CN109444385A - 一种带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***,包括:底板;中央处理器,设在底板上,用于发出检测指令;接口板,接口板和底板电性连接,用于接收检测指令,并根据检测指令控制纸张检测仪器对纸张进行检测;模数转换器,设在底板上,用于对第一检测数据进行模数转换,得到第二检测数据,第一检测数据为纸张检测仪器对纸张进行检测的检测数据;以及,物联网模块,设在底板上,用于将纸张检测结果发送至服务器或云端;其中,中央处理器还用于对第二检测数据进行处理,以获得纸张检测结果。本发明用在纸张测试设备领域,具有通用性强、易维修、数据保存方便和测量数据量大等特点。
Description
技术领域
本发明属于纸张检测设备领域,尤其涉及一种带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***及纸张检测设备。
背景技术
在纸张检测领域,根据不同纸张的用途不同,纸张的检测项目也有各种各样的需求,如纸张的定量、白度、柔软度、洞眼、尘埃度、抗张强度、横向吸液高度、pH值、渗漏性能、微生物等等,这些检测项目都需要不同的检测设备来完成检测,而检测控制板是这些检测设备的重要组成部分之一。
传统的纸张检测板,一般将所有功能单元整合制作在一块电路板上,如果某一部分出现问题,将取下整个电路板进行维修,如果关键部分出现问题,将导致整块控制板报废。传统检测控制板,一般只在本地进行纸张的检测,得到的数据进行手工记录与简单的统计结果,数据的丢失的可能性较大且每次数据处理统计、检测的数据量有限,不能满足大数据分析的要求。而对于一些纸类生产工厂,其对于纸张的检测,其无线信号覆盖性能较差,有线通信方式实施困难或成本太高,难以实现智能检测的目标。
发明内容
本发明的技术目的是提供一种带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***,具有通用性强、易于维修、数据保存方便、数据处理能力强的技术特点。
为解决上述问题,本发明的技术方案为:
一种带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***,用于纸张检测包括:
底板;中央处理器,设在所述底板上,用于发出检测指令;接口板,所述接口板和所述底板电性连接,用于接收所述检测指令,并根据所述检测指令控制纸张检测仪器对纸张进行检测;模数转换器,设在所述底板上,用于对第一检测数据进行模数转换,得到第二检测数据,所述第一检测数据为所述纸张检测仪器对纸张进行检测的检测数据;以及,物联网模块,设在所述底板上,用于将纸张检测结果发送至服务器或云端;其中,所述中央处理器还用于对所述第二检测数据进行处理,以获得所述纸张检测结果。
根据本发明的一实施例,所述接口板包括控制接口,所述控制接口用于根据所述检测指令驱动所述纸张检测仪器的控制部件,以控制所述纸张检测仪器对纸张进行检测;其中,所述控制部件为步进电机或者伺服电机或者电磁阀或者继电器。
根据本发明的一实施例,所述接口板还包括电源接口,所述电源接口用于连接电源,为所述控制接口驱动所述控制部件提供驱动电源。
根据本发明的一实施例,所述接口板还包括限位接口,所述限位接口用于连接所述纸张检测仪器的限位传感器;其中,所述限位传感器用于限定所述纸张检测仪器的检测范围。
根据本发明的一实施例,所述接口板还包括按键接口,所述按键接口用于连接所述纸张检测仪器的检测功能按键,所述检测功能按键包括检测开始按键、检测停止按键、检测复位按键。
根据本发明的一实施例,所述接口板还包括打印接口、显示接口、通信接口,所述打印接口用于连接打印部件,所述显示接口用于连接所述纸张检测仪器的显示部件,所述通信接口用于所述带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***的状态监测、更新升级、维护调试的通信;其中,所述打印部件用于打印所述纸张检测结果。
根据本发明的一实施例,所述物联网模块嵌入在所述底板中,所述中央处理和所述模数转换器分别设在独立的电路板上,并通过双排针连接至所述底板上。
根据本发明的一实施例,所述底板包括传感接口,所述传感接口用于接收所述第一检测数据,将所述第一检测数据转发至所述模数转换器。
根据本发明的一实施例,所述控制的输出端和输入端均采用用于消除外部电路干扰的光耦芯片,所述输出端包括所述控制接口,所述输入端包括所述传感接口。
一种纸张检测设备,包括如上述任意一项实施例所述的带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***。
本发明由于采用以上技术方案,使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果:
