CN208384448U - 一种带断线自检的温湿度控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带断线自检的温湿度控制器，包括微控制器、电源模块、温湿度传感器、告警模块、加热器/风扇，断线自检模块；温湿度传感器的输出端与微控制器的输入端电连接；微控制器的控制输出端与加热器/风扇的输入端电连接；加热器/风扇的输出端经断线自检模块连接微控制器；微控制器的报警输出端与告警模块的输入端电连接；电源模块用于其他各模块的供电；断线自检模块用于检测加热器/风扇是否接入供电回路。本实用新型提供一种带断线自检的温湿度控制器，在加热器或风扇的输出回路中加入断线自检功能，在满足自动控制的同时对潜在的控制失效进行预防。

Description

一种带断线自检的温湿度控制器

技术领域

本实用新型涉及电力系统的控制柜，尤其涉及一种带断线自检的温湿度控制器。

背景技术

现有的温湿度检测产品大多为通过温湿度传感器检测环境中温湿度值，与预设的温度或湿度警戒值比较，超出或低于警戒值即给出告警信息。对于大多数只给出告警信息的产品，存在这样的问题：出现告警信息时，现场无人或没能及时识别到告警信息，或不能及时的应对告警信息时，可能会对现场的设施或财产造成损害。

申请号为201610355362的温控器，除集成了上述的功能外，还具备控制功能，即检测的温湿度值超出或低于警戒值后，不但给出告警信息，还能控制与外部连接的风扇或加热器工作，从而改变周围环境的温度或湿度。该温控器虽然能够自动启动或关闭加热器或风扇来应对现场温度或湿度的异常，但如果在加热器或风扇与温控器连接异常，则该自动控制加热器或风扇的功能即失效。

实用新型内容

实用新型目的：为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种带断线自检的温湿度控制器。

技术方案：一种带断线自检的温湿度控制器，包括微控制器、电源模块、温湿度传感器、告警模块、加热器/风扇，断线自检模块；温湿度传感器的输出端与微控制器的输入端电连接；微控制器的控制输出端与加热器/风扇的输入端电连接；加热器/风扇的输出端经断线自检模块连接微控制器；微控制器的报警输出端与告警模块的输入端电连接；电源模块用于其他各模块的供电；断线自检模块用于检测加热器/风扇是否接入供电回路。

进一步的，断线自检模块包括整流桥、光耦，整流桥的输出端与光耦的输入端连接；断线自检模块的输入端通过限流电阻与加热器/风扇节点输出端连接，光耦的输出端连接微控制器的输入端。

进一步的，断线自检模块包括电流互感器、整流桥及采样电阻；电流互感器的输出端连接整流桥的输入端，整流桥的输出端连接采样电阻；电流互感器的输入端与加热器/风扇节点输出端连接；采样电阻两端连接微处理器以提供采样电压。

进一步的，告警模块包括告警指示灯和告警继电器输出节点。

进一步的，还包括友好用户界面，友好用户界面模块包括1×4键盘和OLED屏及外围电路，友好用户界面的输入端与微控制器的输出端连接。

进一步的，还包括485通讯模块，485通讯模块通过485通信串口线与微控制器连接。

有益效果：本实用新型提供一种带断线自检的温湿度控制器，在加热器或风扇的输出回路中加入断线自检功能，在满足自动控制的同时对潜在的控制失效进行预防；集成继电器节点输出、模拟电压电流量输出、485通讯输出等输出方式能够满足多种应用场合；提供多样告警类型，方便用户查询，使产生告警的因数清晰明了；友好用户界面功能强大，操作简单。

附图说明

图1为带断线自检的温湿度控制器的系统组成连接框图；

图2为报警方法的流程图；

图3为逻辑判断六位图；

图4为实施例一的未动作断线自检模块原理图；

图5为实施例二的断线自检模块原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

一种带断线自检的温湿度控制器，包括微控制器、电源模块、温湿度传感器、告警模块、加热器/风扇，断线自检模块；温湿度传感器的输出端与微控制器的输入端电连接；微控制器的控制输出端与加热器/风扇的输入端电连接；加热器/风扇的输出端经断线自检模块连接微控制器；微控制器的报警输出端与告警模块的输入端电连接；电源模块用于其他各模块的供电；断线自检模块用于检测加热器/风扇是否接入供电回路。各部分组成连接框图如图1所示。

温湿度传感器模块采用高精度的温湿度传感器芯片，经过滤波去噪处理，外加CRC校验，确保得到的温湿度值精确稳定可靠。本设计可以同时支持2路传感器同时工作，彼此相互独立。

告警模块由告警指示灯和告警继电器输出节点组成，告警种类有：温度越限告警、湿度越限告警、加热器/风扇断线告警、传感器异常告警、温度突变告警、系统异常告警。各个告警类型都具有相应的输出节点。只要其中有任一个告警产生，系统异常告警就产生。

友好用户界面模块是由1×4键盘和OLED屏及外围电路组成。用于显示实时的温度、湿度或告警信息。通过按键操作可以选择或关闭某些功能如：485通讯、模拟电压/电流输出、温湿度传感器工作路数和基准等功能；通过按键操作可以设置温度越限告警上下限数值、湿度越限告警上限值，设置温度动作上下限值、湿度上限值、温度动作后返回上下限回差值、湿度返回上限回差值。通过按键操作实现的修改操作，都必须进行密码验证后，方可生效。

