CN112147937A - 一种智能电炉电源控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能电炉电源控制系统，包括开关电源、总控单元、485接口芯片、主控芯片、MOS管驱动电路、MOS管保护电路、大功率MOS管和系统防雷保护，所述总控单元与电炉终端电相连，所述485接口芯片通过485数据通路与电炉终端电相连，所述开关电源与主控芯片电相连，所述485接口芯片通过TTL电平信号通路与主控芯片电相连，所述MOS管保护电路和MOS管驱动电路通过控制信号通路与主控芯片电相连，所述MOS管驱动电路与大功率MOS管电相连，所述系统防雷保护与大功率MOS管电相连。本发明属于智能控制技术领域，具体是指一种智能电炉电源控制方法及系统，使各终端电炉联网，实现集中统一控制。

Description

一种智能电炉电源控制方法及系统

技术领域

本发明属于智能控制技术领域，具体是指一种智能电炉电源控制方法及系统。

背景技术

为节约生产和建设成本，目前的电炉行业中，各厂商都加大对设备的投入，且积极引进生产效率高、自动化程度高的设备，电炉行业中，一家生产厂商往往有几台甚至十几台智能电炉同时工作。目前终端电炉控制方式的缺点是：各终端电炉的运行情况不一致，无差别供电难以满足多样化需求；终端电炉供电电源都是单独控制，增加了控制难度以及控制成本；不能智能化、实时性监测终端电炉的运行情况；终端电炉的电源控制系统不具备远程遥控功能，亦即不能根据具体运行情况，对相应的电炉实现供/断电。

发明内容

为了解决上述难题，本发明提供了一种智能电炉电源控制方法及系统，克服了现有终端电炉电源控制的各种弊端，使各终端电炉联网，实现集中统一控制，接口电平低，不易损坏与接口关联的芯片，且此电平可以很好地兼容TTL电平，方便与CPU通信；可以很好地抑制共模干扰；另外本系统还装备防过流、过压和防雷击功能。

为了实现上述功能，本发明采取的技术方案如下：一种智能电炉电源控制系统，包括开关电源、总控单元、485接口芯片、主控芯片、MOS管驱动电路、MOS管保护电路、大功率MOS管和系统防雷保护，所述总控单元与电炉终端电相连，所述485接口芯片通过485数据通路与电炉终端电相连，所述开关电源与主控芯片电相连，所述485接口芯片通过TTL电平信号通路与主控芯片电相连，所述MOS管保护电路和MOS管驱动电路通过控制信号通路与主控芯片电相连，所述MOS管驱动电路与大功率MOS管电相连，所述系统防雷保护与大功率MOS管电相连，主控芯片负责接收来自总控单元的信号、执行逻辑运算、发出指令并执行相应的动作。

进一步地，所述主控芯片采用STM32单片机。

进一步地，所述MOS管驱动电路包括光耦合器、NPN三极管和N沟道MOS管，所述光耦合器与主控芯片电相连，所述NPN三极管和N沟道MOS管与光耦合器电相连，所述NPN三极管和N沟道MOS管电相连，所述开关电源与MOS管保护电路电相连，所述开关电源与MOS管保护电路与NPN三极管和N沟道MOS管电相连。

本发明还公开了一种智能电炉电源控制方法，包括如下步骤：

1)当系统无异常，各终端电炉按照预设参数运行时，各部件正常供电，控制器之间互不通信，且也不与主机通信；

2)当某一终端电炉出现异常，运行值偏离预设参数或出现故障时，总控单元轮询，查找出现异常的终端电炉，并发送该站址，与异常的终端电炉电源控制器建立通信；

3)总控单元发送控制指令，经各终端控制器后，通过485接口芯片将电平信号转换成TTL电平，将该控制信号送达主控芯片；

4)主控芯片读取并执行该指令后，主控芯片输出通过光耦合器控制两个三极管通断，进而控制MOS管断电，从而切断每路电流；

5)待各终端电炉恢复到预设参数或故障排除，实施向电炉供电；

6)工作过程实时监测流过MOS管的电流，信号送达主控芯片，经处理后，主控芯片输出控制信号，切断MOS管的驱动信号，异常排除后，可自动或手动恢复供电。

本发明采取上述结构取得有益效果如下：本发明提供的一种智能电炉电源控制方法及系统，克服了现有终端电炉电源控制的各种弊端，使各终端电炉联网，实现集中统一控制，采用RS485通信接口和Modbus通信协议；该系统可与总控系统(上位机)远距离通信，通信距离可达1200m；接口电平较低，不易损坏与接口关联的芯片，且此电平可以很好地兼容TTL电平，方便与CPU通信；由于采用平衡差分传输技术，本系统可以很好地抑制共模干扰；另外本系统还装备防过流、过压和防雷击功能；整个控制系统结构简单明了，故障率低，安装维修方便，可为各厂家提供优质、智能的服务。

