CN102734199A - 一种智能风机专用控制器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能风机专用控制器，它包括主控制器、数字量输入单元、数字量输出单元、通信单元、实时时钟单元和存储器，所述数字量输入单元、数字量输出单元、通信单元、实时时钟单元和存储器分别与主控制器连接。本发明采用手动和自动两种控制模式，针对多变的现场环境，使风机的控制更加灵活，在自动控制模式下，只需要工作人员稍加配置，就可以完成风机开启的精确控制，大大提高了风机的工作效率，降低了不必要的能源损耗，从而降低了生产成本和人工成本。
Description
技术领域
本发明涉及风机控制技术领域，具体地说是一种智能风机专用控制器及其控制方法。
背景技术
目前在大多数公共建筑的风机控制现场，都是通过人为干预，手动控制风机的启动或停止，一般是上班时间开启，下班时间关闭。对于大部分应用场合，需要风机开启的时间段比较多，随着一周作息的不同，每天需要开启风机的时间段并不固定，所以人为手动控制新风机往往会造成错开或漏开。对于大型公共建筑，往往需要更多的维护人员，增加了维护成本。如果两个开启时间段中间有一个短停止时间段，往往工作人员就会省略停止时间段，造成能源的浪费，降低了风机的工作效率。
发明内容
针对上述不足，本发明提供了一种智能风机专用控制器及其控制方法，其不仅集成度高、可靠性强，而且配置灵活、维护成本低。
为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：一种智能风机专用控制器，其特征是，包括主控制器、数字量输入单元、数字量输出单元、通信单元、实时时钟单元和存储器，所述数字量输入单元、数字量输出单元、通信单元、实时时钟单元和存储器分别与主控制器连接。
进一步地，所述主控制器包括32位ARM主控芯片STM32F103。
进一步地，所述数字量输入单元与主控器之间设置有光耦隔离电路。
进一步地，所述数字量输出单元与主控器之间设置有光耦隔离电路。
进一步地，所述实时时钟单元包括实时时钟芯片DS3231。
一种智能风机的控制方法，其特征是，包括以下过程：
步骤1，系统初始化，所述系统初始化过程为初始化外设电路、读取存储器中的保护数据和恢复掉电数据的过程；
步骤2，数据处理，所述数据处理过程为对数字量输入单元输入信号进行采集、读取当前时间以及控制输出信号的过程；
步骤3，通信处理，所述通信处理过程为响应上位机发来的工作指令，完成各种参数的配置工作，以及对当前时间的设定，同时读取输入输出信号状态值的过程；
步骤4，数据存储，所述数据存储过程为将系统的配置信息保存到外部掉电数据存储器中的过程。
上述控制方法中，所述通信处理包括以下步骤：
步骤300，工作开始；
步骤301，读取输入信号；
步骤302，判断控制模式，如果是手动模式，则进入步骤303，如果是自动模式，则进入步骤304；
步骤303，对输入数字量控制信号进行判断，如果是启动信号，则进入步骤305，如果是停止信号，则进入步骤306；
步骤304，判断是否在设定的开启时间段内，如果在设定的开启时间段内，则进入步骤305，否则进入步骤306；
步骤305，启动风机并转入步骤307；
步骤306，停止风机并转入步骤307；
步骤307，工作结束。
上述控制方法中，所述开启时间段可以配置多个开启时间段。
本发明的有益效果是，本发明采用手动和自动两种控制模式，针对多变的现场环境，使风机的控制更加灵活，在自动控制模式下，只需要工作人员稍加配置，就可以完成风机开启的精确控制，大大提高了风机的工作效率，降低了不必要的能源损耗，从而降低了生产成本和人工成本。
附图说明
图1是本发明的结构框图；
图2是本发明所述中控制器的主控芯片电路原理图；
图3是本发明所述数字量输入单元的电路原理图；
图4是本发明所述数字量输出单元的电路原理图；
图5是本发明所述存储器的电路原理图；
