CN108803428A - 风阀执行器工作信号扩展装置及扩展方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种风阀执行器工作信号扩展装置，包括：动作信号检测电路，到位信号电路，信号输出电路及微控制器；所述动作信号检测电路用于检测所述风阀执行器将要执行的动作信号，并将其输出给微控制器；所述到位信号电路用于检测所述风阀执行器的位置，并在动作到位时将到位信号传输给微控制器；所述微控制器检测所述动作信号及所述到位信号，判断所述风阀执行器是否正确的执行动作，并通过信号输出电路输出对应的通知信号。本发明提供的风阀执行器工作信号扩展装置增加了风阀执行器到位信号和故障信号的数量，而且实现了通风控制系统断电后的信号保持。
Description
技术领域
本发明涉及一种风阀执行器工作信号扩展装置及扩展方法。
背景技术
通风控制系统广泛的应用于人类社会生产和生活中，其中，风阀执行器是各种通风控制系统中必须的重要设备。通常，风阀执行器的开和关通过风阀执行器的到位信号来检测。当风阀执行器开或者关到位时，相关检测系统会输出开到位信号或者关到位信号。如果风阀执行器开或者关不到位时，相关检测系统需输出开不到位或者关不到位信号，或者被统称为故障信号，来进行警示或执行下一步动作。现有的风阀执行器的到位信号通常使用限位开关，其数量通常只有一个；有的风阀执行器故障信号通常也是只有一个，甚至没有故障信号。而在一些应用场合，以及通风控制系统改造场合，需要两个甚至更多的到位信号及故障信号，现有的风阀执行器无法满足对信号数量的要求，需要对风阀执行器的到位信号及故障信号进行扩展。另外一方面，现有的风阀执行器在断电时，常见的开关器件如MOS管、普通继电器等的通断状态无法保持，急需改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风阀执行器工作信号扩展装置及扩展方法。
为实现上述发明目的之一，本发明提供了一种风阀执行器工作信号扩展装置，包括：动作信号检测电路，到位信号电路，信号输出电路及微控制器；所述动作信号检测电路用于检测所述风阀执行器将要执行的动作信号，并将其输出给微控制器；所述到位信号电路用于检测所述风阀执行器的位置，并在动作到位时将到位信号传输给微控制器；所述微控制器检测所述动作信号及所述到位信号，判断所述风阀执行器是否正确的执行动作，并通过信号输出电路输出对应的通知信号。
作为本发明的进一步改进，所述微控制器收到所述动作信号后，在预定的时间范围内检测所述到位信号，当收到所述到位信号时，通过信号输出电路输出动作到位信号；当未收到所述到位信号时，通过信号输出电路输出故障信号。
作为本发明的进一步改进，所述到位信号电路包括限位开关。
作为本发明的进一步改进，所述信号输出电路包括开阀到位信号输出电路、关阀到位信号输出电路、开阀不到位信号输出电路及关阀不到位信号输出电路。
作为本发明的进一步改进，所述信号输出电路包括双稳态继电器。
为实现上述发明目的之一，本发明提供了一种风阀执行器工作信号扩展方法，所述风阀执行器工作信号扩展方法包括以下步骤：a.检测风阀执行器将要执行的动作信号；b.检测风阀执行器的到位信号；c.基于所述到位信号的情况，判断所述风阀执行器是否正确的执行动作，并输出对应的通知信号。
作为本发明的进一步改进，在预定的时间范围内检测所述到位信号，当检测到所述到位信号时，输出动作到位信号；当未检测到所述到位信号时，输出故障信号。
作为本发明的进一步改进，所述通知信号包括开阀到位信号，关阀到位信号，开阀不到位信号以及关阀不到位信号。
作为本发明的进一步改进，当输出所述通知信号后，维持所述通知信号处于输出状态，直至下一个通知信号输出。
作为本发明的进一步改进，所述通知信号为光信号。
与现有技术相比，本发明提供的风阀执行器工作信号扩展装置及扩展方法，扩展或增加了现有风阀执行器到位信号和故障信号的数量，解决现有风阀执行器到位信号及故障信号不足的问题，能够满足现场使用的需求。而且，在对信号进行扩展的同时实现了通风控制系统断电后的信号保持。
附图说明
图1是本发明实施方式提供的风阀执行器工作信号扩展装置的示意图；
图2是本发明实施方式提供的风阀执行器工作信号扩展装置开阀信号和关阀信号检测电路的电路图；
图3是本发明实施方式提供的风阀执行器工作信号扩展装置开阀到位信号和关阀到位信号的电路图；
图4是本发明实施方式提供的风阀执行器工作信号扩展装置的开阀到位信号、关阀到位信号、开阀不到位信号及关阀不到位信号的输出电路的电路图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的实施方式对本发明进行详细描述。但该实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
