CN209308996U - 一种防排烟风机控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防排烟风机控制装置，包括控制器电路、外部信号输入隔离电路、继电器输出电路和内置电源电路；外部信号经过所述外部信号输入隔离电路连接所述控制器电路的第一信号输入端口；所述内置电源电路集成于智能控制器内部，将三相电源转换为智能控制器的工作电源。内置了开关电源电路，可以有效抑制来自电网的噪声对电源的侵害，也可以抑制由开关电源产生并向电网反馈的干扰，同时对传输线上的辐射也有显著的抑制作用。同时可以有效抑制快速瞬变群脉冲干扰，也可以对装置进行防雷保护，有效抑制差模和共模噪声。

Description

一种防排烟风机控制装置

技术领域

本实用新型涉及消防风机控制器领域，尤其涉及一种防排烟风机控制装置。

背景技术

风机控制装置用于控制排烟风机或防烟风机。发生火灾时，根据接收到的控制信号，排烟风机启动，将火灾产生的烟排放到室外；防烟风机启动，将室外的空气送入室内，从而降低室内烟浓度，达到排烟、防烟的目的。

传统的消防风机控制装置采用继电器控制方式，设备部件体积大，组装不易，线材箱体壳架成本高；而且，传统的消防风机控制装置的控制功能较为单一，仅能实现对消防风机的启停控制，而对于三相交流电源故障并不能及时检测出，不利于保护消防风机安全运行。

同时，现有的消防风机控制器，虽然可以对风机进行有效的自动化控制，但是其供电电源为外置的电源直接输入单片机，使用的时候及其不方便，需要携带外置电源进行工作。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提出了一种防排烟风机控制装置，包括外壳和外壳内的控制电路板，所述控制电路板包括控制器电路、外部信号输入隔离电路和继电器输出电路，还包括内置电源电路；外部信号经过所述外部信号输入隔离电路连接所述控制器电路的第一信号输入端口；所述继电器输出电路连接所述控制器电路的第一信号输出端口，所述继电器输出电路包括第一继电器控制电路，所述第一继电器控制电路用于控制主电机工作状态信号输出；所述内置电源电路集成于控制电路板上，将三相电源转换为智能控制器的工作电源。

所述内置电源电路包括脉冲群中高频滤波电路、防雷电路和EMC输出滤波电路；所述脉冲群中高频滤波电路用于抑制快速瞬变群脉冲干扰，所述防雷电路用于防雷保护，所述EMC输出滤波电路对输入电源进行差模滤波和共模滤波，并输出滤波后的电源；三相电源输入端连接脉冲群中高频滤波电路和防雷电路，防雷电路输出端连接EMC输出滤波电路。

所述脉冲群中高频滤波电路为一组安规电容，安规电容设置于三相电源每一相与地线之间，以及零线与地线之间。

所述防雷电路包括安规压敏电阻和放电管，三相电源的每一相上设置有一个电感元件和至少一个二极管，所述电感元件的两端均通过至少一个安规压敏电阻连接至零线；所述电感元件的前端支路上设置有至少一个放电管，放电管的另一端接地。

所述EMC输出滤波电路将整流后的三相电源合成为直流电源，并设置有差模电感和共模电感，直流电源的输入端和输出端之间连接有安规压敏电阻和安规电容。

一种防排烟风机控制装置，还包括电流/电压信号转换电路、错缺相监测电路和电压检测保护电路；所述电流/电压信号转换电路的输入端用于接收电流互感器传感信号，并将所述信号转换为电压信号，所述电流互感器与三相电源连接，用于检测三相电源的电流；所述错缺相监测电路的输入端用于接收三相电源电压输入降压转化为电压信号；所述电压检测保护电路用于对所述电流/电压信号转换电路和所述错缺相监测电路输出的电压信号进行钳位。

所述继电器输出电路还包括第二继电器控制电路、第三继电器控制电路、第四继电器控制电路、第五继电器控制电路，所述第二继电器控制电路用于控制消防联动信号输出，所述第三继电器控制电路用于控制手动/自动信号输出，所述第四继电器控制电路用于控制过载信号输出，所述第五继电器控制电路用于控制电源故障信号输出。