(1)本发明设置物联网模块,由于其具有深度覆盖、低功耗、低成本、大连接的特点,其可实现纸张检测检测数据的实时上传保存,从而检测控制板上的检测检测数据量不局限于检测控制板本身的数据存储容量,可实现大量纸张数据的检测,满足大数据分析的要求,同时,由于实时上传数据,数据不会因为检测控制板故障或者掉电而造成数据丢失,此外,由于物联网的特性,在大型厂区内具有简单又有效的全网覆盖,实现大型厂区的智能化检测和管理的目标,达到了纸张检测的数据量大、数据保存高效、方便工厂智能化检测和管理、满足大数据分析要求的技术效果;
(2)本发明设置底板、接口板,将功能模块分开,各个模块可以方便从整个***中取下来进行维护和调试,同时模拟电路、数字电路、驱动电路分块隔离,单独敷铜,降低了电路干扰,达到了***维护调试简单、电路稳定的技术效果;
(3)本发明设置底板的传感接口和接口板的控制接口,通过传感接口可以连接各种纸张测量仪器的传感器或仪表,通过控制接口可以驱动各种纸张检测仪器的控制部件,增加了本发明的带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***的通用性,达到了通用性强的技术效果;
(4)本发明设置接口板具有电源接口、打印接口、按键接口、显示接口和通信接口,打印接口使得检测控制板能够打印保存输出检测结果,按键接口连接按键控制部件实现按键控制检测控制板,显示接口连接显示部件实现信息交互,通信接口连接通信部件实现数据传递和***的调试,整体达到了检测结果纸质保存便捷化、操作高效化、信息显示多样化的技术效果;
(5)本发明设置在检测控制板的输出输入端采用光耦芯片,由于光耦芯片的输入、输出间相互隔离,电信号传输有单向性的特点,故其具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力,从而对于输入、输出电信号有良好的隔离作用,达到电路信号稳定的技术效果;
(6)本发明设置限位接口,通过连接限位传感器,限制纸张检测仪器的检测范围,防止纸张检测仪器出现超量程或者超出条件边界限制,达到提高检测安全性的技术效果。
附图说明
图1为本发明的一种带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***的框图示意图;
图2为本发明的基于带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***的一种纸张检测设备的电路示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***及纸张检测设备作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书,本发明的优点和特征将更清楚。
实施例1
参看图1,本实施例提供一种带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***,用于纸张检测,包括:底板;中央处理器,设在底板上,用于发出检测指令;接口板,接口板和底板电性连接,用于接收检测指令,并根据检测指令控制纸张检测仪器对纸张进行检测;模数转换器,设在底板上,用于对第一检测数据进行模数转换,得到第二检测数据,第一检测数据为纸张检测仪器对纸张进行检测的检测数据;以及,物联网模块,设在底板上,用于将纸张检测结果发送至服务器或云端;其中,中央处理器还用于对第二检测数据进行处理,以获得纸张检测结果。
本实施例中,中央处理器采用32位ARM增强型芯片,核心ARM 32位的Corte-M3CPU;模数转换器采用仪表专用信号运放,集成度高,性能稳定,采用24位高精度AD转换芯片,保证测试结果更准确;物联网模块采用窄带物联网模块,具有深度覆盖、底功耗、低成本、大连接的特点。中央处理器发送检测指令,接口板根据检测指令控制纸张检测仪器对纸张进行检测,并返回第一检测数据,第一检测数据由纸张检测仪器的检测功能决定,检测功能根据纸张的测试内容可以分成多种,如纸张的定量、白度、柔软度、洞眼、尘埃度、抗张强度、横向吸液高度、pH值、渗漏性能、微生物等的性能测试功能。模数转换器将第一检测数据转换成中央处理器能够处理的第二检测数据,若第一检测数据直接可被中央处理器处理,此控制板可不使用模数转换器,用中央处理器直接进行处理。中央处理器处理得到纸张检测结果,通过本实施例的窄带物联网模块,可实时发送给服务器或者云端,在本实施例中选择发送给SQL服务器或者客户ERP***。
本实施例设置窄带物联网模块,由于其具有深度覆盖、低功耗、低成本、大连接的特点,其可实现纸张检测检测数据的实时上传保存,从而检测控制板上的检测检测数据量不局限于检测控制板本身的数据存储容量,可实现大量纸张数据的检测,满足大数据分析的要求,同时,由于实时上传数据,数据不会因为检测控制板故障或者掉电而造成数据丢失,此外,由于物联网的特性,在大型厂区内具有简单又有效的全网覆盖,实现大型厂区的智能化检测和管理的目标,达到了纸张检测的数据量大、数据保存高效、方便工厂智能化检测和管理、满足大数据分析要求的技术效果。
本实施例设置底板、接口板,将功能模块分开,各个模块可以方便从整个***中取下来进行维护和调试,同时模拟电路、数字电路、驱动电路分块隔离,单独敷铜,降低了电路干扰,达到了***维护调试简单、电路稳定的技术效果。
实施例2
