CN117055410A - 一种电动开窗机控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动开窗机控制系统，包括控制箱箱体、设置在控制箱箱体内的智能控制模块、电源控制装置、一组以上单元模块，所述单元模块控制负载开窗或关窗，还包括控制电路板，所述控制电路板设有分别与所述控制箱箱体内部各个模块、外部开窗机相连的接口模块，所述电源控制装置包括电源控制器、空气开关、第一开关电源模块、第二开关电源模块，所述智能控制模块、电源控制器、空气开关、第一开关电源模块、第二开关电源模块、单元模块均为独立器件设置，分布在所述控制箱箱体内部。本发明的有益效果为：模块化设计，并将对应模块将电路封装在塑料壳内，避免了在施工安装时的灰尘、沙石、泥土、水泥、装修涂料喷洒在电路上造成的损坏。

Description

一种电动开窗机控制系统

技术领域

本发明涉及电动开窗机结构领域，具体涉及一种电动开窗机控制系统。

背景技术

电动开窗机用于自动控制打开窗户、关闭窗户，现有的电动开窗机控制系统，其电箱内的主控电路板一般做成一块较大的电路板用铜柱固定在电箱底板上，其弊端主要有以下几点：

1、打开控制箱门板即可见到裸露的电路板，在工地现场施工时，工人经常安装控制箱后不关门，由于工地施工现场的环境较差，灰尘、水泥、墙面涂料、水等容易喷洒在电箱内，裸露的电路板容易损坏。

2、电动开窗机控制箱在电箱内需要集成更多的功能，在一块主电路板上布置多种输入信号的接口电路、多个输出单元、显示、控制电路，使用一块平铺的电路板，集成的功能越多，主电路板越大，在空间有限的电箱底板上需要占用更多的安装面积，加上开关电源占用的空间，从而使同样体积的控制箱无法设计成输出功率更大的控制箱。大块的主电路板，加上大体积的开关电源，使控制箱的体积更大，在一些狭小的电井内，大体积的控制箱要占用电井内更多的墙面空间，大体积控制箱不利于在狭小的电井内安装。

此外，现有的电动开窗机电箱中主控电路板的电源从大功率输出的开关电源中取电，和负载用同一个开关电源，日常待机时，大功率开关电源必须通电，大功率开关电源在待机时耗电较大，在节能方面没有优势。特别是消防电气控制系统通常是在应急时才启动开窗机，在平时基本处于待命状态，不需要工作，如果在待命状态下长期开启大功率开关电源，则会浪费大量电力。在消防报警信号触发时，启动输出，如果电箱的外接负载短路，则大功率开关电源会断电，主控板使用大功率开关电源供电的情况下，从而使主控电路板被断电无法工作，使窗户无法及时打开或者关闭，造成安全隐患。

另外，部分大功率开关电源在待机时，内部散热风扇必须持续转动，因散热风散的寿命有限，持续工作三年基本达到寿命极限，且散热风扇长时间持续工作会让开关电源内部累积大量灰尘，灰尘的堆积会影响开关电源寿命，而开关电源则直接影响整个控制箱的寿命。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明提供一种电动开窗机控制系统，旨在解决现有技术提供的开窗机控制系统信号接口不全面、组装生产中接线繁锁、维护维修麻烦、在施工现场防护性差、大功率控制箱体积偏大、待机功耗大而浪费电力的问题。

本发明电动开窗机控制系统，包括控制箱箱体、设置在控制箱箱体内的智能控制模块、电源控制装置、一组以上单元模块，所述单元模块控制负载开窗或关窗，还包括控制电路板，所述控制电路板设有分别与所述控制箱箱体内部各个模块、外部开窗机相连的接口模块，

所述电源控制装置包括电源控制器、空气开关、第一开关电源模块、第二开关电源模块，所述电源控制器的控制端与智能控制模块相连，所述空气开关的电源输出端分别与所述第一开关电源模块和电源控制器的电源输入端相连，所述电源控制器的电源输出端与所述第二开关电源模块相连，所述第一开关电源模块提供为各个模块内部芯片供电的低压电源；所述第二开关电源模块通过单元模块输出为负载供电的大功率电源，

所述智能控制模块、电源控制器、空气开关、第一开关电源模块、第二开关电源模块、单元模块均为独立器件设置，分布在所述控制箱箱体内部。

进一步地，还包括设置在所述控制箱箱体内部的箱体底板，所述智能控制模块、电源控制器、空气开关、第一开关电源模块、第二开关电源模块、单元模块均布置在所述箱体底板上，还包括设置在所述控制箱箱体的箱门上的状态指示模块及与所述状态指示模块相连的转换接线板，所述转换接线板通过排线与所述智能控制模块相连。

进一步地，所述电源控制器、空气开关、第一开关电源模块和第二开关电源模块均设有接线端口，所述电源控制器、空气开关、第一开关电源模块和第二开关电源模块分别通过各自的接线端口相互连接，

所述电源控制装置还包括设置在第二开关电源模块附近的散热风扇，所述散热风扇由所述控制模块控制开关，

所述单元模块设置在所述第二开关电源模块输出端，用于切换正向电源或反向电源，所述单元模块包括单元模块壳体，设置在单元模块壳体内的电路板及散热风扇，所述散热风扇对应处的单元模块壳体上设有散热孔，所述电路板上设有H桥电路，用于实现电源输出的正向或反相切换，所述电路板上设有切换开关，用于选择输入的、直接控制所述的H桥电路的控制信号来源。

