阅读说明：本技术 一种用于游乐设备焊机或热处理机的数据采集算法 (Data acquisition algorithm for amusement equipment welding machine or heat treatment machine ) 是由 陈涛 苏雄生 王宇强 张建鸿 于 2020-07-08 设计创作，主要内容包括：本发明创造涉及一种用于游乐设备焊机或热处理机的数据采集算法,包括模数转换电路、主控电路、参考电压电路和第二稳压电路,模数转换电路的信号输入端至少连接有一个用于接收模拟量信号的信号选择电路；主控芯片U3写入有三种计算公式,信号选择电路可通过接线帽插入不同排针来进行信号输入类型切换,类型包括0-20mA,4-20mA和0-10V三种类型的信号,当信号选择电路确定了输入的信号类型后,通过PC端对主控芯片U3的程序变量进行配置即可通过对应的算法对实际采集信号进行模数转换；仅需通过改变接线帽的连接关系及对主控芯片U3的程序变量进行一次配置,即可切换对应的算法进行采集计算,操作简单方便,通用性强。(The invention relates to a data acquisition algorithm for a welding machine or a heat treatment machine of amusement equipment, which comprises an analog-digital conversion circuit, a main control circuit, a reference voltage circuit and a second voltage stabilizing circuit, wherein the signal input end of the analog-digital conversion circuit is at least connected with a signal selection circuit for receiving an analog quantity signal; three calculation formulas are written in the main control chip U3, the signal selection circuit can be switched in signal input types by inserting different pins into a wiring cap, the types comprise three types of signals of 0-20mA, 4-20mA and 0-10V, and after the signal selection circuit determines the type of the input signal, the PC terminal configures program variables of the main control chip U3, and analog-to-digital conversion can be carried out on the actually acquired signal through a corresponding algorithm; the corresponding algorithm can be switched to collect and calculate only by changing the connection relation of the wiring cap and carrying out one-time configuration on the program variable of the main control chip U3, and the method is simple and convenient to operate and high in universality.)

一种用于游乐设备焊机或热处理机的数据采集算法

【技术领域】

本发明创造涉及游乐设备数字化工厂技术领域，特别是一种应用于生产游乐设备的焊机或热处理机的数据采集终端的数据采集算法以及预警比对计算。

【背景技术】

由于游乐设施产品种类较多，且属于非标产品，市面上使用的数字化工厂软件无法应用于该非标产品领域。现有的游乐设施产品在生产的过程中零部件较多，工艺复杂，特别是需要焊接的工序较多，如果焊接的温度不符合工艺要求，往往只有在产品工序完成后进入产品质检时才能被发现，生产质量无法及时监控，因此，急需设计出一款能够实时监控生产工艺的数字化工厂软件，对生产工艺的数据进行采集并对采集数据进行模数转换则是本发明创造亟待解决的问题。

【

发明内容

】

为解决上述问题，本发明创造提供一种能够采集多种信号类型的用于游乐设备焊机或热处理机的数据采集算法。

为实现上述目的，本发明创造提供如下技术方案：

一种用于游乐设备焊机或热处理机的数据采集算法，包括模数转换电路、主控电路、参考电压电路和第二稳压电路，所述模数转换电路的信号输入端至少连接有一个用于接收模拟量信号的信号选择电路，所述信号选择电路包括接线端子P1、电阻R1-电阻R4和电容C1，更进一步地说，所述接线端子P1的型号为AI-OPT，所述电阻R1的一端作为所述第一信号选择电路的信号输入端与所述模拟量接线端子P12的信号输出端连接，所述电阻R1的另一端与电阻R2的一端连接；所述电阻R2的另一端分三路，第一路与所述模数转换电路的信号输入端电连接，第二路通过电阻R4接所述接线端子P1的第一引脚，第三路与所述电容C1的一端连接；所述电容C1的另一端分两路，一路接地，另一路接所述接线端子P1的第二引脚；所述电阻R3的一端与所述电阻R1和电阻R2之间的结点连接，另一端与所述接线端子P1的第三引脚；所述模数转换电路包括第一芯片U1，所述第一芯片U1设置有信号输入端CH0和参考电压输入端；所述参考电压电路的电压输出端与所述第一芯片U1的参考电压输入端连接，所述第二稳压电路为所述模数转换电路、主控电路和参考电压电路提供工作电压；