一种防排烟风机控制装置，还包括按键电路、显示电路、指示灯电路、蜂鸣器电路及控制面板；所述控制面板上设置有按键，所述控制面板上的按键经过所述按键电路连接所述控制器电路的第四信号输入端口；所述控制器的第二信号输出端口连接所述显示电路；所述控制器的第三信号输出端口连接所述蜂鸣器电路。

所述显示电路包括数码管显示电路和指示灯电路，所述数码管显示电路用于显示运行状态、操作提示以及电流和电压的检测数值，所述指示灯电路包括电源正常指示灯、电源故障指示灯、手动指示灯、自动指示灯、联动指示灯、消防风机故障指示灯、消防风机启动指示灯、普通风机启动指示灯、风机停止指示灯。

本实用新型的有益效果在于：在现有的消防风机控制器的基础上，内置了开关电源电路，可以有效抑制来自电网的噪声对电源的侵害，也可以抑制由开关电源产生并向电网反馈的干扰，同时对传输线上的辐射也有显著的抑制作用。同时可以有效抑制快速瞬变群脉冲干扰，也可以对装置进行防雷保护，有效抑制差模和共模噪声。

附图说明

图1是一种防排烟风机控制装置系统示意图；

图2是一种防排烟风机控制装置内置电源电路结构示意图；

图3是一种防排烟风机控制装置的电流/电压信号转换电路的结构示意图；

图4是一种防排烟风机控制装置的压降电路的结构示意图；

图5是一种防排烟风机控制装置的电压检测保护电路的结构示意图；

图6是一种防排烟风机控制装置的信号输入隔离电路的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，一种防排烟风机控制装置，包括外壳和外壳内的控制电路板，所述控制电路板包括控制器电路、外部信号输入隔离电路和继电器输出电路，还包括内置电源电路；外部信号经过所述外部信号输入隔离电路连接所述控制器电路的第一信号输入端口；所述继电器输出电路连接所述控制器电路的第一信号输出端口，所述继电器输出电路包括第一继电器控制电路，所述第一继电器控制电路用于控制主电机工作状态信号输出；所述内置电源电路集成于控制电路板上，将三相电源转换为智能控制器的工作电源。

所述控制电路板分为主电路板、显示电路板和电源电路板，外部信号输入隔离电路、继电器输出电路和内置电源电路设置于主电路板上；控制器电路设置于显示电路板上；内置电源电路设置于电源电路板。

控制器电路包括控制芯片及其外围电路，本实施例中的控制芯片选用STM32F030系列芯片。

如图2所示，所述内置电源电路包括脉冲群中高频滤波电路、防雷电路和EMC输出滤波电路；所述脉冲群中高频滤波电路用于抑制快速瞬变群脉冲干扰，所述防雷电路用于防雷保护，所述EMC输出滤波电路对输入电源进行差模滤波和共模滤波，并输出滤波后的电源；三相电源输入端连接脉冲群中高频滤波电路和防雷电路，防雷电路输出端连接EMC输出滤波电路。

所述脉冲群中高频滤波电路为一组安规电容，安规电容设置于三相电源每一相与地线之间，以及零线与地线之间。

所述防雷电路包括安规压敏电阻和放电管，三相电源的每一相上设置有一个电感元件和至少一个二极管，所述电感元件的两端均通过至少一个安规压敏电阻连接至零线；所述电感元件的前端支路上设置有至少一个放电管，放电管的另一端接地。

所述EMC输出滤波电路将整流后的三相电源合成为直流电源，并设置有差模电感和共模电感，直流电源的输入端和输出端之间连接有安规压敏电阻和安规电容。

一种防排烟风机控制装置，还包括电流/电压信号转换电路、错缺相监测电路和电压检测保护电路；所述电流/电压信号转换电路的输入端用于接收电流互感器传感信号，并将所述信号转换为电压信号，所述电流互感器与三相电源连接，用于检测三相电源的电流；所述错缺相监测电路的输入端用于接收三相电源电压输入降压转化为电压信号；所述电压检测保护电路用于对所述电流/电压信号转换电路和所述错缺相监测电路输出的电压信号进行钳位；所述包括电流/电压信号转换电路、错缺相监测电路和电压检测保护电路设置于主电路板上。