进一步地，所述单元模块还包括与电路板相连的控制板，所述控制板用于控制所述切换H桥电路，所述控制板包括微控制器主控芯片、分别与微控制器主控芯片相连的控制信号输入电路、开关控制电路、总线收发电路及电源检测电路，其中，所述控制信号输入电路用于输入正反向、停止控制信号给所述微控制器主控芯片，所述开关控制电路用于控制所述H桥电路的开关动作，所述总线收发电路用于总线通信，所述电源检测电路用于检测第二开关电源模块的电源输出是否正常。

进一步地，所述控制板上还设置一总线终端电阻开关，当所述单元模块位于总线末端时，总线终端电阻开关用于启用终端电阻。

进一步地，还包括设置在箱门上的控制面板，所述控制面板与所述控制电路板上的通信接口相连。

进一步地，所述控制电路板包括相互连接的操作接口P7和排线插座P6,所述操作接口P7用于接收用户操作信号并输出给所述排线插座P6，所述的操作接口P7也用于和外部设备接收、发送信号，所述排线插座P6用于与所述智能控制模块接口通过排线插接，所述电动开窗机控制电路板上还设有与所述排线插座P6相连的操作按键，

所述电动开窗机控制电路板还包括开窗机接线座P5和电源输出接线座P15，所述开窗机接线座P5设有一组以上控制电机的端子，所述电源输出接线座P15设有与开窗机接线座P5电机控制电机的端子组数一致的电源端子。

进一步地，所述操作接口P7的端子包括地线端子、有源消防信号输入端子、无源消防信号输入端子、消防反馈信号输出端子、受控信号输入端子、受控反馈信号输出端子、开窗无源信号输入端子、停止无源信号输入端子、关窗无源信号输入端子、传感器无源信号输入端子、光电隔离控制信号输入端子、紧急按钮输入端子、CAN总线数据信号端子、外部总线数据信号端子、24V动力电源输出端子、24V直流电源端子中的几种或全部，所述电动开窗机控制电路板还设有与紧急按钮输入端子相连的紧急启动按键，与开窗无源输入信号端子相连的开窗按键，与停止无源输入信号端子相连的停止按键，与关窗无源输入信号端子相连的关窗按键。

进一步地，所述智能控制模块设有第二排线插座，所述第二排线插座与所述排线插座P6的定义相同，并通过排线相互连接，所述排线插座P6设有26个端子，其中，端子1、2为485总线通信端子，端子3、4为CAN总线端子，端子5为传感器电源供电输出端子，端子6为关窗无源输入信号端子，端子7为停止无源输入信号端子，端子8为开窗无源输入信号端子，端子9为紧急按钮输入端子，端子10为手动自动切换信号输入端子，端子11、12为接地端子，端子13为电源端子、端子14为485总线连接设备的工作电源端子，端子15为复位端子，端子16、18为有源消防信号端子，端子17为无源传感器输入信号端子，端子19、21为光电隔离控制信号输入端子，端子20为无源消防信号端子，端子22为受控输入信号端子，端子23、25为受控反馈信号端子，端子24、26为消防反馈信号端子。

进一步地，所述智能控制模块包括壳体，在壳体内的层叠设置的多个电路板，所述底层电路板上设有与外部模块通信的接口模块及供电模块，所述顶层电路板上设有设置模块，所述底层电路板上的接口与供电接口固定在所述壳体上，所述壳体上还设有与设置模块匹配的安装孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过将智能控制模块等模块分别进行模块化设计，并将对应模块将电路封装在塑料壳内，避免了在施工安装时的灰尘、沙石、泥土、水泥、装修涂料喷洒在电路上造成的损坏。

通过模块化合理布局，能够在控制箱箱体内集成更多的功能，并通过将智能控制模块、单元模块的电路板通过多层电路板层叠设置在壳体内，大大节省了控制箱底板的空间，在有限的空间内集成了更多的功能、让出空间给控制箱底板布置体积更大的大功率开关电源，在相同的体积下，能够输出更大功率电源，有效减少电箱体积，从而能够适应狭小安装空间。

本发明通过将电源模块单独设置为第一开关电源模块和第二开关电源模块，从而将电源分为两路，分别为控制装置内部供电及负载供电，将控制模块与负载供电分离，从而在负载不工作时，仅需要对控制模块供电，大大节省了电源，此外，也能够有效避免因大功率电源开关断电时，主控电路无法工作的问题。

通过电源控制器的设置，控制第二开关电源模块打开或断开市电，由于部分大功率开关电源在接通市电时，其内部的散热风扇会持续转动，散热风扇长期持续转动会使大功率开关电源内部积累大量灰尘，并且散热风扇工作寿命有限，所以本发明在待机时，电源控制器切断大功率开关电源的市电输入，使大功率开关电源不通电，大功率开关电源内部的散热风扇不工作，从而大大增加大功率开关电源的寿命，在启动负载设备工作时，电源控制器将市电接通到大功率开关电源上，使大功率开关电源进入工作状态。在负载完成工作时，再将大功率开关电源的市电切断，达到了延长大功率开关电源的寿命、减小了待机功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明一实施例结构示意图；

