CN203703309U - 远程控制阀电路控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种远程控制阀电路控制系统，包括微处理器模块、驱动电路、显示模块、温度检测模块和阀位检测模块以及总线通信接口模块，温度检测模块用于检测阀体内介质的温度信息，阀位检测模块通过光电检测装置检测阀位信息，微处理器模块通过驱动电路控制阀内电机工作，该微处理器模块还通过总线通信接口模块与上位机相连，显示模块用于显示所述温度信息和阀位信息。其显著效果是：本实用新型将传感器与阀体内流通的介质隔离，避免了传统的接触式传感器易损坏、寿命短和电绝缘能力差等缺点，延长了传感器的使用寿命；具备温度测量的功能；具备断电后自动打开的功能。

Description

远程控制阀电路控制系统

技术领域

本实用新型涉及到远程控制系统技术领域，具体地说，是一种远程控制阀电路控制系统。

背景技术

目前，市场上的采用通断时间面积法的热计量系统都采用室内温控器有线控制阀门进行调节室内温度，使用RS485、Ｍ－BUS总线等有线通信进行数据传输集中抄表，或使用IC卡进行预付费管理。此类技术存在以下缺点：直接采用两个微动开关进行阀门的开关位置检测，其中一个微动开关始终处在被压紧的状态，存在容易损坏寿命较短的问题；同时大多不具备温度测量的功能比例与供热公司监测到供热情况；不具备断电后自动打开的功能，在阀门关闭状态下突然断电导致用户无法供暖温度过低甚至爆管的情况。

因此，随着节能减排工作的深入和国家政策的引导，以及JGJ173-2009供热计量技术规程的出台实施、国内供热计量市场的需求，目前十分急需一种能够长期运行可靠，功能完善有良好的保护机制，并且具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力的远程控制阀电路控制系统。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种能够长期运行可靠，功能完善有良好的保护机制的控制阀电路控制系统。

为达到上述目的，本实用新型表述一种远程控制阀电路控制系统，包括电源模块和微处理器模块，其关键在于：所述微处理器模块上连接有驱动电路、显示模块、信号处理模块以及总线通信接口模块，在所述信号处理模块的输入端分别连接有温度检测模块和阀位检测模块，所述温度检测模块用于检测阀体内部流通介质的温度信息，所述阀位检测模块通过光电检测装置检测阀位信息，所述信号处理模块对获得的温度信息与阀位信息进行信号处理，所述微处理器模块通过驱动电路控制阀内电机工作，该微处理器模块还通过所述总线通信接口模块与上位机相连，所述显示模块用于显示所述温度信息和阀位信息。

通过光电检测装置监测阀体内部的阀位信息，避免了传统的接触式传感器易损坏、寿命短、电绝缘能力差等缺点，延长了传感器的使用寿命。另外，增加了温度检测模块，使得控制阀具备温度测量的功能，便于供热公司监测供热情况。

所述远程控制阀包括阀体和安装在该阀体上的执行体，所述执行体包括底座和盖装在底座上端的阀盖，所述阀盖与底座之间从上到下依次安装有显示模块、主电路板、减速电机和联接件，所述联接件上端外壁设置有一圈圆台，该圆台上设有弧形安装槽，在该弧形安装槽中装设有检测杆，在所述主电路板上安装所述微处理器模块、驱动电路、信号处理模块、阀位检测模块、总线通信接口模块以及电源模块，所述阀位检测模块包括光电检测装置，所述检测杆与光电检测装置相配合检测阀门的阀位信息。

通过上述结构，将阀位检测装置与待检测介质隔离，避免了介质温度、腐蚀性等对传感器监测精度的干扰，提高了传感器的抗干扰能力。

所述光电检测装置包括第一光电耦合器与第二光电耦合器，所述第一光电耦合器的第一引脚串接电阻R4后接第一工作电源，第二引脚与所述信号处理模块的一个输出端相连，第三引脚与所述信号处理模块的一个输入端相连，第三引脚还串接电阻R5后接第一工作电源，第四引脚接地；所述第二光电耦合器的第一引脚串接电阻R4后接第一工作电源，第二引脚与所述信号处理模块的一个输出端相连，第三引脚与所述信号处理模块的一个输入端相连，第三引脚还串接电阻R6后接第一工作电源，第四引脚接地。