作为优选实施方式，进一步限定为：当所述信号选择电路接入0-20mA类型的输入信号数据时，所述接线端子P1的第二引脚与第三引脚连接，所述主控芯片U3运行的计算公式为：Z=X/3603-0*Y；其中X为传感器的实际测量范围，Y为传感器实际测量的AD值，Z为实际模拟量的值；

作为优选实施方式，进一步限定为：当所述信号选择电路接入4-20mA类型的输入信号数据时，所述接线端子P1的第二引脚与第三引脚连接，所述主控芯片U3运行的计算公式为：Z=X/3603-720*Y；其中X为传感器的实际测量范围，Y为传感器实际测量的AD值，Z为实际模拟量的值；

作为优选实施方式，进一步限定为：当所述信号选择电路接入0-10V类型的输入信号数据时，所述接线端子P1的第一引脚与第二引脚连接，所述主控芯片U3运行的计算公式为：Z=X/3379-0*Y；其中X为传感器的实际测量范围，Y为传感器实际测量的AD值，Z为实际模拟量的值。

作为优选实施方式，进一步限定为：第一芯片U1的型号为MCP3208，所述第一芯片U1共设置有十六个引脚，所述第一芯片U1的第一引脚CH0端至第八引脚CH7端均作为信号输入端分别连接有一个所述信号选择电路；所述第一芯片U1的第九引脚DGND端接地，所述第一芯片U1的第十四引脚AGND端接地，所述第一芯片U1的第十五引脚VREF端与所述参考电压电路的电压输出端连接接入2.5V参考电压，所述第一芯片U1的第十六引脚VDD端与所述第二稳压电路的电压输出端连接；所述参考电压电路包括第二芯片U2和电容C9，更进一步地说，所述第二芯片U2的型号为REF3025。所述第二芯片U2的第一引脚IN端分两路，一路与所述第二稳压电路的电压输出端连接，另一路通过电容C9接地，所述第二芯片U2的第二引脚OUT端作为电压输出端与所述第一芯片U1的第十五引脚连接，所述第二芯片U2的第三引GND端接地。

作为优选实施方式，进一步限定为：第二稳压电路包括第五芯片U5、电容C27、有极性电容C28、有极性电容C29和电容C30。所述第五芯片U5共设置有三个引脚，所述第五芯片U5的第一引脚GND端接地，所述第五芯片U5的第二引脚OUT端分三路，第一路与所述有极性电容C29的正极连接，所述有极性电容C29的负极接地，第二路通过电容C30接地，第三路作为电压输出端输出3.3V电压；所述第五芯片U5的第三引脚IN端分三路，第一路外接5V电压，第二路通过电容C27接地，第三路与所述有极性电容C28的正极连接，所述有极性电容C28的负极接地。

作为优选实施方式，进一步限定为：该用于游乐设备焊机或热处理机的数据采集算法还包括第一稳压电路，所述第一稳压电路包括电容C10和有极性电容C11。所述有极性电容C11的正极与电容C10的一端连接后与所述第二稳压电路的电压输出端连接，所述有极性电容C11的负极与电容C10的另一端连接后接地。

作为优选实施方式，进一步限定为：所述信号选择电路通过模拟量接线端子P12外接传感器，所述模拟量接线端子P12共设置有十二个引脚，所述模拟量接线端子P12的第一引脚外接24V电压，所述模拟量接线端子P12的第二引脚接地，所述模拟量接线端子P12的第七引脚外接24V电压，所述模拟量接线端子P12的第八引脚接地，所述模拟量接线端子P12的第三引脚、第四引脚、第五引脚、第六引脚、第九引脚、第十引脚、第十一引脚和第十二引脚均作为模拟量接线端子P12的信号输出端分别用于连接一个所述信号选择电路。

