CN202838004U - 臭氧发生器用控制器及臭氧发生器 - Google Patents

臭氧发生器用控制器及臭氧发生器 Download PDF

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丁香鹏
刘涛
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Abstract

本实用新型公开了一种臭氧发生器用控制器及臭氧发生器,所述控制器包括嵌入式主板,嵌入式主板包括有数据传输接口和主板通信接口,其数据传输接口连接有数字信号采集单元、A/D转换单元和D/A转换单元,其主板通信接口连接有PLC通信协议转换单元。本实用新型通过采用嵌入式主板及其外围电路构成控制器,从而有效解决了现有技术中采用PLC存在的成本高、通用性和兼容性差等的问题。

Description

臭氧发生器用控制器及臭氧发生器
技术领域
本实用新型涉及一种臭氧制备设备,具体地说,是涉及臭氧发生器用控制器及具有该控制器的臭氧发生器,尤其是涉及大型臭氧发生器用控制器。
背景技术
目前,臭氧发生器、尤其是自控型大型臭氧发生器都是采用PLC(可编程逻辑控制器)作为控制器的核心,用来获取设备运行数据,并对设备进行控制和调节。采用PLC作为控制器在使用过程中存在下述缺陷:
首先,现有性能可靠、安全性高的PLC几乎都被国外企业所垄断,成本较高,使得臭氧发生器产品在市场上无法形成有效的竞争力。
其次,由于历史问题及PLC厂家之间竞争的原因,不同厂家的PLC产品采用的通讯协议是不同的,相互之间无法进行直接通讯。臭氧发生器需要按照客户要求使用指定PLC,这样才能与客户自身的PLC网络兼容,这就导致臭氧发生器厂家要采购不同品牌的PLC以供客户选择,增加了产品采购、存储及管理成本。而且,不同品牌的PLC控制程序的编制也不同,针对A厂家编写的控制软件是不能在B厂家的PLC上运行的,导致控制软件通用性差,这样就产生了大量的功能相同的控制软件,增加了企业的开发和维护成本。
再次,现代企业在重视产品品质的同时对产品服务方面的要求也在不断提高,特别像大型臭氧发生器,设备需连续运转,且运行时产生大量数据,一旦设备出现问题,而技术服务人员不能及时赶到并解决问题而造成设备停机,会产生重大影响和损失。如果能将大型臭氧设备的控制器接入网络,将数据发送至厂家进行实时分析、实时预警、故障在线诊断,就可提高产品的售后服务效率,降低设备故障率。但现有PLC在这方面存在局限性, PLC必须通过网络模块接入到企业的局域网中,通过VPN的形式才能将输入送回至厂家,且传回的数据必须通过特定的软件进行读取接收,无法与企业自身的信息化系统进行数据的互联互通,导致形成信息孤岛。
发明内容
本实用新型的目的之一是提供一种臭氧发生器用控制器,该控制器采用嵌入式主板及其外围电路构成,从而有效解决了现有技术中采用PLC存在的成本高、通用性和兼容性差等的上述问题。
为解决上述技术问题,本实用新型采用以下技术方案予以实现:
一种臭氧发生器用控制器,包括嵌入式主板,嵌入式主板包括有数据传输接口和主板通信接口,其数据传输接口连接有数字信号采集单元、A/D转换单元和D/A转换单元,其主板通信接口连接有PLC通信协议转换单元。
如上所述的控制器,所述PLC通信协议转换单元包括有标准通信接口和PLC通信接口,PLC通信协议转换单元通过标准通信接口与所述嵌入式主板的主板通信接口相连接,而通过PLC通信接口与PLC设备的相应通信接口相连接。
如上所述的控制器,为与大多数的PLC设备相匹配,所述PLC通信接口包括有RJ45通信接口、RJ232通信接口及RJ485通信接口中的至少一种。
为进一步通过控制器的兼容性,所述PLC通信接口还包括有PCI通信接口,所述通信协议转换单元的PCI通信接口连接有PCI通讯卡,进而经PCI通讯卡与PLC设备的相应通信接口相连接。
如上所述的控制器,所述嵌入式主板的主板通信接口还连接有网络通信单元,以便与产品运维平台等进行网络通信。