附图说明

图1为本发明一种智能电炉电源控制方法及系统中系统总体结构示意图；

图2为本发明一种智能电炉电源控制方法及系统的内部电路结构示意图；

图3为本发明一种智能电炉电源控制方法及系统的MOS管驱动电路和MOS管保护电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。以下结合附图，对本发明做进一步详细说明。

如图1-3所述，本发明一种智能电炉电源控制系统，包括开关电源、总控单元、485接口芯片、主控芯片、MOS管驱动电路、MOS管保护电路、大功率MOS管和系统防雷保护，所述总控单元与电炉终端电相连，所述485接口芯片通过485数据通路与电炉终端电相连，所述开关电源与主控芯片电相连，所述485接口芯片通过TTL电平信号通路与主控芯片电相连，所述MOS管保护电路和MOS管驱动电路通过控制信号通路与主控芯片电相连，所述MOS管驱动电路与大功率MOS管电相连，所述系统防雷保护与大功率MOS管电相连。

所述主控芯片采用STM32单片机。

所述MOS管驱动电路包括光耦合器、NPN三极管和N沟道MOS管，所述光耦合器与主控芯片电相连，所述NPN三极管和N沟道MOS管与光耦合器电相连，所述NPN三极管和N沟道MOS管电相连，所述开关电源与MOS管保护电路电相连，所述开关电源与MOS管保护电路与NPN三极管和N沟道MOS管电相连。

本发明还公开了一种智能电炉电源控制方法，包括如下步骤：

1)当系统无异常，各终端电炉按照预设参数运行时，各部件正常供电，控制器之间互不通信，且也不与主机通信；

2)当某一终端电炉出现异常，运行值偏离预设参数或出现故障时，总控单元轮询，查找出现异常的终端电炉，并发送该站址，与异常的终端电炉电源控制器建立通信；

3)总控单元发送控制指令，经各终端控制器后，通过485接口芯片将电平信号转换成TTL电平，将该控制信号送达主控芯片；

4)主控芯片读取并执行该指令后，主控芯片输出通过光耦合器控制两个三极管通断，进而控制MOS管断电，从而切断每路电流；

5)待各终端电炉恢复到预设参数或故障排除，实施向电炉供电；

6)工作过程实时监测流过MOS管的电流，信号送达主控芯片，经处理后，主控芯片输出控制信号，切断MOS管的驱动信号，异常排除后，可自动或手动恢复供电。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种智能电炉电源控制系统，其特征在于，包括开关电源、总控单元、485接口芯片、主控芯片、MOS管驱动电路、MOS管保护电路、大功率MOS管和系统防雷保护，所述总控单元与电炉终端电相连，所述485接口芯片通过485数据通路与电炉终端电相连，所述开关电源与主控芯片电相连，所述485接口芯片通过TTL电平信号通路与主控芯片电相连，所述MOS管保护电路和MOS管驱动电路通过控制信号通路与主控芯片电相连，所述MOS管驱动电路与大功率MOS管电相连，所述系统防雷保护与大功率MOS管电相连。

2.根据权利要求1所述的一种智能电炉电源控制系统，其特征在于，所述主控芯片采用STM32单片机。

3.根据权利要求1所述的一种智能电炉电源控制系统，其特征在于，所述MOS管驱动电路包括光耦合器、NPN三极管和N沟道MOS管，所述光耦合器与主控芯片电相连，所述NPN三极管和N沟道MOS管与光耦合器电相连，所述NPN三极管和N沟道MOS管电相连，所述开关电源与MOS管保护电路电相连，所述开关电源与MOS管保护电路与NPN三极管和N沟道MOS管电相连。

4.根据权利要求1所述的一种智能电炉电源控制系统，其特征在于，所述智能电炉电源控制系统的方法包括以下步骤：

1)当系统无异常，各终端电炉按照预设参数运行时，各部件正常供电，控制器之间互不通信，且也不与主机通信；

2)当某一终端电炉出现异常，运行值偏离预设参数或出现故障时，总控单元轮询，查找出现异常的终端电炉，并发送该站址，与异常的终端电炉电源控制器建立通信；

3)总控单元发送控制指令，经各终端控制器后，通过485接口芯片将电平信号转换成TTL电平，将该控制信号送达主控芯片；

4)主控芯片读取并执行该指令后，主控芯片输出通过光耦合器控制两个三极管通断，进而控制MOS管断电，从而切断每路电流；

5)待各终端电炉恢复到预设参数或故障排除，实施向电炉供电；

6)工作过程实时监测流过MOS管的电流，信号送达主控芯片，经处理后，主控芯片输出控制信号，切断MOS管的驱动信号，异常排除后，可自动或手动恢复供电。

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