CN107465332B - 一种8路轨道电源控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了电源控制领域的一种8路轨道电源控制器，包括单片机和供电电源，单片机连接并行的RS232收发器和RS485收发器，单片机与八位拨码开关、按键以及2Pin接线端子相连接，单片机的16个输入输出口分别连接2个晶体管阵，晶体管阵的每两个输出引脚合成一组连接继电器，继电器通过控制接线端子连接所控制设备，继电器的反馈通路与单片机连接。本发明通过磁保持继电器使得电源控制器更加稳定、安全、节能，易于融入不同的电源控制系统，并且对于用电电路和设备的安全性提供一定程度的保障。

Description

一种8路轨道电源控制器
技术领域
本发明涉及电源控制领域，具体的说，是涉及一种8路轨道电源控制器。
背景技术
现有轨道电源控制器使用电磁继电器（例如SLA-24VDC电磁继电器），在闭合继电器的时间内，需保持一直对继电器进行供电方可保证继电器的闭合状态，既持续耗电，又容易对继电器本身造成损坏，也容易引起安全问题。
上述缺陷，值得解决。
发明内容
为了克服现有的技术的不足，本发明提供一种8路轨道电源控制器。
本发明技术方案如下所述：
一种8路轨道电源控制器，其特征在于，包括单片机和供电电源，所述单片机连接并行的RS232收发器和RS485收发器，所述单片机与八位拨码开关、按键以及2Pin接线端子相连接，所述单片机的16个输入输出口分别连接2个晶体管阵，所述晶体管阵的每两个输出引脚合成一组连接继电器，所述继电器通过控制接线端子连接所控制设备，所述继电器的反馈通路与所述单片机连接。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述供电电源为220V交流电源，所述供电电源通过电压转换电路与控制电路连接，所述控制电路为整个系统供电。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述供电电源为12V直流电源，所述供电电源通过电源适配器为整个系统供电。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述RS232收发器为SP232收发器，所述RS485收发器为SP3085收发器。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述RS232收发器连接外部3pin凤凰头，所述RS485收发器连接外部4Pin凤凰座。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述晶体管阵为8路NPN达林顿连接晶体管阵。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述继电器为HFE10继电器或YK818-G磁保持继电器。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述单片机还连接LED信号指示灯。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述单片机、所述RS232收发器、所述RS485收发器、所述八位拨码开关、所述按键、所述2Pin接线端子以及所述控制接线端子集成于电路板上，所述电路板设于电源控制器的壳体内部。
进一步的，所述壳体包括面板和底板，所述面板的侧面设有面板端口盖，所述面板端口盖将各个接口的控制线隐藏在内部。
更进一步的，所述面板和所述底板通过卡扣扣合连接。
更进一步的，所述底板上设有导轨卡扣。
进一步的，所述RS485收发器连接4Pin凤凰头，所述4Pin凤凰头与4Pin排线接头连接，所述4Pin排线接头固定在所述电路板上。
根据上述方案的本发明，其有益效果在于，本发明易于融入不同的电源控制系统，并且对于用电电路和设备的安全性提供一定程度的保障。通过磁保持继电器使得电源控制器更加稳定、安全、节能，改变继电器闭合断开状态时只需一个电磁脉冲即可，无需持续供电以达到节能效果；通过手动开关功能，可以在特殊时刻进行手动切换，以保证用电设备的安全，并且手动开关的状态也可以作为当前继电器开闭的直观显示；以反馈电路的形式测定后续电路的通断情况，二次保证对于当前电路通断情况的实时掌控。
附图说明
图1为本发明的内部结构示意图。
图2为本发明的侧面结构示意图。
图3为本发明底面结构示意图。
图4为本发明MCU的电路图。
图5为本发明2个8路晶体管阵的电路图。
图6为本发明RS485信号电平转换电路。
图7为本发明2个LED指示灯电路。