本发明创造的有益效果是：信号选择电路可通过接线帽***不同排针来进行信号输入类型切换，类型包括0-20mA，4-20mA和0-10V三种类型的信号，当信号选择电路确定了输入的信号类型后，通过PC端对主控芯片U3的程序变量进行配置即可通过对应的算法对实际采集信号进行模数转换；仅需通过改变接线帽的连接关系及对主控芯片U3的程序变量进行一次配置，即可切换对应的算法进行采集计算，操作简单方便，通用性强。

【附图说明】

图1是本发明创造的电路原理方框图；

图2是信号选择电路和模数转换电路的电路图；

图3是参考电压电路的电路图；

图4是第一稳压电路的电路图；

图5是模拟量接线端子的电路图；

图6是第二稳压电路的电路图；

图7是主控电路的电路图。

【

具体实施方式

】

以下结合附图和具体实施方式对本发明创造作进一步详细说明：

如附图1、附图2所示，一种用于游乐设备焊机或热处理机的数据采集算法，包括模数转换电路1、主控电路2、参考电压电路3和第二稳压电路4，所述模数转换电路1的信号输入端至少连接有一个用于接收模拟量信号的信号选择电路5，所述信号选择电路5包括接线端子P1、电阻R1-电阻R4和电容C1，更进一步地说，所述接线端子P1的型号为AI-OPT，所述电阻R1的一端作为所述第一信号选择电路的信号输入端与所述模拟量接线端子P12的信号输出端连接，所述电阻R1的另一端与电阻R2的一端连接；所述电阻R2的另一端分三路，第一路与所述模数转换电路1的信号输入端电连接，第二路通过电阻R4接所述接线端子P1的第一引脚，第三路与所述电容C1的一端连接；所述电容C1的另一端分两路，一路接地，另一路接所述接线端子P1的第二引脚；所述电阻R3的一端与所述电阻R1和电阻R2之间的结点连接，另一端与所述接线端子P1的第三引脚；所述模数转换电路1包括第一芯片U1，所述第一芯片U1设置有信号输入端CH0和参考电压输入端；所述参考电压电路3的电压输出端与所述第一芯片U1的参考电压输入端连接，所述第二稳压电路4为所述模数转换电路1、主控电路2和参考电压电路3提供工作电压；所述模数转换电路1的信号输出端与所述主控电路2的信号输入端连接，将采集的数据传输给主控电路2进行换算计算，所述参考电压电路3为所述主控电路2提供参考电压；如附图7所示，所述主控电路2包括型号为STM32F407VET6的主控芯片U3；信号选择电路通过接线帽***不同排针来进行信号输入类型切换，类型包括0-20mA，4-20mA和0-10V三种类型的信号，通用性强。

在本实施例中，当所述信号选择电路5接入0-20mA类型的输入信号数据时，所述接线端子P1的第二引脚与第三引脚连接，由于0mA对应的AD值为0 mA *110R/2500mV*4095=0；而20mA对应的AD值为20 mA *110R/2500mV*4095=3603，所以实际获取到的AD值的范围是0-3603；根据实际的0-20mA对应的范围值来进行比例换算，所述主控芯片U3运行的计算公式为：Z=X/（3603-0）*Y；其中X为传感器的实际测量范围，Y为传感器实际测量的AD值，Z为实际模拟量的值；

当所述信号选择电路5接入4-20mA类型的输入信号数据时，所述接线端子P1的第二引脚与第三引脚连接，由于4mA对应的AD值为4mA*110 R/2500mV*4095=720；而20mA对应的AD值为20 mA *110R/2500mV*4095=3603，所以实际获取到的AD值的范围是720-3603；根据实际的4-20mA对应的范围值来进行比例换算，所述主控芯片U3运行的计算公式为：Z=X/（3603-720）*Y；其中X为传感器的实际测量范围，Y为传感器实际测量的AD值，Z为实际模拟量的值；