图6是本发明所述实时时钟单元的电路原理图；
图7是本发明所述通信单元的电路原理图；
图8是本发明的方法流程图；
图9是本发明所述通信处理过程的流程图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
如图1至图7所示，本发明的一种智能风机专用控制器，其特征是，包括主控制器、数字量输入单元、数字量输出单元、通信单元、实时时钟单元和存储器，所述数字量输入单元、数字量输出单元、通信单元、实时时钟单元和存储器分别与主控制器连接。
图1是本发明的结构框图。如图1所示，所述智能风机专用控制器包括数字量输入单元、数字量输出单元、主控制器电路、存储器电路、实时时钟电路和由232通信芯片组成的通信电路。所述数字量输入单元和数字量输出单元分别主控制器IO引脚连接，所述主控制器通过SPI接口与存储器单元连接，通过IIC接口与实时时钟电路连接，通过232通信接口与通信单元连接。
图2是本发明所述中控制器的主控芯片电路原理图。如图2所示，所述主控制器U1A采用的32位ARM芯片STM32F103，运算速度快，性价比高，并提供丰富的常用外设接口；U2为看门狗芯片，监控系统的电源电压和主控制器芯片的运行状态，提高系统的可靠性。
图3是本发明所述数字量输入单元的电路原理图。如图3所示，所述数字量输入采集单元可以接收24V工业信号，并通过光耦隔离电路与主控制器丽娜姐，提高输入信号的可靠性，光耦两边使用的电源是隔离的。
图4是本发明所述数字量输出单元的电路原理图。如图4所示，所述数字量输出单元为继电器输出，主控制器的输出信号通过光耦隔离电路U2与数字芯片ULN2803连接，ULN2803芯片为达林顿输出，驱动能力强，直接连接继电器线圈，驱动继电器，光耦两边使用的电源是相互隔离的。
图5是本发明所述存储器的电路原理图。如图5所示，所述存储器为外部掉电数据存储单元，主要由一片EEPROM组成，将系统运行的保护数据实时保存。
图6是本发明所述实时时钟单元的电路原理图。如图6所示，所述实时时钟电路单元采用高精度、低功耗的实时时钟芯片DS3231，用来确定当前时间值。该芯片内置晶体振荡器，提高了长期精确度；该芯片的外部电池输入引脚连接锂电池E1，断开主电源后仍可保持精确的计时。
图7是本发明所述通信单元的电路原理图。如图7所示，所述通信单元主要由一片ADM3251芯片组成，是一款集成了5V输出隔离电源的隔离收发器，接口带有极高的静电放电保护，提高了整个系统的可靠性。
图8是本发明的方法流程图。如图8所示，本发明的一种智能风机的控制方法包括以下步骤：
步骤1，系统初始化：初始化外设电路、读取存储器中的保护数据和恢复掉电数据；
步骤2，数据处理：为对数字量输入单元输入信号进行采集、读取当前时间以及控制输出信号；
步骤3，通信处理：响应上位机发来的工作指令，完成各种参数的配置工作，以及对当前时间的设定，同时读取输入输出信号状态值；
步骤4，数据存储：将系统的配置信息保存到外部掉电数据存储器中，并转入步骤2，依次循环。
图9是本发明所述通信处理过程的流程图。如图9所示，上述控制方法中所述通信处理过程包括以下步骤：
步骤300，工作开始；
步骤301，读取输入信号；
步骤302，判断控制模式，如果是手动模式，则进入步骤303，如果是自动模式，则进入步骤304；
步骤303，对输入数字量控制信号进行判断，如果是启动信号，则进入步骤305，如果是停止信号，则进入步骤306；
步骤304，判断是否在设定的开启时间段内，如果在设定的开启时间段内，则进入步骤305，否则进入步骤306；
步骤305，启动风机并转入步骤307；
步骤306，停止风机并转入步骤307；
步骤307，工作结束。
上述控制方法中，所述开启时间段可以配置多个开启时间段，在自动模式下，判断是否为开启时间段内，则是通过读取实时时钟芯片，根据当前时间值，与设定的多个时间段比较，如果当前时间值在设定的开启时间段内则开启有效。