图2为本发明智能控制模块分解结构示意图；

图3为智能控制模块一实施例各层电路板框图及连接示意图；

图4为智能控制模块一实施例顶层电路板电路原理图；

图5为智能控制模块一实施例中间层电路板电路原理图；

图6为智能控制模块一实施例底层电路板部分电路原理图；

图7为电源控制器结构示意图；

图8为单元模块一实施例结构示意图；

图9为单元模块一实施例电路结构框图；

图10为单元模块另一实施例结构示意图；

图11为单元模块另一实施例电路结构框图；

图12为单元模块主控板结构电路原理图；

图13为单元模块电路板电路原理图；

图14为一实施例控制电路板结构示意图；

图15为控制电路板电路框图；

图16为控制电路板一实施例电路原理图；

图17为转换接线板电路框图；

图18为控制面板电路框图；

图1中的附图标记：

301控制箱箱体；302电源散热风扇入气孔；303箱体出气孔；304控制箱门板；305控制面板；306-308指示灯；309自动状态指示灯；310电源指示灯；311转换接线板；312第1组第二开关电源模块；313第2组第二开关电源模块；314单元模块的散热风扇；315开关电源的散热风扇；316空气开关；317第一开关电源模块；318智能控制模块；319箱体底板；320单元模块1；321单元模块2；322电源控制器；323控制电路板；101与第1组第二开关电源模块相连的市电220V电源线；102与第2组第二开关电源模块相连的市电220V电源线；103散热风扇电源线；104智能控制模块对电源控制器的控制信号线；105第一开关电源模块对智能控制模块的供电电线；106空气开关接到电源控制器的市电220V动力电源火线；107空气开关接到开关电源市电220V动力电源零线；108指示灯信号排线；109智能控制模块和接线及控制电路板的信号排线；110市电220V电源线；111第1组动力电源输出线；112控制信号、指示灯信号、电源、485通信排线；113第1组控制信号、电源、485通信排线；114第2组控制信号、电源、485通信排线；115指示灯信号排线；116第2组动力电源输出线；117电源启用、禁用控制线；118第1组动力电源供电线；119第2组动力电源供电线；120第1组动力直流电源输出；121第2组动力直流电源输出；122控制信号、指示灯信号、电源、485通信排线；123对外设备的24V供电输出线；124对外设备的输出输入信号线；125通信用的485信号线；126第一开关电源模块对单元模块320的供电电源线；127第一开关电源模块对单元模块321的供电电源线。

具体实施方式

除非另有定义，本发明所使用的所有技术和科学术语与属于本发明技术领域的技术人员通常理解的含义相同；在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明；本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本发明中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的、独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本发明所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，本发明电动开窗机控制系统采用模块化设计，将各个模块有序安置在控制箱箱体301内，具体的，本例包括控制箱箱体301、设置在控制箱箱体301内的智能控制模块308、电源控制装置、两组单元模块320、321，所述单元模块320、321分别控制一路负载开窗或关窗。

本发明的电源控制装置，包括电源控制器322、空气开关316、第一开关电源模块317(又称小功率开关电源)、第二开关电源模块312、313(又称大功率开关电源)，所述电源控制器322的控制端与智能控制模块318相连，所述空气开关316的电源输出端分别与所述第一开关电源模块317和电源控制器322的电源输入端相连，所述电源控制器322的电源输出端与所述第二开关电源模块312、313相连，所述第一开关电源模块317提供为各个模块内部芯片供电的低压电源；所述第二开关电源模块312、313输出大功率电源给单元模块320、321，然后由单元模块320、321控制负载开窗或关窗。

本发明通过将电源控制装置分别单独设置为第一开关电源模块317和第二开关电源模块312、313，从而将电源分为两路，分别为大功率电源和小功率电源，分别为控制装置内部供电及负载供电，将控制模块与负载供电分离，从而在负载不工作时，仅需要通过小功率电源对控制模块供电，大大节省了电源，此外，也能够有效避免因大功率电源开关断电时，主控电路无法工作的问题。

通过电源控制器322的设置，控制第二开关电源模块312、313打开或断开市电，由于部分大功率开关电源在接通市电时，其内部的散热风扇会持续转动，散热风扇长期持续转动会使大功率开关电源内部积累大量灰尘，并且散热风扇工作寿命有限，所以本发明在待机时，电源控制器切断大功率开关电源的市电输入，使大功率开关电源不通电，大功率开关电源内部的散热风扇不工作，从而大大增加大功率开关电源的寿命，在启动负载设备工作时，电源控制器将市电接通到大功率开关电源上，使大功率开关电源进入工作状态。在负载完成工作时，再将大功率开关电源的市电切断，达到了延长大功率开关电源的寿命、减小了待机功耗。

优选地，本例在控制箱箱体301内设置一箱体底板319，所述空气开关316、第一开关电源模块317、智能控制模块318、单元模块320、321并列设置在所述箱体底板319的中部下方，从而在所述箱体底板319上半部预留更多空间布置第二开关电源模块312、313，所述第二开关电源模块和单元模块不局限于2组，根据要驱动的负载数量确定。本例将电源控制器322布置在本例的第二开关电源模块312、313的一端，便于连接控制，此外，由于电源控制器322、第二开关电源模块312、313均为大功率供电，产生的热量较大，本例在其附近的控制箱箱体301上开一电源散热风扇入气孔302及箱体出气孔303，并在所述电源散热风扇入气孔302设置一开关电源的散热风扇315，便于控制器箱体301内部散热。

本例在智能控制器318一排的端部的单元模块附近设置一单元模块的散热风扇314，便于其散热，优选的，本例将开关电源的散热风扇315、散热风扇314分别设置在控制器箱体301的两侧，便于内部空气对流，提高散热效率。

本例还包括控制电路板323，所述控制电路板323设置在所述箱体底板319的下方，设有分别与所述控制箱箱体内部各个模块、外部开窗机相连的接口模块，实现外部与内部各个模块的控制及信息交互。

本例在控制箱门板304上还设置了指示模块和交互模块，本例的指示模块包括指示灯306-308、自动状态指示灯309、电源指示灯310，本例的交互模块为控制面板305。为了克服现有技术中每个指示灯、按钮等都是通过独立的线连接到主控电路板，造成接线较多、容易出错的问题，本例在控制箱门板304上设置一转换接线板311，所述转换接线板311的一端通过排线115接到智能控制模块318，一端通过排线108接到5个信号指示灯(306/307/308/309/310)，在组装时，只需要拉一根指示灯信号排线115连接智能控制模块318即可，从而大大方便了组装，将多根线改良为一跟排线，有效避免了接错线的情况。