请参见图1， 为本发明提供的风阀执行器工作信号扩展装置的示意图。风阀执行器工作信号扩展装置用于增加风阀执行器工作信号的数量，包括开/关阀信号检测电路、开/关阀到位信号电路、开/关阀到位信号及故障信号输出电路以及微控制器。优选的，微控制器采用Microchip的PIC16F1826。开/关阀信号检测电路用于检测风阀执行器的开关信号，并将其输出给微控制器；开/关阀到位信号电路用于检测风阀执行器的位置，并在开/阀到位时，将到位信号传输给微控制器；微控制器用于检测所述开关信号及到位信号，判断风阀执行器是否正确的开/关到位，并通过开/关阀到位信号及故障信号输出电路输出对应的信号。
请一并参见图2，是本发明提供的风阀执行器工作信号扩展装置开阀信号和关阀信号检测电路的电路图。开阀信号L1DC检测电路和关阀信号L2DC检测电路的电路设计是一样的。开阀信号检测电路由电阻R12、R13、R14、R15，运算放大器U4-A，光耦合器U5组成。优选的，运算放大器采用TI的LM2904MX。电阻R12的一端接风阀执行器的开阀信号L1DC，另外一端连接运算放大器U4-A的正向输入端。电阻R13一端连接至运算放大器U4-A的正向输入端，另外一端连接至DC-。运算放大器U4-A的反向输入端连接其输出端。电阻R15的一端与运算放大器U4-A的输出端连接，另一端连接光耦合器U5的发光二极管的正极，光耦合器U5发光二极管的负极接DC-。光耦合器U5输出侧的集电极连接+5V电源，光耦合器U5输出侧的发射极连接至微控制器的IO口DC1。电阻R14的一端连接光耦合器U5输出侧的发射极，另外一端连接GND。关阀信号检测电路由电阻R71、R81、R11、R10，运算放大器U4-B，光耦合器U3组成。电阻R71的一端接风阀执行器的开阀信号L2DC，另外一端连接运算放大器U4-B的正向输入端。电阻R81一端连接至运算放大器U4-B的正向输入端，另外一端连接至DC-。运算放大器U4-B的反向输入端连接其输出端。电阻R11的一端与运算放大器U4-B的输出端连接，另一端连接光耦合器U3的发光二极管的正极，光耦合器U3发光二极管的负极接DC-。光耦合器U3输出侧的集电极连接+5V电源，光耦合器U3输出侧的发射极连接至微控制器的IO口DC2。电阻R10的一端连接光耦合器U3输出侧的发射极，另外一端连接至GND。
请参见图3，是本发明提供的风阀执行器工作信号扩展装置开阀到位信号和关阀到位信号的电路图。其中SW1为开阀到位信号，SW2为关阀到位信号，开阀到位信号和关阀到位信号的电路设计是一样的。开阀到位信号电路由电阻R29及限位开关SW1组成。限位开关SW1的一端接地，另外一端与电阻R29的一端以及微控制器的IO口S1连接，电阻R29的另一端连接+5V电源。关阀到位信号电路由电阻R30及限位开关SW2组成。限位开关SW2的一端接地，另外一端与电阻R30的一端以及微控制器的IO口S2连接，电阻R29的另一端连接+5V电源。
请参见图4，是本发明实施方式提供的风阀执行器工作信号扩展装置的开阀到位信号、关阀到位信号、开阀不到位信号及关阀不到位信号的输出电路的电路图。其中,微控制器的IO口CTL1控制的K1为开阀到位信号，微控制器的IO口CTL2控制的K2为关阀到位信号，微控制器的IO口CTL3控制的K3为开阀不到位报警信号，微控制器的IO口CTL4控制的K4为关阀不到位报警信号。这四个输出电路的电路设计是一样的，现以开阀到位信号的输出电路为例进行说明。
开阀到位信号的输出电路由继电器K1，二极管D1、D2以及三极管T1、T2组成。优选的，继电器采用5V供电的双稳态继电器，当扩展器断电时，其输出状态可以保持不变。双稳态继电器K1的第一工作线圈的一端连接+5V电源及二极管D1的负极，另外一端接D1的正极及NPN三极管T1的集电极。三极管T1的发射极接GND，三极管T1的基极经限流电阻R8连接至微控制器的IO口CTL1。双稳态继电器K1的第二工作线圈的一端连接+5V电源及二极管D2的负极，另外一端接二极管D2的正极及PNP三极管T2的发射极，三极管T2的集电极连接GND，三极管T2的基极经限流电阻R7连接至微控制器的IO口CTL2。
风阀执行器工作信号扩展装置开始工作时，微控制器对K1、K2、K3、K4四个双稳态继电器进行初始化复位，即通过CTL1、CTL2、CTL3、CTL4这4个IO口输出高电平，三极管T1、T3、T5、T7工作确保继电器的双刀都切换到悬空的PIN脚上，此时到位信号都是断开的无输出。
微控制器在接收到开阀信号L1DC以后开始计时，在设定的时间范围内若开阀到位，则限位开关SW1接通，输送到微控制器IO口的信号S1变为低电平，即为接收到开阀到位信号，判定为开阀正常。同时微控制器IO口CTL1由高电平变为低电平，三极管T1停止工作，三极管T2开始工作，驱动双稳态继电器K1，刀S1-11与S1-12接通，刀S1-21与S1-22接通，输出开阀到位信号。若在设定的时间范围内没有接收到开阀到位信号，则IO口CTL3由高电平变为低电平，三极管T5停止工作，三极管T6开始工作，驱动双稳态继电器K3，刀A1-11与A1-12接通，刀A1-21与A1-22接通，输出开阀故障信号。
