CN103292008B - 基于可编程控制器的脉冲电磁阀控制电路及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于可编程控制器的脉冲电磁阀控制电路，包括断电保护电路、可产生控制脉冲信号和正脉冲信号的单片机，两动触点与所述的正脉冲信号输出串联的双刀双掷继电器，与所述的控制脉冲信号输出相连且可受控使双刀双掷开关动作的电子开关，其中，所述的双刀双掷继电器的正极侧的常开触点和负极侧的常闭触点分别与脉冲电磁阀的正极连通，所述的双刀双掷继电器的负极侧的常闭触点和正极侧的常开触点分别与脉冲电磁阀的负极连通。本发明利用双刀双掷继电器的脉冲反向功能，可以实现一个正脉冲输出对脉冲电磁阀的双动作控制，简化了电路设计，同时也以便捷地在现有的设计上对电磁阀进行更换，成本低且相应改进小，易于实现。

Description

基于可编程控制器的脉冲电磁阀控制电路及其控制方法
技术领域
本发明涉及电气控制技术领域，特别是涉及一种基于可编程控制器的脉冲电磁阀控制电路及其控制方法。
背景技术
在自动化控制中，如洗衣机、洗碗机等，电磁阀被广泛使用，现在通用的电磁阀一般采用市电或者工业电，电流流经电磁线包产生磁场，吸动阀芯，实现关闭或者开启。工作过程中，电磁线包长期通电，极易产生高温甚至烧毁线包造成事故；在高温、潮湿的环境中，普通电磁阀更易发生故障和漏电；在缺电或者停电时，普通电磁阀不能工作，如果采用其他电源，由于普通电磁阀耗电大，更是存在电源供应、线路安装等一系列问题。
相比于普通电磁阀，脉冲电磁阀以其诸多优点正在逐步替代电磁阀，脉冲电磁阀的优点有：
1、节能，脉冲阀所需脉冲电压12V，脉冲宽度80ms，瞬时功率2.88瓦。而对于MFJ0-3型交流阀用电磁铁,其起动功率310瓦，吸持功率45瓦。以1分钟为一个工作周期计算，脉冲阀与交流电磁阀的能耗比为1：11178。
2、低噪声，脉冲阀接通或关闭时仅有一声微小噪声，而交流电磁阀接通时会有持续的较大嗡嗡声。
3、几乎不发热，脉冲阀几乎不发热，控制电路板发热量也很小。而交流电磁阀由于电压高、功率大，其电磁铁和控制电路板在工作中都会持续发热。
虽然有些电器，如具有单片机的全自动洗衣机控制电路对电磁阀的控制电路输出的是12V直流电，通电电磁阀打开；断电电磁阀关闭，但是该电磁阀仍需要持续的电流输出，能耗相比脉冲电磁阀仍然很高，如果利用单片机实现对脉冲电磁阀的控制成为急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种结构简单、控制稳定的基于可编程控制器的脉冲电磁阀控制电路及其控制方法。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种基于可编程控制器的脉冲电磁阀控制电路，包括断电保护电路、可产生控制脉冲信号和正脉冲信号的单片机，两动触点与所述的正脉冲信号输出串联的双刀双掷继电器，与所述的控制脉冲信号输出相连且可受控使双刀双掷开关动作的电子开关，其中，所述的双刀双掷继电器的正极侧的常开触点和负极侧的常闭触点分别与脉冲电磁阀的正极连通，所述的双刀双掷继电器的负极侧的常闭触点和正极侧的常开触点分别与脉冲电磁阀的负极连通。
所述的电子开关包括第一电容C1，第二电容C2，开关晶体管T1，第一电阻RB和第二电阻RC，所述的开关晶体管T1的源极串联第一电容C1后与单片机的控制脉冲输出连接，所述的第一电阻RB一端与Ucc连接，另一端接入第一电容C1和源极间，所述的开关晶体管T1的门极串联电阻Rc后与Ucc连接，同时，所述的开关晶体管的门极还依次串联第二电容C2和所述的双刀双掷继电器的线圈后接地，所述的开关晶体管的漏极接地。