参看图1,本实施例提供基于实施例1的一种带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***:
本实施例的接口板包括控制接口,控制接口用于根据检测指令驱动纸张检测仪器的控制部件,以控制纸张检测仪器对纸张进行检测;其中,控制部件为步进电机或者伺服电机或者电磁阀或者继电器。将控制接口设定在接口板上,通过控制接口驱动各种纸张检测仪器的控制部件,增加了本实施例的带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***的通用性,控制接口的设定方便了控制板的替换或者控制板控制的纸张检测仪器的更换,增加了控制板通用性。
本实施例的接口板还包括电源接口,电源接口用于连接电源,为控制接口驱动控制部件提供驱动电源,电源接口整合至接口板,方便了线路的整合,匹配控制接口,直接为控制接口驱动的控制部件提供电源,省去了外部再设置电线为控制部件提供驱动电源。
本实施例的接口板还包括限位接口,限位接口用于连接纸张检测仪器的限位传感器;其中,限位传感器用于限定纸张检测仪器的检测范围,防止纸张检测仪器出现超量程或者超出条件边界限制,达到提高检测安全性的技术效果。如本实施例控制板控制的纸张检测仪器为纸的抗压测试,纸张检测仪器有上下压板,而限位传感器用于检测上下压板的位置,防止上下压板超出规定的移动范围。类似限位传感器也可以是检测温度或者压力或者距离等传感器,用于限定纸张检测仪器的检测范围,故本实施例设定限位接口,使本实施例的带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***具有该类安全性的功能扩展。
本实施例的接口板还包括按键接口,按键接口用于连接纸张检测仪器的检测功能按键,检测功能按键包括检测开始按键、检测停止按键、检测复位按键。按键接口也可以和显示单元整合,通过触摸屏的方式既具有显示也具有按键控制的作用,按键接口可根据检测需求连接不同功能的按键,不仅限于本实施例中的按键内容。
本实施例的接口板还包括打印接口、显示接口、通信接口,打印接口用于连接打印部件,显示接口用于连接纸张检测仪器的显示部件,通信接口带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***的状态监测、更新升级、维护调试的通信;其中,打印部件用于打印纸张检测结果。
本实施例设置接口板具有电源接口、打印接口、按键接口、显示接口和通信接口,打印接口使得检测控制板能够打印保存输出检测结果,按键接口连接按键控制部件实现按键控制检测控制板,显示接口连接显示部件实现信息交互,通信接口连接通信部件实现数据传递和***的调试,整体达到了检测结果纸质保存便捷化、操作高效化、信息显示多样化的技术效果。
本实施例的物联网模块嵌入在底板中,中央处理和模数转换器分别设在独立的电路板上,并通过双排针连接至底板上。独立的电路板设置更好地将数字电路、模拟电路和其他电路分开,降低了信号干扰。
本实施例的底板包括传感接口,传感接口用于接收第一检测数据,将第一检测数据转发至模数转换器。传感接口整合至底板,方便了线路的整合,方便了控制板的替换、以及后期维护,增加了控制板通用性。
本实施例的控制的输出端和输入端均采用用于消除外部电路干扰的光耦芯片,输出端包括控制接口,输入端包括传感接口。输出端还包括打印接口、显示接口,输入端还包括限位接口、按键接口。本实施例设置在检测控制板的输出输入端采用光耦芯片,由于光耦芯片的输入、输出间相互隔离,电信号传输有单向性的特点,故其具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力,从而对于输入、输出电信号有良好的隔离作用,达到电路信号稳定的技术效果。
实施例3
参看图2,本实施例提供基于实施例2的一种纸张检测设备的电路图,该纸张检测设备用于检测纸张受压的性能表现,该纸张检测设备包括了用于对纸张施力的下压板,该下压板均受步进电机控制。
本实施例中,通过开关电源连接驱动器和电源接口,给带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***和步进电机的驱动器供电。本实施例中,连接限位接口的上限位和下限位是该纸张检测设备的安全保护之一,下压板上行,当运行到顶端位置时,碰到上限位开关,自动停止;下压板下行,当运行到低端位置时,碰到下限位开关,自动停止。