同理，微控制器在接收到关阀信号L2DC以后开始计时，在设定的时间范围内若关阀到位，则限位开关SW2接通，输送到微控制器IO口的信号S2变为低电平，即为接收到关阀到位信号，判定为关阀正常。同时微控制器IO口CTL2由高电平变为低电平，三极管T3停止工作，三极管T4开始工作，驱动双稳态继电器K2，刀S2-11与S2-12接通，刀S2-21与S2-22接通，输出关阀到位信号。若在设定的时间范围内没有接收到关阀到位信号，则IO口CTL4由高电平变为低电平，三极管T7停止工作，三极管T8开始工作，驱动双稳态继电器K4，刀A2-11与A2-12接通，刀A2-21与A2-22接通，输出关阀故障信号。
在本实施方式中，是以扩展到2个到位信号及2个报警信号为例说明的，如果应用需要更多的信号，可以非常方便的增加/扩展，只需要增加图4中的双稳态继电器及其驱动器件即可。
本发明提供的风阀执行器工作信号的扩展方法包括以下步骤：
步骤S0：系统初始化。初次通电前，对系统进行初始化，清空当前的信号状态。
步骤S1：检测风阀执行器将要执行的动作信号。系统初始化后，为控制器首先开始工作。微控制器通过开/关阀信号检测电路检测风阀执行器将要执行的动作信号。
步骤S2：检测风阀执行器的到位信号。在检测到动作信号后开始计时，在预先设定的时间范围内，如果风阀执行器完成动作信号所指示的动作，会触发限位开关，则能够检测到到位信号；如果风阀执行器没有按要求完成动作，则不会触发限位开关，不能检测到到位信号。
步骤S3：判断所述风阀执行器是否正确的执行动作，并输出对应的通知信号。如在预定的时间范围内检测所述到位信号，则输出动作到位信号；当未检测到所述到位信号时，输出故障信号。动作到位信号包括开阀到位信号和关阀到位信号；故障信号包括开阀不到位信号以及关阀不到位信号。
综上，本发明提供的风阀执行器工作信号扩展装置及扩展方法，扩展或增加了现有风阀执行器到位信号和故障信号的数量，解决现有风阀执行器到位信号及故障信号不足的问题，能够满足现场使用的需求。而且，在对信号进行扩展的同时实现了通风控制系统断电后的信号保持。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种风阀执行器工作信号扩展装置，其特征在于，包括：
动作信号检测电路，到位信号电路，信号输出电路及微控制器；所述动作信号检测电路用于检测所述风阀执行器将要执行的动作信号，并将其输出给微控制器；所述到位信号电路用于检测所述风阀执行器的位置，并在动作到位时将到位信号传输给微控制器；所述微控制器检测所述动作信号及所述到位信号，判断所述风阀执行器是否正确的执行动作，并通过信号输出电路输出对应的通知信号。
2.根据权利要求1所述的风阀执行器工作信号扩展装置，其特征在于：所述微控制器收到所述动作信号后，在预定的时间范围内检测所述到位信号，当收到所述到位信号时，通过信号输出电路输出动作到位信号；当未收到所述到位信号时，通过信号输出电路输出故障信号。
3.根据权利要求1所述的风阀执行器工作信号扩展装置，其特征在于：所述到位信号电路包括限位开关。
4.根据权利要求1所述的风阀执行器工作信号扩展装置，其特征在于：所述信号输出电路包括开阀到位信号输出电路、关阀到位信号输出电路、开阀不到位信号输出电路及关阀不到位信号输出电路。
5.根据权利要求1所述的风阀执行器工作信号扩展装置，其特征在于：所述信号输出电路包括双稳态继电器。
6.一种风阀执行器工作信号扩展方法，其特征在于，所述风阀执行器工作信号扩展方法包括以下步骤：
a.检测风阀执行器将要执行的动作信号；
b.检测风阀执行器的到位信号；
c.基于所述到位信号的情况，判断所述风阀执行器是否正确的执行动作，并输出对应的通知信号。
7.根据权利要求6所述的风阀执行器工作信号扩展方法，其特征在于，在预定的时间范围内检测所述到位信号，当检测到所述到位信号时，输出动作到位信号；当未检测到所述到位信号时，输出故障信号。
8.根据权利要求6所述的风阀执行器工作信号扩展方法，其特征在于，所述通知信号包括开阀到位信号，关阀到位信号，开阀不到位信号以及关阀不到位信号。
9.根据权利要求6所述的风阀执行器工作信号扩展方法，其特征在于，当输出所述通知信号后，维持所述通知信号处于输出状态，直至下一个通知信号输出。
10.根据权利要求6所述的风阀执行器工作信号扩展方法，其特征在于，所述通知信号为光信号。
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