一种如要求1所述的脉冲电磁阀控制电路的控制方法，包括以下步骤，
1）单片机输出一个控制脉冲信号给电子开关使其打开并驱动双刀双掷开关动作将所述的脉冲电磁阀与单片机的正脉冲信号输出端短时间正向连通；
2）单片机至少输出两个正脉冲控制信号驱动脉冲电磁阀开启；
3）当需要关闭脉冲电磁阀时，单片机控制电子开关关闭以使脉冲电磁阀与单片机的正脉冲信号输出端反向连通，然后单片机输出至少两个正脉冲驱动脉冲电磁阀关闭。
还包括当突遇停电时单片机关闭电子开关以使脉冲电磁阀与单片机的正脉冲信号输出端反向连通且断电保护电路通过单片机输出至少两个正脉冲驱动脉冲电磁阀关闭之步骤。
还包括在通电后单片机立刻通过继电器向脉冲阀发出至少两个正脉冲以确保脉冲阀起始关闭之步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明利用双刀双掷继电器的脉冲反向功能，可以实现一个正脉冲输出对脉冲电磁阀的双动作控制，简化了电路设计，同时也以便捷地在现有的设计上对电磁阀进行更换，成本低且相应改进小，易于实现，能有效实现脉冲电磁阀的优势。
附图说明
图1所示为本发明的控制电路电磁阀开启瞬间电流流向示意图；
图2所示为本发明的控制电路电磁阀关闭瞬间电流流向示意图；
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、2所示，本发明基于可编程控制器的脉冲电磁阀控制电路包括断电保护电路、可产生控制脉冲信号和正脉冲信号的单片机，两动触点与所述的正脉冲信号输出串联的双刀双掷继电器，与所述的控制脉冲信号输出相连且可受控使双刀双掷开关动作的电子开关，其中，所述的双刀双掷继电器的正极侧的常开触点和负极侧的常闭触点分别与脉冲电磁阀的正极连通，所述的双刀双掷继电器的负极侧的常闭触点和正极侧的常开触点分别与脉冲电磁阀的负极连通。其中，所述的断电保护电路可采用现有技术，如现有自动洗衣机的设计，在此不再赘述。对于单片机，可使用任意型号，只要进行简单编程即可实现本发明之目的。如果断电保护电路的电能裕量不足，在洗衣机原有的断电保护电路的电容上并联电容或者增大原电容。
利用双刀双掷继电器的脉冲反向功能，可以实现一个正脉冲输出对脉冲电磁阀的双动作控制，简化了电路设计，同时也以便捷地在现有的设计上对电磁阀进行更换，成本低且相应改进小，易于实现，能有效实现脉冲电磁阀的优势。
作为优选方案，所述的电子开关包括第一电容C1，第二电容C2，开关晶体管T1，第一电阻RB和第二电阻RC，所述的开关晶体管T1的源极串联第一电容C1后与单片机的控制脉冲输出连接，所述的第一电阻RB一端与Ucc连接，另一端接入第一电容C1和源极间，所述的开关晶体管T1的门极串联电阻Rc后与Ucc连接，同时，所述的开关晶体管的门极还依次串联第二电容C2和所述的双刀双掷继电器的线圈后接地，所述的开关晶体管的漏极接地。本发明采用的电子开关电路结构简单、成熟，因为单片机只能直接输出一个短时持续5V电压，所以通过电子开关电路即可实现继电器动作需要12V短时（大约1-2秒）持续电压，继而完成脉冲输出。