为了提高对阀体内部流通介质温度检测的精度，所述温度检测模块包括第一温度传感器接口和第二温度传感器接口，所述第一温度传感器接口和第二温度传感器接口通过集成开关连接到所述微处理器模块的两个输出端，所述集成开关选用74HC4052芯片，所述集成开关的控制信号输入端与所述微处理器模块的一个控制信号输出端相连。

所述电源模块包括降压电路和电压转换电路，所述降压电路包括电压转换器和外接电源接口，所述电压转换器采用TPS5401电压转换芯片，外接电源接口的第一引脚串接二极管D3后与保险管F1的一端连接，保险管F1的另一端与电压转换器第二引脚连接，外接电源接口的第二引脚接地，在外接电源接口的第二引脚和电压转换器第二引脚之间还并行连接有TVS二极管Z1与电容C14；

电压转换器的第一引脚连接到电容C12的一端，电容C12的另一端与第十引脚连接，电容C12的另一端还串接电感线圈L1后与5V电压输出端连接，5V电压输出端经并行连接的电阻R20和二极管D2后连接到TVS二极管Z3的负极，TVS二极管Z3的正极接地，在TVS二极管Z3上还并联有超级电容C13，在接地端与电容C12之间连接有二极管D4；

电压转换器的第四引脚串接电容C17后接地，第五引脚串接D电阻R24后接地，第七引脚串接电阻R21后与5V电压输出端连接，第七引脚还串接电阻R23后接地，第八引脚串接电容C16后接地，第八引脚还串接电阻R22后连接到电容C15的一端，电容C15的另一端接地，第九引脚与第十一引脚均接地。

所述电源模块中采用了超级电容以作为断电后的备用电源，使得控制阀具备断电后自动打开的功能，避免了在阀门关闭状态下突然断电导致用户无法供暖甚至温度过低爆管的情况。

本实用新型的显著效果是：结构简单，设计合理，通过光电检测装置监测阀体内部的阀位信息，将传感器与阀体内流通的介质隔离，避免了传统的接触式传感器易损坏、寿命短、抗干扰能力差和电绝缘能力差等缺点，延长了传感器的使用寿命；设置温度检测模块使得控制阀具备温度测量的功能，便于供热公司监测供热情况；带有备用电源，使得控制阀具备断电后自动打开的功能。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理框图；

图2是本实用新型的结构示意图；

图3是图1中阀位检测模块6的结构示意图；

图4是光电检测装置6a的电路原理图；

图5是图1中温度检测模块5的电路原理图；

图6是图1中微处理器模块1的电路原理图；

图7是图1中总线通信接口模块7的电路原理图；

图8是图1中电源模块8的降压电路的电路原理图；

图9是图1中电源模块8的电压转换电路的电路原理图；

图10是驱动电路2的电路原理图。

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以及工作原理作进一步详细说明。

参见附图1，一种远程控制阀电路控制系统，包括电源模块8和微处理器模块1，其特征在于：所述微处理器模块1上连接有驱动电路2、显示模块3、信号处理模块4以及总线通信接口模块7，在所述信号处理模块4的输入端分别连接有温度检测模块5和阀位检测模块6，所述温度检测模块5用于检测阀体内部流通介质的温度信息，所述阀位检测模块6通过光电检测装置6a检测阀位信息，所述信号处理模块4对获得的温度信息与阀位信息进行信号处理，所述微处理器模块1通过驱动电路2控制阀内电机工作，该微处理器模块1还通过所述总线通信接口模块7与上位机9相连，所述显示模块3用于显示所述温度信息和阀位信息。

参见附图2-3，所述远程控制阀包括阀体10和安装在该阀体10上的执行体11，所述执行体11包括底座111和盖装在底座111上端的阀盖112，所述阀盖112与底座111之间从上到下依次安装有显示模块3、主电路板114、减速电机115和联接件116，所述联接件116上端外壁设置有一圈圆台117，该圆台117上设有弧形安装槽，在该弧形安装槽中装设有检测杆118，在所述主电路板114上安装所述微处理器模块1、驱动电路2、信号处理模块4、阀位检测模块6、总线通信接口模块7以及电源模块8，所述阀位检测模块6包括光电检测装置6a，所述检测杆118与光电检测装置6a相配合检测阀门的阀位信息。

