网布局，实现对多生产场景下的远程生产状态、生产效率统计和管理效率分析。生产管理智能终端集成网络技术、电子电路技术、无线通信技术、软件开发技术等，并结合数据分析理论，为企业智能生产管理应用提供全方位服务，是对生产管理技术的一次创新。
3.生产管理智能终端实现生产过程中计数监测功能时，计数传感器产生的高低电平输出至处理器，由处理器实现统计功能。计数传感器的兼容性直接影响结果和效率，一般通过检测计数传感器的电压、电流或编码实现对生产效率的监测。计数传感器的种类繁多，在不同的应用场景中会使用不同类型的计数传感器，常用的计数传感器有ab相增量式编码器、晶体管型plc的y节点、光栅传感器、反射或对射型感应器。由于不同类型传感器其两端的电压和电流输出信号不同，因此，需要根据传感器类型设置专门的传感器适配电路以便识别接入计数传感器的类型，这种方式显然存在电路集成度不高、体积增大以及资源利用率不高的问题。因此，为了解决上述问题，本实用新型提供一种生产管理智能终端，其传感器适配电路可以自适应ab相增量式编码器、晶体管型plc 的y节点、光栅传感器、反射或对射型感应器等计数传感器，不同类型的计数传感器可以共用同一传感器适配电路，提高了生产管理智能终端的适应性和资源利用率。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提出了一种生产管理智能终端，其传感器适配电路可以自适应ab相增量式编码器、晶体管型plc的y节点、光栅传感器、反射或对射型感应器等计数传感器，不同类型的计数传感器可以共用同一传感器适配电路，提高了生产管理智能终端的适应性和资源利用率。
5.本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种生产管理智能终端，其包括处理器、若干个不同类型的计数传感器、电压传感器和供电模块，还包括传感器适配电路；
6.若干个计数传感器的信号输出端均与处理器不同i/o口一一对应电性连接，电压传感器检测计数传感器的两端电压大小，电压传感器的输出端通过传感器适配电路与处理器电性连接，供电模块分别给计数传感器、电压传感器以及处理器供电。
7.在以上技术方案的基础上，进一步优选的，计数传感器为ab相增量式编码器、晶体管型plc的y节点、光栅传感器、反射或对射型感应器中的任一种类型。
8.在以上技术方案的基础上，进一步优选的，传感器适配电路包括：电阻 ra0、电阻rb0、电容ca0、电容cb0和tvs管dai；
9.电压传感器的输出端与电阻ra0的一端电性连接，电阻ra0的另一端分别与电阻rb0的一端以及处理器电性连接，电阻电阻rb0的另一端接地，电容 ca0并联在电阻ra0的两端，电容cb0并联在电阻rb0的两端，tvs管dai 的两端分别与电阻ra0的一端以及电阻rb0的另一端一一对应电性连接。
10.在以上技术方案的基础上，进一步优选的，还包括若干组独立的高速光耦合器；
11.若干个计数传感器的信号输出端通过若干组高速光耦合器分别与处理器不同i/o口一一对应电性连接。
12.在以上技术方案的基础上，进一步优选的，还包括输出控制电路；
13.输出控制电路的输入端与处理器的i/o口电性连接，输出控制电路的输出端与外部负载连接。
14.在以上技术方案的基础上，进一步优选的，输出控制电路包括电阻r29、电阻r30、电阻r35、三极管q1和二极管d6；
15.处理器通过电阻r30分别与三极管q1的基极以及电阻r35的一端电性连接，三极管q1的发射极和电阻r35的另一端均接地，供电模块的输出端通过电阻r29分别与三极管q1的集电极、二极管d6的阴极以及外部负载电性连接，二极管d6的阳极接地。
16.在以上技术方案的基础上，进一步优选的，还包括与处理器的通信端电性连接的rs485通信模块。
17.在以上技术方案的基础上，进一步优选的，还包括lora模块、wifi或4g cat.1模块；
18.lora模块、wifi或4g cat.1模块的收发端均与处理器的同一通信端电性连接。
19.本实用新型的一种生产管理智能终端相对于现有技术具有以下有益效果：
