CN107289171A - 一种数字量无线阀门控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字量无线阀门控制器，一种数字量无线阀门控制器包括了无线阀门上端控制器，其由系统电源、与系统电源电性双向连接的MCU、信号检测系统和继电器系统组成，其至少有一个无线阀门下端控制器，所述无线阀门下端控制器由系统电源、与系统电源电性双向连接的MCU、继电器和信号检测器组成，PLC与无线阀门上端控制器相连，阀门与无线阀门下端控制器相连，通过无线信号收发单元将无线阀门上端控制器与无线阀门下端控制器通信连接在一起。本发明通过无线监控与控制的方式，实现对一系列的阀门远程控制及状态监测，从而避免了在阀门控制器之间线路的铺设线路减小了成本的投入，也保证了阀门相对稳定的工作。

Description

一种数字量无线阀门控制器

技术领域

本发明涉及阀门远程控制领域，具体为一种模拟量无线阀门控制器。

背景技术

无线控制是目前控制技术发展的一项重头戏，在工业加工与生产中无线控制以小的投入成本以及稳定的控制性能在工业加工中已经不可或缺。

现有技术中，目前阀门控制应用中很多阀门是由PLC通过总线方式对处于不同位置的阀门进行远程监控，在建立这样的控制系统时需要铺设大量的线缆，如此以来不仅加大了施工量而且增加了成本，在后期维护上已铺设的线缆因长期处于室外致使线路老化严重使得维护更加困难，而且影响设备的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数字量无线阀门控制器，以解决上述背景技术中提出的阀门是由PLC通过总线方式对处于不同位置的阀门进行远程监控而导致在施工时需要铺设大量线缆以及已铺设的线缆因长期处于室外致使线路老化严重，从而影响PLC对阀门控制的稳定性的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种数字量无线阀门控制器，包括：

无线阀门上端控制器，其由系统电源、与系统电源电性双向连接的MCU、信号检测系统和继电器系统组成，所述信号检测系统由至少一个信号检测器组成，所述继电器系统由至少一个继电器组成；

其至少有一个无线阀门下端控制器，所述无线阀门下端控制器由系统电源、与系统电源电性双向连接的MCU、继电器和信号检测器组成；

至少两个无线信号收发单元，一个所述无线阀门上端控制器和若干个无线阀门下端控制器通过无线阀门上端控制器上的一个无线信号收发单元和每个无线阀门下端控制器上的无线信号收发单元通讯连接实现信号传输；

PLC，其输出端电性相连无线阀门上端控制器内的每个信号检测器，其输入端电性相连无线阀门上端控制器内的每个继电器；

至少有一个阀门，所述阀门的输入端与其相对应的无线阀门下端控制器内的继电器电性连接，阀门的输出端与其相对应的无线阀门下端控制器内的信号检测单元电性连接；

其中信号检测系统中的信号检测器、继电器系统中的继电器、无线阀门下端控制器和阀门数量比为1：1：1：1，所述无线信号收发单元比无线阀门下端控制器的数量多一个，信号检测系统中的信号检测器、和继电器系统中的继电器分别与无线阀门下端控制器的信号检测器和继电器数量相同。