以下结合附图对各个模块进行详细说明。

1、智能控制模块318

如图2所示，本例智能控制模块包括由所述底壳AA4和上壳AA5组成的壳体AA6，所述壳体AA6内设有腔体，所述腔体内层叠设置由三层电路板，分别为底层电路板AA1、中间层电路板AA2和顶层电路板AA3。

当然，本例不局限与三层结构设计，也可以根据需求设置为多层，或者将其中一层设置为小板拼接，通过多层电路板层叠设置在壳体内，大大节省了控制箱底板的空间，在有限的空间内集成了更多的功能、让出空间给控制箱底板布置体积更大的大功率开关电源，在相同的体积下，能够输出更大功率电源，有效减少电箱体积，从而能够适应狭小安装空间。

如图2和图3所示，本例合理布局各个电路板，其中，底层电路板AA1主要实现外部电气连接及接口连接，提供与外部有线连接的通道，中间层AA2为控制层和功能层，直接通过插针等方式与底层电路板AA1和顶层电路板AA3相连，实现对底层电路板AA1和顶层电路板AA3的控制。顶层电路板AA3靠近所述上壳AA5设置，设置有设置模块等，主要用于人机交互，并且，在所述上壳AA5的正面中部，还设置有与所述顶层电路板AA3设置模块等对应匹配的安装孔。

如图3和图6所示，本例的底层电路板AA1上布置有源消防信号输入电路A28、无源消防信号输入电路A27、消防反馈信号输出电路A29、光电隔离控制信号输入电路A30、受控信号输入电路A33、受控反馈信号输出电路A34、传感器输入接口电路A35、手动自动切换按钮输入接口电路A36、紧急按钮输入接口电路A32、开停关按钮输入接口电路A31、用于控制单元模块的输出接口电路A24、CAN现场总线通讯接口电路A38、紧急按扭输入接口电路A32、复位按扭输入接口电路A41、24V直流电源输出电路A37、485总线收发电路A25、指示灯信号输出电路A23、用于控制电源控制器的输出电路A20、用于控制机箱散热风扇的输出电路A20、24V电源输入的整流电路A17、5V转5V隔离电源A26。该底层电路板受第二层电路板控制，并为中间层、顶层电路板供电。

本例的控制单元模块的输出接口电路A24包括并联设置的两路控制开关继电器K1、继电器K2，本例控制模块控制继电器K1、K2，然后通过单元模块控制接口P2输出控制信号给对应的单元接口。其中，顶层电路板上设有LED指示灯，当继电器K1闭合时，开窗指示灯亮；当继电器K2闭合时，关停指示灯亮；停止动作时，两个指示灯均熄灭。

此外，在所述继电器K1、K2的电源接线端还设有压敏电阻RV1及自恢复保险丝F1，当电流超过设定值时，自恢复保险丝F1断开，保证单元模块后级负载的安全。

本例的底层电路板AA1固定在所述底壳AA4的底面上，在所述底壳AA4的底面上设有固定所述底层电路板AA1的固定螺丝柱。优选的，本例的底壳AA4远离所述底层电路板AA1的面设有第一凹槽，在所述第一凹槽内设有用于固定所述电动开窗机智能控制模块的卡扣，通过所述卡扣，将所述电动开窗机智能控制模块固定在电箱底板上的DIN导轨上，所述第一凹槽背面形成固定所述底层电路板AA1的固定面。该设置，一方面底层电路板AA1的固定面不会贴合模块的安装面，有利于形成空气流通通道，便于散热，另一方面，在非固定面外，不会与所述底层电路板AA1接触，在保证电路板安装稳定性的同时，也给上下两端的接口形成避让空间，便于布置接口，在本例的底层电路板AA1和中间层电路板AA2之间均设有4个螺丝孔，并用塑料隔离柱进行支撑和隔离，然后通过螺丝穿过中层电路板AA1和底层电路板AA2的螺丝孔，将这两层电路板固定在底壳AA4的螺丝固定柱上。另外，底层电路板AA1和中间层电路板AA2之间通过两组20PIN双排针连接信号，这两组20PIN双排针也有支撑的作用。顶层电路板AA3和中层电路板AA2之间通过两组20PIN双排针和塑料隔离柱连接，两组双排针起到连接信号和支撑的作用，塑料隔离柱起到支撑的作用。

如图3和图5所示，本例的中间层电路板AA2布置了MCU的控制芯片A11、时钟电路A14、钮扣电池A13、wifi无线模块A08、蓝牙模块A07、无线遥控收发模块A06、NB-IoT模块A09、蜂鸣器A15、8位拔码开关A12、温度传感器电路A11，该电路板主要用于控制底层电路板AA1、顶层电路板AA3、无线通信(A06、A07、A08、A09)。四个无线通信模块(A06、A07、A08、A09)用同一个接口，四个无线通信模块(A06、A07、A08、A09)为可选配件，也可以单独设置其中一个或多个，并且可根据实际需要进行更换。

如图3和图4所示，本例的顶层电路板AA3除了用于人机交互设置外，还可以用于显示。本例在顶层电路板AA3中部一侧布置一数码管A02，当然，也可以设置液晶显示屏A01或触控屏。在所述上壳AA5的正面设有与所述数码管A02匹配的显示及安装窗口。

本例的设置模块除了可以采用触控屏外，本例在数码管A02的旁边还设置了8键操作键盘电路A04、红外遥控信号接收器A05，用于通过按键设置或遥控设置智能控制模块318的参数，本例还在顶层电路板AA3上设置了LED指示灯电路A03，用于各种工作状态的指示。