参见附图4，所述光电检测装置6a包括第一光电耦合器U2与第二光电耦合器U3，所述第一光电耦合器U2的第一引脚串接电阻R4后接第一工作电源VCC，第二引脚与所述信号处理模块4的一个输出端相连，第三引脚与所述信号处理模块4的一个输入端相连，第三引脚还串接电阻R5后接第一工作电源VCC，第四引脚接地；所述第二光电耦合器U2的第一引脚串接电阻R4后接第一工作电源VCC，第二引脚与所述信号处理模块4的一个输出端相连，第三引脚与所述信号处理模块4的一个输入端相连，第三引脚还串接电阻R6后接第一工作电源VCC，第四引脚接地。

参见附图5，所述温度检测模块5包括集成开关U1、第一温度传感器接口和第二温度传感器接口，所述集成开关U1选用74HC4052芯片，第一温度传感器接口的第二引脚与集成开关U1的第二引脚连接，第一温度传感器接口的第二引脚还经电容C1接地，第一温度传感器接口的第一引脚与第二温度传感器接口的第一引脚连接后接地，第二温度传感器接口的第二引脚与集成开关U1的第四引脚连接，第二温度传感器接口的第二引脚还经电容C2接地；

集成开关U1的第一引脚与第十二引脚连接，第十二引脚还串接电阻R2后接地，集成开关U1的第二引脚还与第十五引脚连接，第三引脚上连接有恒流源，第四引脚还与第十一引脚连接，第五引脚与第十四引脚连接，第十四引脚还串接电阻R1后与第十二引脚连接，第六引脚与所述信号处理模块4连接，第七与第八引脚均接地，第九与第十引脚均与所述信号处理模块4连接，在第十三引脚上连接有信号放大电路。

参见附图6，所述微处理器模块1采用MSP430F235控制芯片。该控制芯片具有低电源电压范围，超低功耗，可在不到1μs的时间里超快速地从待机模式唤醒，16位精简指令集RISC架构，62.5ns指令周期时间，内部频率高达16MHz，内部极低功耗低频LF振荡器，32kHz晶振，具有4个精度为±1%校准频率且高达16MHz的内部频率，带内部基准，具有3个捕获/比较寄存器的16位Timer_A，支持自动波特率检测的增强型通用异步接收发器，IrDA编码器和解码器，同步串行外设接口的技术特点。

参见附图7，所述总线通信接口模块7包括总线收发器U10、第三光电耦合器U9、第四光电耦合器U11、三极管Q2、和三极管Q3，所述总线收发器U10采用TSS721A仪表总线转换芯片，该总线收发器U10的第一引脚串接电阻R35后与电阻R34的一端，电阻R34的另一端与总线接口的第二引脚连接，总线接口的第一引脚经电阻R31与电阻R32的一端连接，电阻R32的另一端与总线收发器U10的第十六引脚相连，在所述电阻R32与电阻R35之间还接有两个反向串联的稳压二极管Z2；

总线收发器U10的第三引脚经电解电容C27后接地，第四引脚经电阻R40后接地，第六引脚经电容C28后接地；

总线收发器U10的第八引脚与第三光电耦合器U9的第一引脚连接，第三光电耦合器U9的第二引脚经并行连接的电阻R28与电容C24后接电源，第三光电耦合器U9的第三引脚接第一工作电源VCC，第四引脚经并行连接的电阻R30与电容C25后与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的集电极串接电阻R27后接第一工作电源VCC，三极管Q2的集电极还串接电阻R29后与所述微处理器模块1连接，三极管Q2的发射极接地，在三极管Q2的发射极与第三光电耦合器U9的第二输出端之间连接有电阻R33；