本实施例中,将纸张试样放置在规定的检测区域,通过连接显示单元的触摸屏进行操控选择检测模式,按下连接按键接口的“检测”键,中央处理器通过控制接口的驱动器,驱动器控制步进电机正转,设备的下压板上行,当上压板接触到试样,连接传感接口的传感器检测到压力信号。压力信号通过传感接口传递至模数转换器,模数转换器进行模数转换,将模拟信号转为数字信号。然后数字信号传递至中央处理器进行运算,该运算根据所需检测的要求决定,本实施例的纸张检测设备,包括六种检测模式:环压、边压、粘合、平压、CMT、CCT,每种模式的计算公式均不同,如环压强度=力值/试样的长度152.4mm环压指数等于=环压强度/试样的定量;边压强度=力值/试样长度100mm;粘合强度=力值/((插针数量-1)*试样短边长度25mm);平压强度=力值/试样面积100cm2或64.5cm2或32.2cm2;CMT和CCT直接是力值。当纸张式样被压溃时,中央处理器终止该检测,通过控制驱动器实现步进电机反转,下压板复位,并且中央处理器通过连接显示单元的触摸屏显示纸张检测结果。如果用户想打印该纸张检测结果,选择单个或多个数据进行打印,多个数据会以统计报告的形式打印。如果该纸张检测设备已通过窄带物联网模块进行联网,此时,中央处理器将纸张检测结果以预先规定的格式传送给窄带物联网模块,该窄带物联网模块将该纸张检测结果实时发送至服务器或者云端。
本实施的纸张检测设备,通过本实施例中的带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***,可实现对纸张的受压性能检测控制、纸张检测结果的高效上传存储、多样化纸张检测结果存储、纸张检测设备的维护方便的技术效果。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化,倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则仍落入在本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***,其特征在于,用于纸张检测,包括:
底板;
中央处理器,设在所述底板上,用于发出检测指令;
接口板,所述接口板和所述底板电性连接,用于接收所述检测指令,并根据所述检测指令控制纸张检测仪器对纸张进行检测;
模数转换器,设在所述底板上,用于对第一检测数据进行模数转换,得到第二检测数据,所述第一检测数据为所述纸张检测仪器对纸张进行检测的检测数据;以及,
物联网模块,设在所述底板上,用于将纸张检测结果发送至服务器或云端;
其中,
所述中央处理器还用于对所述第二检测数据进行处理,以获得所述纸张检测结果。
2.根据权利要求1所述的带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***,其特征在于,所述接口板包括控制接口,所述控制接口用于根据所述检测指令驱动所述纸张检测仪器的控制部件,以控制所述纸张检测仪器对纸张进行检测;其中,
所述控制部件为步进电机或者伺服电机或者电磁阀或者继电器。
3.根据权利要求2所述的带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***,其特征在于,所述接口板还包括电源接口,所述电源接口用于连接电源,为所述控制接口驱动所述控制部件提供驱动电源。
4.根据权利要求2所述的带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***,其特征在于,所述接口板还包括限位接口,所述限位接口用于连接所述纸张检测仪器的限位传感器;其中,所述限位传感器用于限定所述纸张检测仪器的检测范围。
5.根据权利要求2所述的带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***,其特征在于,所述接口板还包括按键接口,所述按键接口用于连接所述纸张检测仪器的检测功能按键,所述检测功能按键包括检测开始按键、检测停止按键、检测复位按键。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***,其特征在于,所述接口板还包括打印接口、显示接口、通信接口,所述打印接口用于连接打印部件,所述显示接口用于连接所述纸张检测仪器的显示部件,所述通信接口用于所述带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***的状态监测、更新升级、维护调试的通信;其中,所述打印部件用于打印所述纸张检测结果。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***,其特征在于,所述物联网模块嵌入在所述底板中,所述中央处理和所述模数转换器分别设在独立的电路板上,并通过双排针连接至所述底板上。
8.根据权利要求2-5任意一项所述的带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***,其特征在于,所述底板包括传感接口,所述传感接口用于接收所述第一检测数据,将所述第一检测数据转发至所述模数转换器。
9.根据权利要求8所述的带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***,其特征在于,所述控制的输出端和输入端均采用用于消除外部电路干扰的光耦芯片,所述输出端包括所述控制接口,所述输入端包括所述传感接口。
10.一种纸张检测设备,其特征在于,包括如权利要求1至9任意一项所述的带物联网功能的检测仪器模块化设计的电气控制***。
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