20.(1)使用一路传感器适配电路即可识别出多种类型计数传感器类型，当计数传感器在ab相增量式编码器、晶体管型plc的y节点、光栅传感器、反射或对射型感应器之间切换时，只需更换传感器类型，无需更改传感器适配电路的结构，即可实现对计数传感器类型的识别，提高了生产管理智能终端的适应性和资源利用率；
21.(2)设置若干组相互独立的高速光耦合器对计数传感器输出的高低电平进行光电隔离，防止干扰信号进入处理器，提高装置的安全性；
22.(3)通过设置输出控制电路，当计数传感器计量值超过阈值时，处理器输出控制信号至输出控制电路，由输出控制电路驱动报警器、继电器或控制器等，进而启动外部执行部件；
23.(4)通过设置rs485通信模块、lora模块、wifi或4g cat.1模块，可以提供多种通信方式，方便工业互联网场景使用。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型一种生产管理智能终端的结构图；
26.图2为本实用新型一种生产管理智能终端中高速光耦合器的电路图；
27.图3为本实用新型一种生产管理智能终端中传感器适配电路的电路图；
28.图4为本实用新型一种生产管理智能终端中输出控制电路的电路图；
29.图5为本实用新型一种生产管理智能终端中处理器的引脚图。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。
31.如图1所示，本实用新型的一种生产管理智能终端，其包括处理器、若干个计数传感器、若干组独立的高速光耦合器、若干组输出控制电路、电压传感器、传感器适配电路、供电模块和rs485通信模块，以及lora模块、wifi 或4g cat.1模块。
32.计数传感器，产生高低电平，通过统计上升沿个数实现计数功能。优选的，计数传感器可以选用ab相增量式编码器、晶体管型plc的y节点、光栅传感器、反射或对射型感应器中的任一种类型。若干个计数传感器可以实现若干个计数通道。
33.高速光耦合器，对计数传感器输出的高低电平进行光电隔离，防止干扰信号进入处理器。本实施例中，若干个计数传感器通过若干组高速光耦合器分别与处理器不同i/o口一一对应电性连接。优选的，高速光耦合器可以选用6n137光耦，其具体的电路图如图2所示，由于若干组独立的高速光耦合器结构可以相同，因此，图2中只给出了两路高速光耦合器，其中，di0和di1分别表示两个不同计数传感器输出的高低电平，cnt0
‑
a和cnt1
‑
a分别表示经过高速光耦合器隔离后的输出信号，也可表示为高速光耦合器与处理器的连接端子。
34.输出控制电路，接收处理器的控制信号，根据控制信号驱动外部负载工作。其中，外部负载可以是报警器、继电器、控制器等，当计数传感器计量值超过阈值时，处理器输出控制信号至输出控制电路，由输出控制电路驱动报警器、继电器或控制器等，具体的外部负载可以根据实际需求设置。本实施例中，输出控制电路的输入端与处理器的i/o口电性连接，输出控制电路的输出端与外部负载连接。优选的，如图4所示，输出控制电路包括电阻r29、电阻r30、电阻 r35、三极管q1和二极管d6；具体的，处理器通过电阻r30分别与三极管q1 的基极以及电阻r35的一端电性连接，三极管q1的发射极和电阻r35的另一端均接地，供电模块的输出端通过电阻r29分别与三极管q1的集电极、二极管 d6的阴极以及外部负载电性连接，二极管d6的阳极接地。其中，ex_do0为处理器输出的控制信号；dc 表示供电模块的输出，可以选9
‑
24v宽电源； do0 表示外部负载；电阻r29和电阻r30为限流电阻；电阻r35起泄放作用；二极管d6为稳压二极管，起保护作用。处理器输出的控制信号ex_do0通过电阻 r30限流，实现对三极管q1的控制，调节电阻r29的大小，可以控制do0输出信号的驱动电流，do0可以接外部电源，获得更大的驱动能力，三极管q1 的耐流高达1000ma，可驱动报警器、继电器或控制器等。
35.传感器适配电路，对电压传感器输出信号进行信号调理处理。现有生产管理智能终端检测计数传感器识别可以通过检测其两端电压或者流过的电流大小实现，生产管理智能终端为了实现功能多样性以及考虑到冗余性，一般至少需要设置2路计数(测频、计米)，