其中，脉冲电磁阀工作原理：脉冲电磁阀由电磁线圈、永久磁铁、阀杆、弹簧、阀芯和阀体等组成。其作用是在脉冲信号的作用下控制水流的通断。当正向脉冲信号输入时，电磁线圈与永久磁铁的磁场相互抵消，阀杆在弹簧力作用下推动阀芯运动，关闭阀口；当反向脉冲信号输入时，电磁线圈与永久磁铁的磁场相互叠加，阀杆在磁力作用下将阀芯吸回，打开阀口。阀杆在阀口打开或关闭后，在永久磁铁的磁力作用下保持在打开或关闭位置。
本发明的脉冲电磁阀控制电路工作过程如下：
1）如图1所示，单片机输出一个控制脉冲信号给电子开关使其打开并驱动双刀双掷开关动作将所述的脉冲电磁阀与单片机的正脉冲信号输出端短时间正向连通；
2）单片机至少输出两个正脉冲控制信号驱动脉冲电磁阀开启；
3）如图2所示，当需要关闭脉冲电磁阀时，单片机控制电子开关关闭以使脉冲电磁阀与单片机的正脉冲信号输出端反向连通，然后单片机输出至少两个正脉冲驱动脉冲电磁阀关闭。
作为优选方案，还包括当突遇停电时单片机关闭电子开关以使脉冲电磁阀与单片机的正脉冲信号输出端反向连通且断电保护电路通过单片机输出至少两个正脉冲驱动脉冲电磁阀关闭之步骤，利用现有的断电保护电路可以简单实现脉冲电磁阀的断电关闭，提高了电磁阀使用的安全性。
作为优选方案，还包括在通电后单片机立刻通过继电器向脉冲阀发出至少两个正脉冲以确保脉冲阀起始关闭之步骤，在开机即对脉冲电磁阀自检式关闭更是进一步提升了其使用稳定性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于可编程控制器的脉冲电磁阀控制电路，其特征在于，包括断电保护电路、可产生控制脉冲信号和正脉冲信号的单片机，两动触点与所述的正脉冲信号输出串联的双刀双掷继电器，与所述的控制脉冲信号输出相连且可受控使双刀双掷开关动作的电子开关，其中，所述的双刀双掷继电器的正极侧的常开触点和负极侧的常闭触点分别与脉冲电磁阀的正极连通，所述的双刀双掷继电器的负极侧的常闭触点和正极侧的常开触点分别与脉冲电磁阀的负极连通。
2.如权利要求1所述的脉冲电磁阀控制电路，其特征在于，所述的电子开关包括第一电容C1，第二电容C2，开关晶体管T1，第一电阻RB和第二电阻RC，所述的开关晶体管T1的源极串联第一电容C1后与单片机的控制脉冲输出连接，所述的第一电阻RB一端与Ucc连接，另一端接入第一电容C1和源极间，所述的开关晶体管T1的门极串联电阻Rc后与Ucc连接，同时，所述的开关晶体管的门极还依次串联第二电容C2和所述的双刀双掷继电器的线圈后接地，所述的开关晶体管的漏极接地。
3.一种如要求1所述的脉冲电磁阀控制电路的控制方法，其特征在于，包括以下步骤，
1）单片机输出一个控制脉冲信号给电子开关使其打开并驱动双刀双掷开关动作将所述的脉冲电磁阀与单片机的正脉冲信号输出端短时间正向连通；
2）单片机至少输出两个正脉冲控制信号驱动脉冲电磁阀开启；
3）当需要关闭脉冲电磁阀时，单片机控制电子开关关闭以使脉冲电磁阀与单片机的正脉冲信号输出端反向连通，然后单片机输出至少两个正脉冲驱动脉冲电磁阀关闭。
4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，还包括当突遇停电时单片机关闭电子开关以使脉冲电磁阀与单片机的正脉冲信号输出端反向连通且断电保护电路通过单片机输出至少两个正脉冲驱动脉冲电磁阀关闭之步骤。
5.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，还包括在通电后单片机立刻通过继电器向脉冲阀发出至少两个正脉冲以确保脉冲阀起始关闭之步骤。
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