电流/电压信号转换电路的输入端连接电流互感器，电流/电压信号转换电路的输出端经过电压检测保护电路连接控制器电路的第一信号输入端口。其中，电流互感器共设置6个，分别安装于两路三相交流输入线路的每一相处，用于检测两路三相交流输入线路各相的电流。

电流/电压信号转换电路用于将电流互感器采集的信号转化为电压信号。电流/电压信号转换电路的结构如图3所示，包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容C1、第二电容C2和第一运算放大器U1,电流互感器通过插槽接入并连接于第一电阻R1两端，第一电阻R1的第一端连接第二电阻R2的第一端，第一电阻R1的第二端连接第三电阻R3的第一端，第二电阻R2的第二端分别连接第一电容C1的第一端、第四电阻R4的第一端和第一运算放大器U1的正输入端，第一电容C1的第二端和第四电阻R4的第二端连接于参照电压Vref，第三电阻R3的第二端分别连接第二电容C2的第一端、第五电阻R5的第一端和第一运算放大器U1的负输入端，第二电容C2的第二端和第五电阻R5的第二端连接于第一运算放大器U1的输出端并作为电流/电压信号转换电路的输出端。

错缺相监测电路用于将输入的三相交流电压降压并转化为能够用于检测的电压信号。错缺相监测电路的结构如图4所示，包括第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R113、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第三电容C3、第四电容C4、第二运算放大器U2，三相交流电源的A、B或C相连接由第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9的串联线路再连接于第十四电阻R14的第一端，三相交流电源的N相连接由第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R113的构成的串联线路再连接于第第十五电阻R15的第一端，第十四电阻R14的第二端分别连接第三电容C3的第一端、第十六电阻R16的第一端和第二运算放大器U2的正输入端，第三电容C3的第二端和第十六电阻R16的第二端连接，第十五电阻R15的第二端分别连接第四电容C4的第一端、第十六电阻R16的第一端和第二运算放大器U2的负输入端，第四电容C4的第二端和第十六电阻R16的第二端连接于第二运算放大器U2的输出端并作为错缺相监测电路的输出端。 控制器电路中，包含一个过载错缺相判断模块，对错缺相监测电路监测到的电压进行监控，防止设备电源问题。

电压检测保护电路用于对电流/电压信号转换电路及错缺相监测电路转化后的电压信号进行钳位，结构如图5所示，包括第十七电阻R17、第五电容C5和双二极管U3，双二极管U3包含第一二极管和第二二极管，第一二极管的正极作为双二极管U3的第一端，第二二极管的负极作为二极管U3的第二端，第一二极管的负极和第二二极管的正极连接作为双二极管U3的第三端；电流/电压信号转换电路和压降电路的输出端连接第十七电阻R17的第一端，第十七电阻R17的第二端连接第五电容C5的第一端和双二极管U3的第三端作为电压检测保护电路的输出端，第五电容C5的第二端和双二极管U3的第一端均接地，双二极管U3的第二端连接+3.3V直流电源。

外部信号经过外部信号输入隔离电路连接控制器电路的第三信号输入端口。外部信号包括：远程脉冲启动信号、远程脉冲停止信号、持续启停有源信号、持续启停无源信号、电机过载检测信号、电机运行检测、防火阀检测信号。