优选的，所述的LED阀门状态指示器与无线阀门上端控制器内的MCU电性连接。

附图说明

图1为本发明的实施例的结构图。

图2为本发明的实施例中无线阀门上端控制器内的MCU原理图。

图3为本发明的实施例中继电器原理图。

图4为本发明的实施例中阀门上位机控制器原理图。

图5为本发明的实施例中输出状态LED灯组原理图。

图6为本发明的实施例中输入状态LED灯组原理图。

图7为本发明的实施例中开检测单元的原理图。

图8为本发明的实施例中关检测单元的原理图。

图9为本发明的实施例中无线阀门下端控制器内的MCU原理图。

图10为本发明的实施例中八位拨码开关原理图。

图11为本发明的实施例中无线收发单元接口示意图。

图12为本发明的实施例中阀门状态反馈单元的原理图。

图13为本发明的实施例中阀门开关控制原理图。

图14为本发明的实施例中电源管理部分原理图。

图15为本发明的实施例中电源部分原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1至图4所示，无线阀门上端控制器中的MCU采用的型号为STM32F103VET6，无线阀门上端控制器内的继电器通过继电器驱动器ULN2803A进行驱动，其中ULN2803A分为U10、U11、U12、U13和U14，其中用ULN2803A来驱动一种数字量无线阀门控制器内的继电器，所述的ULN2803A引脚数为18个，其中ULN2803A分为输入端和输出端且两个端口数量相同都为9个，其中ULN2803A的输入端的最下侧的端口接地，输出端的最下侧端口接24V电源，其中从U10输入端从上到下依次连接无线阀门上端控制器内MCU的端口59至端口66，输出端从上到下依次连接继电器K1至K4、K33、K5至K7，从U11输入端从上到下依次连接无线阀门上端控制器内MCU的端口58至端口51，输出端从上到下依次连接继电器K8、K34、K9至K12、K35、K13，从U12输入端从上到下依次连接无线阀门上端控制器内MCU的端口48至端口41，输出端从上到下依次连接继电器K14至K16、K36、K21至K24，从U13输入端从上到下依次连接无线阀门上端控制器内MCU的端口93至端口86，输出端从上到下依次连接继电器k37、k17至k20、k38、k29和k30，从U14输入端从上到下依次连接无线阀门上端控制器内MCU的端口85至端口78，输出端从上到下依次连接继电器K31、K32、K39、K25至K28、K40，所述的继电器的数量至少有两个若有其他数量不为上述所述的继电器数量，则应与上述的连接方式相同并且连接在相对应的端口处，完成连接后继电器驱动器ULN2803A在接受MCU的指令后控制继电器动作进而反馈阀门的状态给PLC，让PLC进行下一步的信号采集与处理。

如图1、图2、图4至图6所示，所述的LED阀门状态指示器，其中LED灯组包括了输出状态显示、开状态显示和关状态显示三个显示部分，其中输出状态显示的LED灯组通过五个ULN2803A与无线阀门上端控制器内的MCU相连，其中ULN2803A分为U10、U11、U12、U13和U14，其中每个ULN2803A的引脚数相同且为18个，其中每个ULN2803A分为输入端和输出端且两个端口数量相同都为9个，其中每个ULN2803A的输入端的最下侧的端口接地，输出端的最下侧端口接24V电源，其中从U10输入端从上到下依次连接无线阀门上端控制器内MCU的端口59至端口66，输出端从上到下依次连接输出状态LED灯组中的D1至D4、D58和D5至D7；从U11输入端从上到下依次连接无线阀门上端控制器内MCU的端口58至端口51，输出端从上到下依次连接输出状态LED灯组中的D8、D59、D9至D12、D44和D13；从U12输入端从上到下依次连接无线阀门上端控制器内MCU的端口48至端口41，输出端从上到下依次连接输出状态LED灯组中的D14至D16、D58和D17至D20；从U13输入端从上到下依次连接无线阀门上端控制器内MCU的端口93至端口86，输出端从上到下依次连接输出状态LED灯组中的D54、D21至D24、D55、D25和D26；从U14输入端从上到下依次连接无线阀门上端控制器内MCU的端口85至端口78，输出端从上到下依次连接输出状态LED灯组中的D27、D28、D56、D29至D32和D57，连接完成后在信号向PLC输出的过程中输出状态LED灯组显示输出状态，从而让监控者直观的了解此时装置的状态。在开状态显示时无线阀门上端控制器内的MCU的端口36至端口29依次与开状态LED灯组内的D33至D40的上侧端口相连，开状态LED灯组的下侧接口接地，在连接完成后当阀门处于开启状态时开状态LED灯组处于点亮状态，这样让观察者直观的了解此时阀门处于开启状态。在关状态显示时无线阀门上端控制器内的MCU的端口26至端口23和端口18至端口15依次与关状态LED灯组内的D45至D52的上侧端口相连，关状态LED灯组的下侧接口接地，在连接完成后当阀门处于关闭状态时关状态LED灯组处于点亮状态，这样让观察者直观的了解此时阀门处于关闭状态。其中电源指示灯为D41、D42、D43和D60其中四个指示灯的下端全部接地，上端依次连接在3.3V电源、24V电源、无线阀门上端控制器内MCU的端口97和端口98上，连接完成控制器在工作时D41和D42会点亮，若系统发生故障了D43和D60会点亮，从而让检测者了解系统是否正常工作。

如图1、图2、图7和图8所示，所述的信号检测系统有两种检测状态，其中包括开状态检测与关状态检测，开状态检测单元的有五个端口其中一端与PLC对应的接口相连，另一端与无线阀门上端控制器内MCU的端口36相连，其余两个端口均接地，另一个端口接3.3V电源，其中开状态检测单元的数量至少有一个其余的连接方式与上述方式相同且每个端口应与相对应的端口相连接。所述的关状态检测单元的有五个端口其中一端与PLC对应的接口相连，另一端与无线阀门上端控制器内MCU的端口26相连，其余两个端口均接地，另一个端口接3.3V电源，其中关状态检测单元的数量至少有一个其余的连接方式与上述方式相同且每个端口应与相对应的端口相连接。在检测单元连接后可以对阀门的开关状态进行信号的检测。