智能控制模块318是电动开窗机控制系统的核心控制单元，通过26PIN排线109从接线及控制电路板323接收信号、输出信号、传输CAN总线数据信号、传输485总线数据信号；通过12PIN排线115连接到转换接线板311输出指示灯信号；通过排线113控制单元模块320，并为其供电；通过排线114控制单元模块321，并为其供电；通过导线104控制电源控制器322从而接通或断开大功率开关电源312/313的市电；通过电源控制器322启用或禁用大功率开关电源312/313；通过导线控制散热风扇315为大功率开关电源312/313散热；通过导线控制散热风扇314为单元模块320/321散热；通过485总线或排线122连接到控制面板305，使控制面板305上的指示灯显示信号，从控制面板305传回按钮控制信号；当空气开关316闭合时时，小功率开关电源317通过导线为智能控制模块318供电。

本发明通过三块电路板层叠布置在壳体AA6内，大大节省了控制箱的空间，从而为第二电源开关模块的布置节省更多空间，便于在有限的空间内集成了更多的功能。此外，采用本发明智能控制模块，模块化设计，将电路封装在壳体内，避免了在施工安装时的灰尘、沙石、泥土、水泥、装修涂料喷洒在电路上造成的损坏。将与外部模块通信的接口模块及电路模块统一设置在底层电路板上，便于研发布设外置接口，简化了生产、减少组装工时、减少因接线复杂造成错误、缩短了现场维护维修的时间。

2、电源控制装置

本电动开窗机控制系统中提供一种专用的电源控制器322，该电源控制器322受智能控制模块318控制，电源控制器322为第二开关电源模块313、312接通或断开市电。由于部份大功率开关电源在接通市电时，其内部的散热风扇会持续转动，散热风扇长期持续转动会使大功率开关电源内部积累大量灰尘，并且散热风扇工作寿命有限，所以在待机时，电源控制器322切断大功率开关电源的市电输入，使大功率开关电源不通电，大功率开关电源内部的散热风扇不工作从而大大增加大功率开关电源的寿命，在启动负载设备工作时，电源控制器322将市电接通到大功率开关电源上，使大功率开关电源进入工作状态。在负载完成工作时，再将大功率开关电源的市电切断，达到了延长大功率开关电源的寿命、减小了待机功耗。

如图7所示，本例的电源控制器包括继电器E01，所述继电器E01的线圈与控制模块接线端子相连，所述继电器E01的开关一端接所述空气开关输出端火线，所述继电器E01的开关另一端通过火线接第二开关电源模块。

优选地，所述电源控制器、空气开关、第一开关电源模块和第二开关电源模块均设有接线端口，所述电源控制器、空气开关、第一开关电源模块和第二开关电源模块分别通过各自的接线端口相互连接，通过模块化设计，内部避免进入灰尘，并且组装更加简单。

由于电源控制器与空气开关输出的火线直接相连，并受控制模块控制，在工作时，与之相连的第二开关电源模块会产生大量的热量，因此，在所述第二开关电源模块附近设一散热风扇，所述散热风扇由所述控制模块控制开关，为作为大功率开关电源的第二开关电源模块散热，本例的控制模块可以为电动开窗器的控制器，通过相应的接线端子相连。

本例的第二开关电源模块设置为两路，控制两路电机，对应的，本例在第二开关电源模块设置两路单元模块，该模块受控制模块控制，从第二开关电源模块取电，并为负载设备输出直流24V正相或反相电源，其接负载的功率输出端子连接到接线及控制电路板，通过接线及控制电路板上的端子输出至负载的开窗机，驱动开窗机动作。当然，一套电动开窗机控制系统可包含一个或多个单元模块，或将多个单元模块及多个第二开关电源模块布置在另一个控制箱内，控制多个负载，扩展大功率输出单元非常方便。

大功率开关电源312、大功率开关电源313，在待机时功耗较大，所以待机时，智能控制模块318通过两条电线104控制电源控制器322断开大功率开关电源312/313的市电220V输入，使大功率开关电源312/313不通电，从而在大部份待命的时间节约大量的电力。

部分开关电源有控制输入接口，智能控制模块318可通过电线117直接控制大功率开关电源312/313接入或断开市电。

3、单元模块320、321

本电动开窗机控制系统中提供一种专用的单元模块320、321，该模块通过两条电平线或排线连接到智能控制模块318。该模块受智能控制模块318控制，从大功率开关电源取电，并为负载设备输出直流24V正相或反相电源，其接负载的功率输出端子连接到接线及控制电路板323，通过接线及控制电路板323上的端子输出至负载的开窗机；一套电动开窗机控制系统可包含一个或多个单元模块，或将多个单元模块及大功率开关电源布置在另一个控制箱内，扩展大功率输出单元非常方便。本例大功率开关电源312为单元模块320供电，大功率开关电源313为单元模块321供电，单元模块320/321根据智能控制模块318的信号，输出24V正向电源(V+/V-)进行开窗或输出24V反向电源(V-/V+)进行关窗。单元模块320/321受智能控制模块318控制，智能控制模块318通过排线或导线113连接到单元模块320/321，单元模块320/321将大功率开关电源的动力电源输出端V+、V-进行方向切换，输出到接线及控制电路板323用于驱动开窗机动作。

本例单元模块320、321可以含有两种方案，可选择智能型、标准型两种规格。

如图8和图9所示，作为本发明的一个实施例，所述单元模块为标准型设置，包括单元模块壳体，所述单元模块壳体包括模块底壳BB1及模块外壳BB4,，设置在单元模块壳体内的电路板BB2及散热风扇B18，所述散热风扇B18对应处的单元模块壳体上设有散热孔B20，所述电路板BB2中部设有由继电器构成的H桥电路，实现电源输出的正向或反相切换，还设有切换开关，用于选择输入的、直接控制所述的H桥电路的控制信号来源。本发明围绕H桥电路设置有大功率接线端子电源输入接口B13、大功率接线端子动力输出接口B14、排线插座B15、接线端子B16、B17，通过排线插座B15和接线端子接控制模块，通过接线端子B17接分组控制信号，通过大功率接线端子电源输入接口B13接第二开关电源模块，通过大功率接线端子动力输出接口B14接负载。