以便在开关感应器、plc输出节点和机器人输出节点检测方式之间切换，这种方式需要单独设置不同的回路，存在电路集成度不高、体积增大以及资源利用率不高的问题。本实施例的传感器适配电路可以对接入不同类型计数传感器输出信号进行处理，使用一路传感器适配电路即可自适应识别出多种类型计数传感器类型。当计数传感器在ab相增量式编码器、晶体管型plc的y节点、光栅传感器、反射或对射型感应器之间切换时，只需更换传感器类型，无需更改传感器适配电路的结构，即可实现对计数传感器类型的自适应识别，提高了生产管理智能终端的集成度和资源利用率。优选的，如图3所示，传感器适配电路包括：电阻ra0、电阻rb0、电容ca0、电容 cb0和tvs管dai；具体的，电压传感器的输出端分别与电阻ra0的一端电性连接，电阻ra0的另一端分别与电阻rb0的一端以及处理器电性连接，电阻电阻rb0的另一端接地，电容ca0并联在电阻ra0的两端，电容cb0并联在电阻rb0的两端，tvs管dai的两端分别与电阻ra0的一端以及电阻rb0的另一端一一对应电性连接。其中，ai0表示电压传感器输出的模拟电信号；an0表示传感器适配电路的输出，其与处理器连接；电阻ra0和电阻rb0起到分压和和限流作用，防止电压传感器输出信号电压过大进而烧毁处理器；电容ca0、电容cb0起到滤波和方波补偿的作用，电容ca0与下一级的输入电容cb0组成分压电路，避免电容ca0和电容cb0形成的积分效应，从而使相位得以提前；tvs二极管为双向二极管，可吸收浪涌信号，保护后续功能电路的安全。
36.本实施例中还设置了rs485通信模块、lora模块、wifi或4g cat.1模块，提供三种不同的通信方式，以便适应不同的应用场景需求。rs485通信模块与处理器的通信端电性连接，lora模块、wifi或4g cat.1模块的收发端均与处理器的同一通信端电性连接。其中，rs485通信模块可以选用sp3485模块，并且本实施例并不涉及对rs485通信协议以及软件算法的改进，可以采用现有模块或现有技术实现，因此，在此不再累述；lora模块、wifi或4g cat.1模块作为本实施例的远程无线通信方式，并且其收发端均与处理器的同一通信端电性连接，可以通过处理器在两者之间做出二选一选择。lora可以局域组网， wifi可使设备低成本接入本地网络，4g cat.1能让设备直连云平台，避免参数配置的麻烦。优选的，lora模块可以选用et23模块。
37.处理器，接收计数传感器输出的高低电平，并对高低电平计数，该功能属于本领域惯用的技术手段，且本实施例并不涉及对软件算法的改进；接收电压传感器输出的电信号；输出高电平控制输出控制电路中的三极管q1导通或截止。本实施例中不限制处理器的型号，优选的，可以选择stm32f103c8t6芯片，其与其他模块连接的端子如图5所示。
38.本实施例的工作原理为：计数传感器产生高低电平，所述高低电平通过高速光耦合器隔离后输出至处理器的i/o口，由处理器对高低电平计数；当计数传感器的计量值超过阈值时，处理器产生高电平信号至输出控制电路，输出控制电路中三极管q1导通，三极管q1驱动报警器、继电器或控制器开启工作。在计数传感器工作过程中，通过电压传感器实时监测计数传感器的端电压，所述端电压经过传感器适配电路分压处理后输出至处理器，处理器采集并分析该端电压得出计数传感器类型。
39.本实施例的有益效果为：使用一路传感器适配电路即可自适应识别出多种类型计数传感器类型，当计数传感器在ab相增量式编码器、晶体管型plc的 y节点、光栅传感器、反射或对射型感应器之间切换时，只需更换传感器类型，无需更改传感器适配电路的结构，即可实现对计数传感器类型的自适应识别，提高了生产管理智能终端的适应性和资源利用
率；
40.设置若干组相互独立的高速光耦合器对计数传感器输出的高低电平进行光电隔离，防止干扰信号进入处理器，提高装置的安全性；
41.通过设置输出控制电路，当计数传感器计量值超过阈值时，处理器输出控制信号至输出控制电路，由输出控制电路驱动报警器、继电器或控制器等，进而启动外部执行部件；
42.通过设置rs485通信模块、lora模块、wifi或4g cat.1模块，可以提供多种通信方式。
43.以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。