[发明专利]基于STM32的水电解制氢设备冗余控制装置

权利要求书

1.一种基于STM32的水电解制氢设备冗余控制装置，其特征在于，包括：

双电源模块，包括主电源、备电源和供电电路；

双MCU控制器模块，包括分别与所述双电源模块电连接的主MCU控制器和备MCU控制器，所述主MCU控制器能按照预设频率向所述备MCU控制器发送目标信息；

AI采集模块，一端与水电解制氢设备中的多个传感器通过传感器信号隔离转换模块电连接，另一端与所述双MCU控制器模块电连接，所述AI采集模块能将所述多个传感器的信号处理后发送至所述双MCU控制器模块；

AO输出模块，两端分别与所述双MCU控制器模块和所述制氢设备电连接；

DO输出模块，能接收所述双MCU控制器模块发送来的控制信号并根据所述控制信号控制所述双电源模块中继电器组的工作状态以保证所述供电电路向外供电；

DI输入模块，能将所述制氢设备发送来的模拟信号转换为数字信号后发送至所述双MCU控制器模块；

通讯模块组，能与所述双MCU控制器模块电连接进行通讯；

在工作状态下，基于所述主电源掉电，所述备电源能自动切换为工作状态并报警；基于所述主MCU控制器故障，所述备MCU控制器能在切断所述主MCU控制器的电源后根据上一次接收到的所述目标信息自动切换至目标工作状态并报警。

2.根据权利要求1所述的基于STM32的水电解制氢设备冗余控制装置，其特征在于，所述通讯模块组包括能与云服务器进行通讯的4G通讯模块，在工作状态下，所述4G通讯模块能将所述双MCU控制器模块上传的运行数据发送至所述云服务器，且所述4G通讯模块能将从所述云服务器发送来的控制信号发送至所述双MCU控制器模块。

3.根据权利要求2所述的基于STM32的水电解制氢设备冗余控制装置，其特征在于，所述通讯模块组还包括：

分别与所述双MCU控制器模块和工业显示控制系统电连接的485通讯模块，所述485通讯模块能实现TTL信号与串口485信号的相互转换；和/或

分别与所述双MCU控制器模块和所述工业显示控制系统电连接的以太网通讯模块，所述以太网通讯模块能通过SPI与所述双MCU控制器模块进行通讯。

4.根据权利要求1所述的基于STM32的水电解制氢设备冗余控制装置，其特征在于，所述AI采集模块采用高精度A/D转换芯片，且其能将接收到0V至5V的模拟信号处理为数字信号；和/或

所述AO输出模块采用高精度D/A转换芯片，且其能将来自所述双MCU控制器模块的多个数字信号转换为能分别控制所述制氢设备中各部件的多个模拟信号。

5.根据权利要求4所述的基于STM32的水电解制氢设备冗余控制装置，其特征在于，所述DO输出模块的功能利用IO扩展芯片的输出功能实现，所述DI输入模块的功能利用所述IO扩展芯片的输入功能实现，且所述DO输出模块中利用光耦隔离芯片驱动所述继电器组。

6.根据权利要求1所述的基于STM32的水电解制氢设备冗余控制装置，其特征在于，所述继电器组包括第一继电器、第二继电器，在初始状态下，所述第一继电器和所述第二继电器均处于断开状态；在所述主电源处于供电状态下，所述主电源、所述第一继电器的常开电路和所述第二继电器中的常开电路相连通以形成所述供电电路；在所述备电源处于供电状态下，所述备电源、所述第一继电器的常闭电路和所述第二继电器中的常闭电路相连通以形成所述供电电路。

7.根据权利要求1所述的基于STM32的水电解制氢设备冗余控制装置，其特征在于，所述双电源模块还包括在所述主电源和所述备电源切换过程中能向所述双MCU控制器模块供电的超级电容。

8.根据权利要求7所述的基于STM32的水电解制氢设备冗余控制装置，其特征在于，还包括设置在所述双电源模块与所述主MCU控制器连接电路上的开关电路，且所述备MCU控制器能控制所述开关电路的通断。