图8为本发明8位拨码开关的电路图。
图9为本发明直流12V转直流5V电路。
图10为本发明报警信号输入电路。
图11为本发明RS232信号电平转换电路。
图12为本发明220V交流转220V直流电路。
图13为本发明220V直流转12V直流电路。
图14为本发明1～4号磁保持继电器控制电路。
图15为本发明5～8号磁保持继电器控制电路。
图16为本发明8个磁保持继电器对外连接电路。
图17为本发明1～4号继电器开关通断检测电路。
图18为本发明5～8号继电器开关通断检测电路。
图19为本发明按键开关电路。
在图中，1、面板；2、底板；3、面板端口盖；4、导轨卡扣；5、卡扣。
具体实施方式
下面结合附图以及实施方式对本发明进行进一步的描述：
如图1所示，一种8路轨道电源控制器，包括单片机和供电电源，单片机的型号为STC15F2K16S2。
供电电源为220V交流电源，供电电源通过电压转换电路与控制电路连接，控制电路为整个系统供电。供电电源还可以为12V 1A直流电源，供电电源通过电源适配器为整个系统供电。
单片机连接并行的RS232收发器和RS485收发器，RS232收发器为+3.3V到+5V的SP232收发器，RS485收发器为+3.3V到+5V的SP3085收发器。RS485类型数据通过SP3085转换为单片机主芯片可识别的输入和输出数据，用以和主芯片进行通讯，对外连接端子为4pin凤凰头；RS232类型的数据通过SP232转换为单片机主芯片可识别的输入输出数据，用以和主芯片进行通讯，对外连接端子为3pin凤凰头。
单片机与8位拨码开关、按键以及2Pin接线端子相连。8位拨码开关用于设定设备地址，8位拨码开关从左到右拨上去以后分别对应于数值1、2、4、8、16、32、64、128，设备地址的计算方式为所有拨上去的位置的数值之和；按键连接到单片机输入输出引脚，以低电平来表示按键按下；2P接线端子连接到单片机输入输出引脚，以低电平来表示有报警信号触发。
单片机的16个输入输出口分别连接2个8路NPN达林顿连接晶体管阵ULN2803芯片，8路NPN达林顿连接晶体管阵的每两个输出引脚合成一组连接继电器，用以抑制跃变。继电器通过控制接线端子连接所控制设备。继电器通路反馈部分为继电器所控电路通过反馈电路连接到单片机输入输出引脚，用高低电平指示电路的通断情况。
在本实施例中，继电器采用HFE10继电器，在其他实施例中，继电器可以采用YK818-G的磁保持继电器，亦或者是更改电路相关参数替代继电器部分，也可以达到相同的功能。
单片机还连接LED信号指示灯，LED信号指示灯连接到单片机输入输出引脚，用单片机来控制LED灯的亮灭，低电平灯亮。
如图2-3所示，单片机、RS232收发器、RS485收发器、八位拨码开关、按键、2Pin接线端子以及控制接线端子集成于电路板上，电路板设于电源控制器的壳体内部。
壳体包括面板1和底板2，面板1和底板2通过卡扣5扣合连接。面板1的侧面设有面板端口盖3，面板端口盖3将各个接口的控制线隐藏在内部，底板2上设有导轨卡扣4。
RS485收发器连接4Pin凤凰头，4Pin凤凰头与4Pin排线接头连接，4Pin排线接头固定在电路板上。
本发明的实现原理为：
本发明同时对于RS232、RS485、报警信号、按键信号、反馈信号这些对外端口的指令数据或电平高低变化进行监控，根据各部分数据或高低电平的不同，进行预设的功能操作。
主控设备（上位控制软件或控制系统主机）通过RS232/RS485输入接口，经过SP232/SP3085转化为TTL电平的数据信号，将控制信号输入给单片机；单片机对接收到的数据进行分析，当接收到的信号符合协议时，调用相关功能；RS232/RS485主串口和级联输出串口默认固定为波特率为9600bps，8位数据，1位停止位，没有校验位。
如图4-19所示，本发明实现的具体过程为：
当供电电源为220V交流电源时，供电电源通过电压转换电路（经图12、图13整流变压，开关电源转化成12V 1.5A的直流电源）与控制电路连接，控制电路为整个系统（分两路，一路供给12V继电器提供电源，另一路经过图9电压转换成5V给MCU控制系统供电）供电；当供电电压为12V 1A直流电源适配器时，直接对于继电器提供12V直流电源，同时经过图9电压转化为直流5V给MCU控制系统供电。