总线收发器U10的第九引脚串接电容C29后接地，第九引脚还与第十一引脚连接，第十一引脚接电源，第十二引脚串接电阻R36后与三极管Q3的集电极连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极还串接电阻R37后接电源，三极管Q3的基极经并行连接的电阻R41与电容C30后与第四光电耦合器U11的第三引脚连接，在第四光电耦合器U11的第三引脚与三极管Q3的发射极之间连接有电阻R43，第四引脚接电源，第四光电耦合器U11的第一输入端与所述微处理器模块1的一个输出端连接，第二输入端经并行连接的电容C26与电阻R39后连接到第一工作电源VCC：

总线收发器U10的第十四引脚经电阻R38后接地，第十五引脚接地，其余引脚均空置。

参见附图8，所述电源模块8包括降压电路和电压转换电路，所述降压电路包括电压转换器U7和外接电源接口，所述电压转换器U7采用TPS5401电压转换芯片，外接电源接口的第一引脚串接二极管D3后与保险管F1的一端连接，保险管F1的另一端与电压转换器U7第二引脚连接，外接电源接口的第二引脚接地，在外接电源接口的第二引脚和电压转换器U7第二引脚之间还并行连接有TVS二极管Z1与电容C14；

电压转换器U7的第一引脚连接到电容C12的一端，电容C12的另一端与第十引脚连接，电容C12的另一端还串接电感线圈L1后与5V电压输出端连接，5V电压输出端经并行连接的电阻R20和二极管D2后连接到TVS二极管Z3的负极，TVS二极管Z3的正极接地，在TVS二极管Z3上还并联有超级电容C13，在接地端与电容C12之间连接有二极管D4；

电压转换器U7的第四引脚串接电容C17后接地，第五引脚串接D电阻R24后接地，第七引脚串接电阻R21后与5V电压输出端连接，第七引脚还串接电阻R23后接地，第八引脚串接电容C16后接地，第八引脚还串接电阻R22后连接到电容C15的一端，电容C15的另一端接地，第九引脚与第十一引脚均接地。

参见附图9，所述电压转换电路包括稳压模块，所述稳压模块采用TLV70433稳压芯片，该稳压模块的第一引脚接地，第二引脚接5V电压输出端连接，在第一引脚与5V电压输出端之间还连接有电容C18，第三引脚与第一工作电源VCC输出端连接，在第一工作电源VCC输出端与接地端之间还并行连接有电容C19与电容C20，第三引脚还经电阻R25与第二工作电源VCC0输出端连接，在第二工作电源VCC0输出端与接地端之间还并行连接有电容C21与电容C23，在第三引脚与接地端之间还串联有电容C22与电阻26。

参见附图10，所述驱动电路2包括驱动芯片U5，该驱动芯片U5采用DRV8832步进电机控制器，驱动芯片U5的第一引脚与电机接口的第一引脚，驱动芯片U5的第二引脚经电阻R17接地，第三引脚与电机接口的第二引脚相连，在驱动芯片U5的第一引脚与第三引脚之间还连接有电容C6，驱动芯片U5的第四引脚接5V外接电源，第五引脚接地，在第四引脚与第五引脚之间连接有电容C7，第六引脚与二极管D1的负极相连，二极管D1的正极连接到微处理器模块1的一个输出端，二极管D1的正极还串接电阻R16后接第一工作电源VCC，驱动芯片U5的第七引脚与第八引脚相连，第九引脚与第十引脚连接到微处理器模块1。

工作原理：远程控制阀电路控制系统通过温度检测模块5检测阀体内介质的温度信息，阀位检测模块6通过光电检测装置6a检测阀位信息，然后将所检测的信息发送至信息处理模块4，微处理器模块1从信息处理模块4获取检测信号，经过计算处理后通过驱动电路控制阀内电机工作，且将所述温度信息通过和阀位信息显示模块3显示，所述微处理器模块1还通过所述总线通信接口模块7与上位机9交换信息。

Claims (5)