如上所述的控制器,所述网络通信单元包括有Internet通信单元、WIFI通信单元、3G通信单元及GPRS通信单元中的至少一种。
如上所述的控制器,所述嵌入式主板的数据传输接口还连接有显示单元。
如上所述的控制器,所述嵌入式主板的数据传输接口还连接有操作输入单元。
如上所述的控制器,所述嵌入式主板的数据传输接口还连接有外部存储单元。
本实用新型的目的之二是提供一种臭氧发生器,该臭氧发生器中设置有上述所述的臭氧发生器用控制器,从而提高了臭氧发生器的智能控制水平。
与现有技术相比,本实用新型的优点和积极效果是:
1、使用嵌入式主板作为控制器的核心部件,可以灵活地扩展硬件,方便地进行控制系统的二次开发,功能丰富,比传统的PLC性能更加强大,且成本低廉。
2、可以与现有多种类型的PLC设备进行通讯,保证了控制器的兼容性,同时打通多PLC设备间的通讯壁垒,做到无缝切换。
3、支持多种网络通信方式,可以满足客户的不同联网需求,相对于传统的PLC控制器能保证数据实时、低廉的传送到网络中,供相关人员或系统进行数据分析和远程监控。
结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后,本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是本实用新型臭氧发生器用控制器一个实施例的架构图;
图2是图1实施例中PLC通信协议转换单元一个实施例的架构图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细的描述。
请参考图1,该图1所示为本实用新型臭氧发生器用控制器一个实施例的架构图。
如图1所示,该实施例的控制器包括有嵌入式主板,该嵌入式主板可以使嵌入式X86主板、嵌入式ARM主板或其它具有类似功能的主板,其内部集成有内存、CPU、集成芯片等,还包括有数据传输接口和主板通信接口。其中,数据通信接口可以是主板的I/O接口或其他总线通信接口。以嵌入式主板为核心,通过数据传输接口连接有数字信号采集单元、A/D转换单元和D/A转换单元,通过其主板通信接口连接有PLC通信协议转换单元。
嵌入式主板基于其windows操作系统或其他操作系统,通过A/D转换单元和D/A转换单元与臭氧发生器上的传感器、仪表、阀门等设备进行数据交换,实现对臭氧发生器的控制和调节;通过PLC通信协议转换单元与多种PLC设备,如上位机、总控机等进行数据交换,实现控制器对多种PLC设备的兼容性,同时打通多PLC设备间的通讯壁垒,做到数据通信的无缝切换。
此外,嵌入式主板的主板通信接口还连接有网络通信单元,可通过网络通信单元接入互联网、移动通信网、局域网等网络,以便与产品运维平台等进行网络通信,实现远程在线分析和监控。其中,网络通信单元可以为Internet通信单元、WIFI通信单元、3G通信单元及GPRS通信单元中的一种或多种,可以根据实际需求进行不同的搭配组合。
另外,嵌入式主板的数据传输接口还分别连接有显示单元、操作输入单元和外部存储单元。显示单元采用显示器、如液晶显示器来实现,用于将臭氧发生器的运行信息等显示给用户查看;操作输入单元可以采用触摸屏或键盘,以供用户输入操作命令;而外部存储单元可以将有关数据或程序导入至嵌入式主板内,或者从嵌入式主板内导出有关数据进行备份存储。
PLC通信协议转换单元的实现结构可以参考图2示出的一个实施例的架构图。
如图2所示,控制器中的PLC通信协议转换单元包括有与主板匹配的标准通信接口和与多种PLC设备匹配的PLC通信接口,在该实施例中,PLC通信接口包括有RJ45通信接口、RJ232通信接口、RJ485通信接口及PCI通信接口。通信协议转换单元通过其标准通信接口与嵌入式主板的主板通信接口相连接,以便于主板进行通信,而通过PLC通信接口与PLC设备的相应通信接口相连接,以与多种PLC设备进行通信。