本例在所述电路板BB2上方靠近外壳BB4的一侧还设置一灯板BB5，在灯板BB5后方设有与所述电路板BB2焊接的排针B22，在所述灯板BB5设有若干个指示灯，用于指示单元模块的工作状态。

如图10和图11所示，本例的单元模块还可以设置为智能型，标准型和智能型的区别在于上层电路板，本例的上层电路板为控制板BB3，在所述控制板上设有微控制器主控芯片MCU、分别与微控制器主控芯片相连的控制信号输入电路、开关控制电路、485总线收发电路及电源检测电路，还集成指示灯等。此外，在控制板上还设置一个总线终端电阻开关B19，当所述单元模块位于485总线末端时，开关B19用于启用终端电阻，抑制485信号的反射及畸变。

如图12和图13所示，在第一实施例的标准型单元模块中，外接端子只有Ao、Ac可输入信号。输入信号Ao、Ac通过切换开关SW1直接控制继电器K1、K2。当继电器K1闭合时，开窗指示灯亮；当继电器K2闭合时，关停指示灯亮；停止动作时，两个指示灯均熄灭。当对应的第二开关电源模块上电时，电源指示灯点亮。本例单元模块为纯硬件电路。

在第二实施例的智能型的单元模块中，输入信号Ao、Ac通过切换开关SW1切换引到上层控制板，信号进入微控制器主控芯片MCU，再由微控制器主控芯片MCU判断是否需要控制继电器K1、K2闭合。

本例还可以接收485总线信号、开窗无源信号输入信号、关窗无源信号输入信号、停止无源信号输入信号，这些信号通过底层板的排针B21引到上层控制板BB3，再由上层控制板BB3的微控制器主控芯片MCU决定是否需要控制继电器K1、K2进行闭合。

在一个控制模块，2个或以上的单元模块组成的系统中，每个单元模块可通过485总线接收信号，判断哪个单元模块需要执动作，每个挂载在485总线上的单元控制器可独立动作，从而使系统更加智能。

优选的，本例在所述单元模块上集成负载驱动电路，并且，在所述主控板BB3上设置第一隔离控制电路，用于将所述主控板与负载驱动隔离，所述电路板BB2上设有第二隔离控制电路，用于将所述电路板BB2与负载驱动隔离，避免外部静电等因素导致内部电路的烧毁，保证整个装置的安全。

4、控制电路板323

本电动开窗机控制系统中提供一种专用的接线及控制电路板323，该电路板位于电箱底板319最下方，该电路板上集成了各种对内对外接口，实现了在对外接线的位置有多种功能的端子接口。控制电路板323用排线作为信号线连接到智能控制模块，在生产时，组装更加简单快速。在维护时，排线容易插拔，更加容易更换接线及控制电路板323。

如图14和图15所示，本例电动开窗机控制系统的控制电路板，包括设置在电路板上，通过电路板走线相互连接的操作接口P7和排线插座P6,所述操作接口P7用于接收用户操作信号及外部信号，并输出给所述排线插座P6，所述排线插座P6用于与电动开窗机电箱内部控制模块接口通过排线109插接，所述电动开窗机控制电路板上还设有与所述排线插座P6相连的6个操作按键D100。本例的排线插座P6为26Pin的牛角排线插座。

优选地，在所述控制电路板上还设有控制模块，所述控制模块设有一26Pin的牛角排线插座，所述牛排线插座与所述排线插座P6的定义相同，所述排线109为牛角排线。

所述电动开窗机控制电路板还包括开窗机接线座P5和电源输出接线座P15，所述开窗机接线座P5设有两组控制电机的端子，分别通过信号线111和信号线116接电动开窗机电箱内部的单元模块，由单元模块控制开窗机的动作方向，所述电源输出接线座P15设有两组电源端子，电源端子通过信号线120、121分别接两组驱动电源，用于驱动开窗机或连接大功率的负载设备。

整个电箱中，只有一块电路板，控制电路板与其他控制模块电路板分离，并通过布置操作接口及与之相连的排线插座，将线路接口集成到操作接口P7和排线插座P6上，能够使外部接线端子及控制按钮紧凑排列在控制电路板上，便于外部接线及操作，实现对外接线的位置有多种功能的端子接口，功能齐全，兼容性强，占用更少的电箱底板安装空间。

本例的操作接口P7设有26个端子，端子根据功能分组设置，在每种功能端子下方对应位置设有便于操作人员操作的功能标识区，所述功能标识区标注有各种端子的功能，能够使操作人员很容易分辨各种端子的用途，操作更直观，有效防止误操作，安全性更高。

本例的各种操作按键D100并列布置在所述操作接口P7的上方，排列紧凑，便于布线，更加人性化。本例的端子25、26为CAN总线数据信号端子，在其上方还设有CAN总线终端电阻及启用开关D13，当所述的电动开窗机控制电路板接在CAN线末端时，打开CAN总线终端电阻及启用开关D13，用于避免CAN总线信号的反射和回波，提高CAN总线的信号传输质量。

如图14-图16所示，本例的操作接口P7的端子包括地线端子、有源消防信号输入端子、无源消防信号输入端子、消防反馈信号输出端子、受控信号输入端子、受控反馈信号输出端子、开窗无源信号输入端子、停止无源信号输入端子、关窗无源信号输入端子、传感器无源信号输入端子、光电隔离控制信号输入端子、紧急按钮输入端子、CAN总线数据信号端子、外部总线数据信号端子、24V直流电源端子，涵盖了电动开窗及所有的可能接线端子，功能齐全，兼容性强。所述操作接口P7的端子按照功能排列并在所述操作接口P7单侧设置，便于在电路板上布置各功能按键及接线操作。