断线自检模块用于实时监测加热器/风扇是否接入供电回路中，若不能接入回路时，能够及时给出提示告警信号，保证在现场温湿度环境异常时，加热器或风扇能够可靠工作。根据实现原理不同分为加热器/风扇动作时断线自检和加热器/风扇未动作时断线自检。动作时断线自检是微控制器通过断线自检模块检测加热器/风扇回路中的电流。未动作时断线自检是微控制器检测断线自检的高低电平来实现的。下面就两种原理分别介绍两个实施例：

实施例一：加热器/风扇未动作时断线自检原理：

加热器/风扇接点未闭合时，如图4，外部供电系统给加热器和风扇供电，经过限流电阻RA3或RA4和整流桥D7～D10，使光耦TLP785导通，微处理器通过检测DI1电平，若为低电平，说明外部加热器/风扇回路形成闭合回路，则加热器/风扇能够正常工作；若处理器检测DI1电平为高电平，则说明外部加热器/风扇回路未形成闭合回路，加热器/风扇断线。

实施例二：加热器/风扇动作时断线自检原理

加热器/风扇接点闭合后，外部供电系统给加热器和风扇供电，加热器/风扇正常工作，采集回路经过互感器ZMCT102C和整流桥D1～D4，采集整个回路的电流，再经过R13将电流转换成电压，微处理器通过采样电压大小判断外部回路是否形成闭合回路，若电压大于等于Un，说明外部形成闭合回路；若电压小于Un，则外部回路断线，加热器/风扇不工作。

485通讯模块采用485串口通讯，在MODBUS通讯协议基础上，对于写操作添加密码识别位，来保证通讯的安全性。

模拟电压/电流输出模块可以选择0～5V电压输出或4～20mA电流输出。微控制器将实时的温度和湿度转化为PWM波输出到模拟电压/电流输出模块。微控制器连接有电源模块，告警模块，加热器/风扇接点输出模块，键盘与显示模块，模拟电压/电流输出模块(可选)；温湿度传感器模块通过数据线与微控制器连接；485通讯模块(可选)通过485通信串口线与微控制器连接；断线自检模块分别与微控制器和加热器/风扇的外部回路相连。

结合图1和图2，系统处理过程具体为：上电后，进行一系列的初始化操作和自检，初始化操作完成后进入主工作流程。

当系统正常稳定运行后，微控制器通过与温湿度传感器的通信成功与否来判断温湿度传感器是否接入系统中，若通信失败，则产生告警信息并尝试重新接连温湿度传感器，直接进入图2-13步，传感器异常告警接点和系统异常告警接点闭合，指示灯点亮，除了断线告警接点保持原先状态外，其他所有告警接点和加热器风扇节点全部返回，同时，显示界面上显示传感器异常告警提示信息；若通信成功，则获取温湿度数据，并进行温度突变判断，若温度发生突变，温度突变告警接点闭合，其他与上述相似；若温度正常，微控制器则进行实时温湿度是否越上限或越下限，是否达到动作温度条件等判断，再结合逻辑判断六位图决定是加热器还是风扇接点开出等。逻辑判断六位图如图3所示。

当微控制器给出加热器或风扇信号，闭合相应接点后，若不带断线自检功能理论上外部与温控器连接的加热器或风扇设备就用该工作，但实际上，外接的加热器或风扇能不能有效工作时，此时温控器就无法检测到了，无法实现其自动控制的功能了。即不带断线自检功能温控器不能检测其输出端有效可靠工作。如果是带断线自检功能的温控器，能实时检测外接的加热器或风扇是否能有效可靠工作，若不能有效工作，能立即给出告警信号。

友好用户界面用于显示实时的温湿度值，以及方便用户设置更改参数等，485通信供用户与温控器进行数据交互。模拟电压电流输出，将温湿度值通过PWM波进行输出，是将数字量转化为模拟量。

Claims (6)

1.一种带断线自检的温湿度控制器，其特征在于，包括微控制器、电源模块、温湿度传感器、告警模块、加热器/风扇，断线自检模块；温湿度传感器的输出端与微控制器的输入端电连接；微控制器的控制输出端与加热器/风扇的输入端电连接；加热器/风扇的输出端经断线自检模块连接微控制器；微控制器的报警输出端与告警模块的输入端电连接；电源模块用于其他各模块的供电；断线自检模块用于检测加热器/风扇是否接入供电回路。

2.如权利要求1所述的带断线自检的温湿度控制器，其特征在于，断线自检模块包括整流桥、光耦，整流桥的输出端与光耦的输入端连接；断线自检模块的输入端通过限流电阻与加热器/风扇节点输出端连接，光耦的输出端连接微控制器的输入端。

3.如权利要求1所述的带断线自检的温湿度控制器，其特征在于，断线自检模块包括电流互感器、整流桥及采样电阻；电流互感器的输出端连接整流桥的输入端，整流桥的输出端连接采样电阻；电流互感器的输入端与加热器/风扇节点输出端连接；采样电阻两端连接微处理器以提供采样电压。

4.如权利要求1所述的带断线自检的温湿度控制器，其特征在于，告警模块包括告警指示灯和告警继电器输出节点。

5.如权利要求1所述的带断线自检的温湿度控制器，其特征在于，还包括友好用户界面，友好用户界面模块包括1×4键盘和OLED屏及外围电路，友好用户界面的输入端与微控制器的输出端连接。

6.如权利要求1所述的带断线自检的温湿度控制器，其特征在于，还包括485通讯模块，485通讯模块通过485通信串口线与微控制器连接。