如图1、图2、图9和图11所示，与无线阀门上端控制器内的MCU相连的还有至少两个无线信号收发单元中的其中一个，其中无线信号收发单元的接口为P4，其中P4包括7个引脚，其中引脚1接地、引脚2接3.3V电源、引脚3接MCU的端口67、引脚4接MCU端口69、引脚5接MCU端口68、引脚6接MCU端口70、引脚7接MCU端口71。与无线阀门下端控制器内的MCU相连的另一个无线信号收发单元的接口也为P4，其中引脚1接地、引脚2接3.3V电源、引脚3接MCU的端口29、引脚4接MCU端口31、引脚5接MCU端口30、引脚6接MCU端口32、引脚7接MCU端口33，连接完成后无线收发单元所接受的信号可以传输至无线阀门上端控制器内的MCU从而让MCU进行信息处理与下一步的传输，也可以将无线阀门上端控制器内的MCU内的信号传递给另一个无线信号收发单元，从而实现两个无线阀门控制器之间的通信连接。

如图1、图9和图10所示，无线阀门下端控制器的地址编码通过八位拨码开关S1进行各地址编码的传输，所述的S1有16个接口其中左右两侧各为8个接口，左侧的接口全部接地，右侧接口依次连接在无线阀门下端控制器内MCU的端口11至端口18，然后通过开断S1来控制各个端口地址编码的传输。

图1、图2、图12和图13所示，至少有一个无线阀门下端控制器，其内部的组件连接方式与无线阀门上端控制器的组件连接方式相同其中各组件对应的端口不同，在连接过程中对应各组件对应的端口连接即可，无线阀门下端控制器中的MCU采用的型号为STM32F103C8T6，其中阀门状态反馈单元通过依次连接在无线阀门下端控制器内MCU端口16至端口13，其余的四个端口其中三个接3.3V电源上另一个端口接地，完成连接后，阀门状态反馈单元通过无线阀门下端控制器内的信号处理后通过无线信号收发单元将阀门的反馈信息传递给无线阀门上端控制器内进一步传送给PLC进行信号处理，并且在LED阀门状态显示器上显示阀门的状态。阀门的开关控制通过阀门控制信号的传递进行阀门的开关，其中通过输出部分进行信号传递，输出部分的的左侧两个端口分别与无线阀门下端控制器内的MCU端口17和端口18相连，右侧端口与阀门对应的端口相连，连接完成后阀门就可以通过远程进行控制开关，其中阀门的数量与无线阀门下端控制器的数量一致。

如图1至图15所示，系统电源由电源部分、与其通过VUSB口相连的电源管理部分和电源指示部分组成，其中电源管理部分控制着电源部分的输出电压和电流的大小以及交流还是直流，电源部分与相对应的用电器件相连，电源指示部分的上端与无线阀门下端控制器内的MCU的端口19相连，下端接地，在电源的工作过程中电源指示部分中的D2处于显示状态，如果系统电源出现故障电源指示部分中的D2处于另一种显示状态这样就可以监测系统是否正常工作。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种数字量无线阀门控制器，其特征在于，包括：

无线阀门上端控制器，其由系统电源、与系统电源电性双向连接的MCU、信号检测系统和继电器系统组成，所述信号检测系统由至少一个信号检测器组成，所述继电器系统由至少一个继电器组成；

其至少有一个无线阀门下端控制器，所述无线阀门下端控制器由系统电源、与系统电源电性双向连接的MCU、继电器和信号检测器组成；

至少两个无线信号收发单元，一个所述无线阀门上端控制器和若干个无线阀门下端控制器通过无线阀门上端控制器上的一个无线信号收发单元和每个无线阀门下端控制器上的无线信号收发单元通讯连接实现信号传输；

PLC，其输出端电性相连无线阀门上端控制器内的每个信号检测器，其输入端电性相连无线阀门上端控制器内的每个继电器；

至少有一个阀门，所述阀门的输入端与其相对应的无线阀门下端控制器内的继电器电性连接，阀门的输出端与其相对应的无线阀门下端控制器内的信号检测单元电性连接；

其中信号检测系统中的信号检测器、继电器系统中的继电器、无线阀门下端控制器和阀门数量比为1：1：1：1，所述无线信号收发单元比无线阀门下端控制器的数量多一个，信号检测系统中的信号检测器、和继电器系统中的继电器分别与无线阀门下端控制器的信号检测器和继电器数量相同。

2.根据权利要求1所述的一种数字量无线阀门控制器，其特征在于：所述的LED阀门状态指示器与无线阀门上端控制器内的MCU电性连接。