该PLC通信协议转换单元具有协议自动匹配功能,可根据与之通讯的PLC设备的通讯协议,自动选择PLC通信接口并进行协议匹配,从而建立通信连接。在利用PLC通信协议转换单元与不同的PLC设备进行通信时,优先选用RJ45通信接口、RS232通信接口和RS485通信接口。当所连接的PLC设备不具备上述通信接口时,则选用PCI通信接口。在使用PCI通信接口时,需要连接PCI通讯卡,经PCI通讯卡与PLC设备的相应通信接口相连接。其中,PCI通讯卡可根据与之进行通讯的PLC设备进行选择,如与西门子系列PLC设备进行通讯时,可选用西门子品牌的通讯卡。
上述实施例的控制器的工作过程和原理可以简述如下:
臭氧发生器上的传感器、仪表、阀门等设备可输出模拟信号或数字信号,模拟信号(一般为电压或电流的形式)通过A/D转换单元转换为数字信号,通过嵌入式主板的数据传输接口传入至嵌入式主板;数字信号则通过数字信号采集单元进行集成,通过嵌入式主板的数据传输接口传入至嵌入式主板。嵌入式主板接受到臭氧发生器的各种数据信号或信息,经其CPU处理后,一方面通过显示单元向用户进行信息反馈,如设备的运行状态、故障信息等;另一方面CPU可根据预设定的程序对采集到的数据进行计算和判断,自动生成操作指令,嵌入式主板再把这些指令通过D/A转换单元和数字信号采集单元发送至臭氧发生器上的仪表、阀门等受控器件,实现自动控制。此外,用户还可通过显示单元向嵌入式主板输入命令和指示等控制信息,以便在自动控制的同时补充人工控制。而且,还可以外部存储单元将有关数据或程序导入至嵌入式主板内,或者从嵌入式主板内导出有关数据至外部存储单元中进行备份存储。
上述结构的控制器可以应用在臭氧发生器、尤其是大型臭氧发生器中作为主控设备来使用。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其进行限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,对于本领域的普通技术人员来说,依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种臭氧发生器用控制器,其特征在于,包括嵌入式主板,嵌入式主板包括有数据传输接口和主板通信接口,其数据传输接口连接有数字信号采集单元、A/D转换单元和D/A转换单元,其主板通信接口连接有PLC通信协议转换单元。
2.根据权利要求1所述的控制器,其特征在于,所述PLC通信协议转换单元包括有标准通信接口和PLC通信接口,PLC通信协议转换单元通过标准通信接口与所述嵌入式主板的主板通信接口相连接,而通过PLC通信接口与PLC设备的相应通信接口相连接。
3.根据权利要求2所述的控制器,其特征在于,所述PLC通信接口包括有RJ45通信接口、RJ232通信接口及RJ485通信接口中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的控制器,其特征在于,所述PLC通信接口还包括有PCI通信接口,所述通信协议转换单元的PCI通信接口连接有PCI通讯卡,进而经PCI通讯卡与PLC设备的相应通信接口相连接。
5.根据权利要求1所述的控制器,其特征在于,所述嵌入式主板的主板通信接口还连接有网络通信单元。
6.根据权利要求5所述的控制器,其特征在于,所述网络通信单元包括有Internet通信单元、WIFI通信单元、3G通信单元及GPRS通信单元中的至少一种。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的控制器,其特征在于,所述嵌入式主板的数据传输接口还连接有显示单元。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的控制器,其特征在于,所述嵌入式主板的数据传输接口还连接有操作输入单元。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的控制器,其特征在于,所述嵌入式主板的数据传输接口还连接有外部存储单元。
10.一种臭氧发生器,其特征在于,臭氧发生器中设置有上述权利要求1至9中任一项所述的臭氧发生器用控制器。
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