外部控制信号如RS232、RS485分别通过图11、图6电路电平放大芯片转化为5V高低电平信号传递给MCU芯片；按键开关信号通过图19电路当按下按键时传递给MCU芯片低电平信号；8为拨码开关通过图8电路当拨码开关拨至生效时传递给MCU对应位的低电平信号；报警信号通过图10当报警信号到达时传递给MCU一个低电平；继电器开关通断检测通过图17、图18当继电器闭合即导通状态对应位传递给MCU一个低电平信号；MCU（图4）根据各部分传递信号电平高低以及RS232、RS485具体指令由软件部分决定继电器是否需要动作以及指示灯的亮灭状态：若继电器动作，则MCU相关IO引脚电平进行对应变化，然后通过图5放大电路放大为12V电平的脉冲信号经图14、图15电路驱动继电器进行相应动作，从而控制图16部分的对外电路的通断状态；通过LED对应IO脚（图7）电平高低变化，高电平灯灭，低电平灯亮来控制指示灯状态。
分析到的数据分以下情况：
1、当识别为报警信号时，立即断开通过预设指令预设的某些继电器，停止对预设的指定供电设备进行供电，以避免特殊情况下对于这些供电设备的损坏。
2、当识别为反馈信号时，分析反馈信号的组成，确定8个继电器对于供电电路的控制结果，将当前电路通断情况记录并发送给主控设备。
3、当识别为按键信号时，断开全部8路继电器，停止对所有供电设备进行供电。
4、当识别为继电器控制指令时，分析对于继电器的控制方式以及延迟时间，将控制指令部分发送给继电器控制模块，按照指定方式控制继电器闭合或断开。
5、当识别为继电器模式存储指令时，将数据发送给继电器模式存储模块，对于数据进行分析整理，按照一定格式存储入FLASH。
6、当识别为继电器模式调用指令时，将数据发送给继电器模式存储模块，对于数据进行分析整理，将指定数据从FLASH提取出来，并发送给继电器控制模块，达到调用继电器模式的功能。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种8路轨道电源控制器，其特征在于，包括单片机和供电电源，所述单片机连接并行的RS232收发器和RS485收发器，所述单片机与八位拨码开关、按键以及2Pin接线端子相连接，所述2Pin接线端子连接到所述单片机输入输出引脚，以低电平来表示有报警信号触发，所述单片机的16个输入输出口分别连接2个晶体管阵，所述晶体管阵的每两个输出引脚合成一组连接继电器，所述继电器通过控制接线端子连接所控制设备，所述继电器的反馈通路与所述单片机连接，所述单片机还连接LED信号指示灯；
所述单片机同时监控对外端口的指令数据或电平高低变化，根据各部分数据或高低电平的不同，进行预设的功能操作；
当识别为报警信号时，立即断开通过预设指令预设的某些继电器，停止对预设的指定供电设备进行供电；
当识别为反馈信号时，分析反馈信号的组成，确定8个继电器对于供电电路的控制结果，将当前电路通断情况记录并发送给主控设备；
当识别为按键信号时，断开全部8路继电器，停止对所有供电设备进行供电；
当识别为继电器控制指令时，分析对于继电器的控制方式以及延迟时间，将控制指令部分发送给继电器控制模块，按照指定方式控制继电器闭合或断开；
当识别为继电器模式存储指令时，将数据发送给继电器模式存储模块，对于数据进行分析整理，按照一定格式存储入FLASH；
当识别为继电器模式调用指令时，将数据发送给继电器模式存储模块，对于数据进行分析整理，将指定数据从FLASH提取出来，并发送给继电器控制模块。
2.根据权利要求1所述的8路轨道电源控制器，其特征在于，所述供电电源为220V交流电源，所述供电电源通过电压转换电路与控制电路连接，所述控制电路为整个系统供电。
3.根据权利要求1所述的8路轨道电源控制器，其特征在于，所述供电电源为12V直流电源，所述供电电源通过电源适配器为整个系统供电。
4.根据权利要求1所述的8路轨道电源控制器，其特征在于，所述RS232收发器为SP232收发器，所述RS485收发器为SP3085收发器。
5.根据权利要求1所述的8路轨道电源控制器，其特征在于，所述单片机、所述RS232收发器、所述RS485收发器、所述八位拨码开关、所述按键、所述2Pin接线端子以及所述控制接线端子集成于电路板上，所述电路板设于电源控制器的壳体内部。
6.根据权利要求5所述的8路轨道电源控制器，其特征在于，所述壳体包括面板和底板，所述面板的侧面设有面板端口盖，所述面板端口盖将各个接口的控制线隐藏在内部。
7.根据权利要求6所述的8路轨道电源控制器，其特征在于，所述面板和所述底板通过卡扣扣合连接。
8.根据权利要求6所述的8路轨道电源控制器，其特征在于，所述底板上设有导轨卡扣。
9.根据权利要求5所述的8路轨道电源控制器，其特征在于，所述RS485收发器连接4Pin凤凰头，所述4Pin凤凰头与4Pin排线接头连接，所述4Pin排线接头固定在所述电路板上。
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