本发明适用于公共建筑新风机控制，分为手动控制和自动控制两种工作模式：在手动控制模式下，可以通过外部输入启停信号，直接控制新风机的启停；在自动控制模式下，可以对新风机每天运行时间段进行设置，如果当前时间在开启新风机时间段内，则启动新风机。自动控制模式下，可以提高新风机利用率，减少新风机工作时间，避免了不必要的能源浪费。本智能新风机专用控制器，还具有日、周、月三种设置方式：（1）“日”方式下，可以设置多个启动时间段，当前时间在启动时间段内，则数字量输出单元输出启动信号；（2）“周”方式下，可以按工作日和休息日来划分为两种工作方式，每种工作方式均可设置多个启动时间段；（3）“月”方式下，用户可以按月为单位，将一个月中的每一天分别进行配置，设置多个启动时间段,；这样大大提高了使用的灵活性，适应大多数公共建筑新风机控制要求。在特殊工作方式下，用户还可以切换到手动模式下，根据现场特定的情况，启停新风机。这种灵活的配置，多种组合方式，可以适应更多的现场环境。
Claims (8)
1.一种智能风机专用控制器，其特征是，包括主控制器、数字量输入单元、数字量输出单元、通信单元、实时时钟单元和存储器，所述数字量输入单元、数字量输出单元、通信单元、实时时钟单元和存储器分别与主控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能风机专用控制器，其特征是，所述主控制器包括32位ARM主控芯片STM32F103。
3.根据权利要求1所述的一种智能风机专用控制器，其特征是，所述数字量输入单元与主控器之间设置有光耦隔离电路。
4.根据权利要求1所述的一种智能风机专用控制器，其特征是，所述数字量输出单元与主控器之间设置有光耦隔离电路。
5.根据权利要求1所述的一种智能风机专用控制器，其特征是，所述实时时钟单元包括实时时钟芯片DS3231。
6.一种智能风机的控制方法，其特征是，包括以下过程：
步骤1，系统初始化，所述系统初始化过程为初始化外设电路、读取存储器中的保护数据和恢复掉电数据的过程；
步骤2，数据处理，所述数据处理过程为对数字量输入单元输入信号进行采集、读取当前时间以及控制输出信号的过程；
步骤3，通信处理，所述通信处理过程为响应上位机发来的工作指令，完成各种参数的配置工作，以及对当前时间的设定，同时读取输入输出信号状态值的过程；
步骤4，数据存储，所述数据存储过程为将系统的配置信息保存到外部掉电数据存储器中的过程。
7.根据权利要求6所述的一种智能风机的控制方法，其特征是，所述通信处理包括以下步骤：
步骤300，工作开始；
步骤301，读取输入信号；
步骤302，判断控制模式，如果是手动模式，则进入步骤303，如果是自动模式，则进入步骤304；
步骤303，对输入数字量控制信号进行判断，如果是启动信号，则进入步骤305，如果是停止信号，则进入步骤306；
步骤304，判断是否在设定的开启时间段内，如果在设定的开启时间段内，则进入步骤305，否则进入步骤306；
步骤305，启动风机并转入步骤307；
步骤306，停止风机并转入步骤307；
步骤307，工作结束。
8.根据权利要求6所述的一种智能风机的控制方法，其特征是，所述开启时间段可以配置多个开启时间段。
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| CN2012102234160A CN102734199A (zh) | 2012-06-30 | 2012-06-30 | 一种智能风机专用控制器及其控制方法 |
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| CN104298185A (zh) * | 2014-02-19 | 2015-01-21 | 王超 | 一种计算机通用usb电路控制器及其实现方法 |
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