1.一种远程控制阀电路控制系统，包括电源模块（8）和微处理器模块（1），其特征在于：所述微处理器模块（1）上连接有驱动电路（2）、显示模块（3）、信号处理模块（4）以及总线通信接口模块（7），在所述信号处理模块（4）的输入端分别连接有温度检测模块（5）和阀位检测模块（6），所述温度检测模块（5）用于检测阀体内部流通介质的温度信息，所述阀位检测模块（6）通过光电检测装置（6a）检测阀位信息，所述信号处理模块（4）对获得的温度信息与阀位信息进行信号处理，所述微处理器模块（1）通过驱动电路（2）控制阀内电机工作，该微处理器模块（1）还通过所述总线通信接口模块（7）与上位机（9）相连，所述显示模块（3）用于显示所述温度信息和阀位信息。

2.根据权利要求1所述的远程控制阀电路控制系统，其特征在于：所述远程控制阀包括阀体（10）和安装在该阀体（10）上的执行体（11），所述执行体（11）包括底座（111）和盖装在底座（111）上端的阀盖（112），所述阀盖（112）与底座（111）之间从上到下依次安装有显示模块（3）、主电路板（114）、减速电机（115）和联接件（116），所述联接件（116）上端外壁设置有一圈圆台（117），该圆台（117）上设有弧形安装槽，在该弧形安装槽中装设有检测杆（118），在所述主电路板（114）上安装所述微处理器模块（1）、驱动电路（2）、信号处理模块（4）、阀位检测模块（6）、总线通信接口模块（7）以及电源模块（8），所述阀位检测模块（6）包括光电检测装置（6a），所述检测杆（118）与光电检测装置（6a）相配合检测阀门的阀位信息。

3.根据权利要求2所述的远程控制阀电路控制系统，其特征在于：所述光电检测装置（6a）包括第一光电耦合器（U2）与第二光电耦合器（U3），所述第一光电耦合器（U2）的第一引脚串接电阻R4后接第一工作电源（VCC），第二引脚与所述信号处理模块（4）的一个输出端相连，第三引脚与所述信号处理模块（4）的一个输入端相连，第三引脚还串接电阻R5后接第一工作电源（VCC），第四引脚接地；所述第二光电耦合器（U2）的第一引脚串接电阻R4后接第一工作电源（VCC），第二引脚与所述信号处理模块（4）的一个输出端相连，第三引脚与所述信号处理模块（4）的一个输入端相连，第三引脚还串接电阻R6后接第一工作电源（VCC），第四引脚接地。

4.根据权利要求1所述的远程控制阀电路控制系统，其特征在于：所述温度检测模块（5）包括第一温度传感器接口和第二温度传感器接口，所述第一温度传感器接口和第二温度传感器接口通过集成开关（U1）连接到所述微处理器模块（1）的两个输出端，所述集成开关（U1）选用74HC4052芯片，所述集成开关（U1）的控制信号输入端与所述微处理器模块（1）的一个控制信号输出端相连。

5.根据权利要求1所述的远程控制阀电路控制系统，其特征在于：所述电源模块（8）包括降压电路和电压转换电路，所述降压电路包括电压转换器（U7）和外接电源接口，所述电压转换器（U7）采用TPS5401电压转换芯片，外接电源接口的第一引脚串接二极管D3后与保险管F1的一端连接，保险管F1的另一端与电压转换器（U7）第二引脚连接，外接电源接口的第二引脚接地，在外接电源接口的第二引脚和电压转换器（U7）第二引脚之间还并行连接有TVS二极管Z1与电容C14；

电压转换器（U7）的第一引脚连接到电容C12的一端，电容C12的另一端与第十引脚连接，电容C12的另一端还串接电感线圈L1后与5V电压输出端连接，5V电压输出端经并行连接的电阻R20和二极管D2后连接到TVS二极管Z3的负极，TVS二极管Z3的正极接地，在TVS二极管Z3上还并联有超级电容C13，在接地端与电容C12之间连接有二极管D4；

电压转换器（U7）的第四引脚串接电容C17后接地，第五引脚串接D电阻R24后接地，第七引脚串接电阻R21后与5V电压输出端连接，第七引脚还串接电阻R23后接地，第八引脚串接电容C16后接地，第八引脚还串接电阻R22后连接到电容C15的一端，电容C15的另一端接地，第九引脚与第十一引脚均接地。