本例的操作按键D100包括与排线插座P6相连的手动自动切换按键D11、复位按键D10，与紧急按钮输入端子相连的紧急启动按键D12，与开窗无源输入信号端子相连的开窗按键D07，与停止无源输入信号端子相连的停止按键D08，与关窗无源输入信号端子相连的关窗按键D09。

所述排线插座P6还设有复位端子及手动自动切换端子，所述电动开窗机控制电路板还设有与所述复位端子相连的复位按键，与相连的切换按键。

当然，本例的操作接口P7功能端子可以根据需求增删，所述排线插座P6的端子定义及数量也可以根据适配的控制模块进行适应性调整。

本例的排线插座P6上还设有485总线通信端子，所述电动开窗机控制电路还设有分别与所述排线插座P6的485总线通信端子相连的485总线插座P9，所述485总线插座P9用于通过485总线连接电动开窗机内部控制模块的485总线接口，该485总线插座P9的485总线可接到控制面板等人机交互模块、控制模块的手持参数设置调试设备。

本例的电动开窗机控制电路还设有CAN总线插座P8，所述CAN总线插座P8设有6个端子，其中，端子1-2与所述排线插座P6上的485总线通信端子相连，所述CAN总线插座P8的端子3-4分别接电源和地，端子5-6分别接操作接口P7上CAN总线数据信号端子及排线插座P6上的CAN总线通信端子。

本例的CAN总线插座P8可以将各种信号通过统一的接口输出，便于设备调试和测试。

如图16所示，本例的操作接口P7的CAN总线数据信号端子包括端子CAN H及端子CAN L，所述电动开窗机控制电路板还设有总线终端电阻R1及选择开关S8，所述总线终端电阻R1的一端与所述选择开关第一选择端相连，另一端与端子CAN H相连，所述选择开关S8的第二选择端悬空，常开端接端子CAN L。

如图16所示，本例的排线插座P6同样设有26个端子，各个端子的定义如下：

端子1、2为485总线通信端子，端子3、4为CAN总线端子，端子5为传感器电源供电输出端子，端子6为关窗无源输入信号端子，端子7为停止无源输入信号端子，端子8为开窗无源输入信号端子，端子9为紧急按钮输入端子，端子10为手动自动切换信号输入端子，端子11、12为接地端子，端子13为电源端子、端子14为485总线连接设备的工作电源端子，端子15为复位端子，端子16、18为有源消防信号端子，端子17为无源传感器输入信号端子，端子19、21为光电隔离控制信号输入端子，端子20为无源消防信号端子，端子22为受控输入信号端子，端子23、25为受控反馈信号端子，端子24、26为消防反馈信号端子。

本例通过设置并定制排线插座P6各个端子，将各种外部信号或操作信号引入到排线插座P6，并通过一条排插座的排线连接到控制模块，实现与控制模块的连接，将若干条信号线简化为一条排线，在生产时，组装更加简单快速，能够有效防止接线出错。在维护时，排线容易插拔，更加容易更换控制电路板，大大提高了调试、维护的便捷性。

5、转换接线板311

如图17所示，本电动开窗机控制系统中提供一种专用的转换接线板311，本例的转换接线板311包括根据信号流向依次设置的插座F02、转换电路F01、插座F03，其中，插座F02通过排线115接到智能控制模块318，插座F03通过排线108接到5个信号指示灯。

当然，本例的指示灯数量可以根据需求增减，也可以设置为一组多色指示灯来指示不同的状态。还可以设置为蜂鸣器等其它指示装置。

在生产时，控制箱门板304上的指示灯较多,以往让生产人员一条条线地接，容易接错线，本系统控制箱门板304上指示灯采用转换接线板311连接到智能控制模块318，采用一条排线115，一端插在转换接线板311，另一端按顺序连接指示灯。转换接线板311上两个简单的排线接口，极大地方便了组装，减少了错误的接线。在工地现场维修，拆除电箱门或带设备的电箱底板时，只需拔出转换接线板311上的排线插头即可将电箱底板的线和电箱门上的指示灯、按钮分离，使更换配件更加简单。

6、控制面板305

如图18所示，本电动开窗机控制系统中提供一种专用的控制面板305，该控制面板305为人机接口，采用1个排线接口或485总线接口连接到智能控制模块318，控制面板305上有电源指示灯G02、自动/手动状态指示灯G03、蜂鸣报警闪光灯G04、启动指示灯G05，启动指示灯G05在智能控制模块318控制单元模块320/321输出动力电源时点亮；还设置有受控指示灯G06、故障指示灯G07、开窗按钮G09、停止按钮G10、关窗按钮G11、紧急按钮G08、自动/手动状态切换按钮G12、上锁钥匙钮G14、复位按钮G13，该电路板用于人机信息交换及控制。控制面板305的485接口可接在控制电路板323的485总线插座上。

本例控制面板305有G15、G16两种接口可以和智能控制模块318通信，G15为普通电平信号排线，插座G16为485数据信号，485数据信号通过G01电路连接到各个指示灯和控制按键。

以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明所作的等效变化均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电动开窗机控制系统，其特征在于：包括控制箱箱体、设置在控制箱箱体内的智能控制模块、电源控制装置、一组以上单元模块，所述单元模块控制负载开窗或关窗，