当所述信号选择电路5接入0-10V类型的输入信号数据时，所述接线端子P1的第一引脚与第二引脚连接，由电路电阻分压可得，0V对应的AD值为（39/（150+39+0.02）*0/2.5）*4095=0；10V对应的AD值为（39/（150+39+0.02）*10/2.5）*4095=3379；所以实际获取到的AD值的范围是0-3379；根据实际的0-10V对应的范围值来进行比例换算，所述主控芯片U3运行的计算公式为：Z=X/（3379-0）*Y；其中X为传感器的实际测量范围，Y为传感器实际测量的AD值，Z为实际模拟量的值。

在本实施例中，所述第一芯片U1的型号为MCP3208，所述第一芯片U1共设置有十六个引脚，所述信号选择电路5供设置有八个，所述第一芯片U1的第一引脚CH0端至第八引脚CH7端均作为信号输入端分别连接有一个所述信号选择电路5；所述第一芯片U1的第九引脚DGND端接地，所述第一芯片U1的第十引脚CS/SHDN端作为信号PB1_MCP_CS端，所述第一芯片U1的第十一引脚DIN端作为信号PB0_MCP_DIN端，所述第一芯片U1的第十二引脚DOUT端作为PA6_MCP_DOUT端，所述第一芯片U1的第十三引脚CLK端作为信号PA5_MCP_CLK端，所述第一芯片U1的第十四引脚AGND端接地，所述第一芯片U1的第十五引脚VREF端与所述参考电压电路3的电压输出端连接接入2.5V参考电压，所述第一芯片U1的第十六引脚VDD端与所述第二稳压电路4的电压输出端连接；如附图3所示，所述参考电压电路3包括第二芯片U2和电容C9，更进一步地说，所述第二芯片U2的型号为REF3025。所述第二芯片U2的第一引脚IN端分两路，一路与所述第二稳压电路4的电压输出端连接，另一路通过电容C9接地，所述第二芯片U2的第二引脚OUT端作为电压输出端与所述第一芯片U1的第十五引脚VREF端连接，所述第二芯片U2的第三引GND端接地。所述参考电压电路3将3.3V电压转换为2.5V电压给第一芯片U1作为参考电压。

如附图6所示，第二稳压电路4包括第五芯片U5、电容C27、有极性电容C28、有极性电容C29和电容C30。所述第五芯片U5共设置有三个引脚，所述第五芯片U5的第一引脚GND端接地，所述第五芯片U5的第二引脚OUT端分三路，第一路与所述有极性电容C29的正极连接，所述有极性电容C29的负极接地，第二路通过电容C30接地，第三路作为电压输出端输出3.3V电压；所述第五芯片U5的第三引脚IN端分三路，第一路外接5V电压，第二路通过电容C27接地，第三路与所述有极性电容C28的正极连接，所述有极性电容C28的负极接地；所述第二稳压电路4起到稳压的作用并将5V电压转换为3.3V电压。

如附图4所示，该用于游乐设备焊机或热处理机的数据采集算法还包括第一稳压电路14，所述第一稳压电路14包括电容C10和有极性电容C11。所述有极性电容C11的正极与电容C10的一端连接后与所述第二稳压电路4的电压输出端连接，所述有极性电容C11的负极与电容C10的另一端连接后接地。所述第一稳压电路14起到了滤波稳压的作用。

如附图5所示，所述信号选择电路5通过模拟量接线端子P12外接传感器，所述模拟量接线端子P12共设置有十二个引脚，所述模拟量接线端子P12的第一引脚外接24V电压，所述模拟量接线端子P12的第二引脚接地，所述模拟量接线端子P12的第七引脚外接24V电压，所述模拟量接线端子P12的第八引脚接地，所述模拟量接线端子P12的第三引脚、第四引脚、第五引脚、第六引脚、第九引脚、第十引脚、第十一引脚和第十二引脚均作为模拟量接线端子P12的信号输出端分别用于连接一个所述信号选择电路5，结构简单，连接方便，通过一个接线端子完成8个传感器与信号选择电路5的配对连接。