还包括控制电路板，所述控制电路板设有分别与所述控制箱箱体内部各个模块、外部开窗机相连的接口模块，

所述电源控制装置包括电源控制器、空气开关、第一开关电源模块、第二开关电源模块，所述电源控制器的控制端与智能控制模块相连，所述空气开关的电源输出端分别与所述第一开关电源模块和电源控制器的电源输入端相连，所述电源控制器的电源输出端与所述第二开关电源模块相连，所述第一开关电源模块提供为各个模块内部芯片供电的低压电源；所述第二开关电源模块通过单元模块输出为负载提供大功率电源，

所述智能控制模块、电源控制器、空气开关、第一开关电源模块、第二开关电源模块、单元模块均为独立器件设置，分布在所述控制箱箱体内部。

2.根据权利要求1所述的电动开窗机控制系统，其特征在于：还包括设置在所述控制箱箱体内部的箱体底板，所述智能控制模块、电源控制器、空气开关、第一开关电源模块、第二开关电源模块、单元模块均布置在所述箱体底板上，还包括设置在所述控制箱箱体的箱门上的状态指示模块及与所述状态指示模块相连的转换接线板，所述转换接线板通过排线与所述智能控制模块相连。

3.根据权利要求1所述的电动开窗机控制系统，其特征在于：所述电源控制器、空气开关、第一开关电源模块和第二开关电源模块均设有接线端口，所述电源控制器、空气开关、第一开关电源模块和第二开关电源模块分别通过各自的接线端口相互连接，

所述电源控制装置还包括设置在第二开关电源模块附近的散热风扇，所述散热风扇由所述控制模块控制开关，

所述单元模块设置在所述第二开关电源模块输出端，用于切换正向电源或反向电源，所述单元模块包括单元模块壳体，设置在单元模块壳体内的电路板及散热风扇，所述散热风扇对应处的单元模块壳体上设有散热孔，所述电路板上设有H桥电路，用于实现电源输出的正向或反相切换，所述电路板上设有切换开关，用于选择输入的、直接控制所述H桥电路的控制信号来源。

4.根据权利要求3所述的电动开窗机控制系统，其特征在于：所述单元模块还包括与电路板相连的控制板，所述控制板用于控制所述H桥电路，所述控制板包括微控制器主控芯片、分别与微控制器主控芯片相连的控制信号输入电路、开关控制电路、总线收发电路及电源检测电路，其中，所述控制信号输入电路用于输入正反向、停止控制信号给所述微控制器主控芯片，所述开关控制电路用于控制所述H桥电路的开关动作，所述总线收发电路用于总线通信，所述电源检测电路用于检测第二开关电源模块的电源输出是否正常。

5.根据权利要求4所述的电动开窗机控制系统，其特征在于：所述控制板上还设置一总线终端电阻开关，当所述单元模块位于总线末端时，总线终端电阻开关用于启用终端电阻。

6.根据权利要求1所述的电动开窗机控制系统，其特征在于：还包括设置在箱门上的控制面板，所述控制面板与所述控制电路板上的通信接口相连。

7.根据权利要求1-6任一项所述的电动开窗机控制系统，其特征在于：所述控制电路板包括相互连接的操作接口P7和排线插座P6，所述操作接口P7用于接收用户操作信号并输出给所述排线插座P6，所述操作接口P7也用于和外部设备接收、发送信号，所述排线插座P6用于与所述智能控制模块接口通过排线插接，所述电动开窗机控制电路板上还设有与所述排线插座P6相连的操作按键，

所述电动开窗机控制电路板还包括开窗机接线座P5和电源输出接线座P15，所述开窗机接线座P5设有一组以上控制电机的端子，所述电源输出接线座P15设有与开窗机接线座P5电机控制电机的端子组数一致的电源端子。

8.根据权利要求7所述的电动开窗机控制系统，其特征在于：所述操作接口P7的端子包括地线端子、有源消防信号输入端子、无源消防信号输入端子、消防反馈信号输出端子、受控信号输入端子、受控反馈信号输出端子、开窗无源信号输入端子、停止无源信号输入端子、关窗无源信号输入端子、传感器无源信号输入端子、光电隔离控制信号输入端子、紧急按钮输入端子、CAN总线数据信号端子、外部总线数据信号端子、24V动力电源输出端子、24V直流电源端子中的几种或全部，所述电动开窗机控制电路板还设有与紧急按钮输入端子相连的紧急启动按键，与开窗无源输入信号端子相连的开窗按键，与停止无源输入信号端子相连的停止按键，与关窗无源输入信号端子相连的关窗按键。

9.根据权利要求8所述的电动开窗机控制系统，其特征在于：所述智能控制模块设有第二排线插座，所述第二排线插座与所述排线插座P6的定义相同，并通过排线相互连接，所述排线插座P6设有26个端子，其中，端子1、2为485总线通信端子，端子3、4为CAN总线端子，端子5为传感器电源供电输出端子，端子6为关窗无源输入信号端子，端子7为停止无源输入信号端子，端子8为开窗无源输入信号端子，端子9为紧急按钮输入端子，端子10为手动自动切换信号输入端子，端子11、12为接地端子，端子13为电源端子、端子14为485总线连接设备的工作电源端子，端子15为复位端子，端子16、18为有源消防信号端子，端子17为无源传感器输入信号端子，端子19、21为光电隔离控制信号输入端子，端子20为无源消防信号端子，端子22为受控输入信号端子，端子23、25为受控反馈信号端子，端子24、26为消防反馈信号端子。

10.根据权利要求1-6任一项所述的电动开窗机控制系统，其特征在于：所述智能控制模块包括壳体，在壳体内的层叠设置的多个电路板，所述底层电路板上设有与外部模块通信的接口模块及供电模块，所述顶层电路板上设有设置模块，所述底层电路板上的接口与供电接口固定在所述壳体上，所述壳体上还设有与设置模块匹配的安装孔。