远程脉冲启动与停止信号来自控制柜以外的信号，由DC24V有源电压组成，点动启动，点动停止，由外部的两只按钮发出。

持续启停无源信号来自控制柜以外的自动控制信号，接通控制器启动回路时，风机运行，断开信号则风机停止。

持续启停有源信号来自消防中心的DC24V直流信号，在消防中用于强制启动。

电机过载检测信号来自风机供电回路中控制过载信号输出的继电器，如果该继电器过载，控制过载信号输出的继电器的辅助常闭触点变成常开触点，向控制器发出电机过载检测信号。

电机运行检测信号来自风机供电回路中的交流接触器，交流接触器辅助触头初始状态是常开触点，交流接触器工作后变为常闭触点，通过交流接触器辅助触头向控制器发出电机运行检测信号。如果在运行过程中，交流接触器自动释放则视为故障，控制器检测到自动释放的交流接触器发出停机指示命令并报警。

防火阀检测信号为消防风机工作的必要信号，控制器检测到防火阀未接入，会报警，控制器在任意状态都不能通过手动或自动信号启动风机。

信号输入隔离电路用于对外部信号的输入进行隔离，结构如图6所示，包括第十八电阻R18、第十九电阻R19和光耦U4，光耦U4内的发光器件正极作为光耦U4的第一端，光耦U4内的发光器件负极作为光耦U4的第二端，光耦U4内的接收器件输出端作为光耦U4的第四端，光耦U4内的接收器件输入端作为光耦U4的第三端，外部信号从第十九电阻R19的第一端输入，第十九电阻R19的第二端连接光耦U4的第一端，光耦U4的第二端连接外部信号地线，光耦U4的第三端连接本控制器地线，光耦U4的第三端连接第十八电阻R18第一端并作为外部信号输入隔离电路的输出端，第十八电阻R18的第二端连接+5V直流电源。

继电器输出电路包括第一继电器控制电路、第二继电器控制电路，第一继电器控制电路用于控制主电机工作状态信号输出；

所述继电器输出电路还包括第二继电器控制电路、第三继电器控制电路、第四继电器控制电路、第五继电器控制电路，所述第二继电器控制电路用于控制消防联动信号输出，所述第三继电器控制电路用于控制手动/自动信号输出，所述第四继电器控制电路用于控制过载信号输出，所述第五继电器控制电路用于控制电源故障信号输出。本实用新型的第二个实施例中，第二继电器控制电路用于控制星形输出，用于对电机实现双速控制。

一种防排烟风机控制装置，还包括按键电路、显示电路、指示灯电路、蜂鸣器电路及控制面板；所述控制面板上设置有按键，所述控制面板上的按键经过所述按键电路连接所述控制器电路的第四信号输入端口；所述控制器的第二信号输出端口连接所述显示电路；所述控制器的第三信号输出端口连接所述蜂鸣器电路；所述按键电路、显示电路、指示灯电路、蜂鸣器电路设置于显示电路板上，所述显示电路板与主电路板通过插针连接。数码管显示电路用于显示运行状态、操作提示以及电流和电压的检测数值，指示灯电路包括电源正常指示灯、电源故障指示灯、手动指示灯、自动指示灯、联动指示灯、风机故障指示灯、风机启动指示灯、风机停止指示灯。

所述控制面板上的按键包括：手动键、自动键、功能设置键、消防风机启动键、普通风机启动键、风机停止键。本实用新型中的按键电路、数码管显示电路、指示灯电路和蜂鸣器电路均为本领域常用电路，其电路结构在本申请中不再赘述。

所述显示电路包括数码管显示电路和指示灯电路，所述数码管显示电路用于显示运行状态、操作提示以及电流和电压的检测数值，所述指示灯电路包括电源正常指示灯、电源故障指示灯、手动指示灯、自动指示灯、联动指示灯、消防风机故障指示灯、消防风机启动指示灯、普通风机启动指示灯、风机停止指示灯。

所述电流/电压信号转换电路、错缺相监测电路、电压检测保护电路、外部信号输入隔离电路和继电器输出电路设置于主电路板，控制器电路、按键电路、显示电路、指示灯电路、蜂鸣器电路设置于显示电路板，主电路板与显示电路板通过插针连接。

电流互感器传感信号、三相交流电压的输入端信号和外部信号通过外部输入信号端子输入到主电路板，继电器输出电路输出的继电器控制信号通过外部输出信号端子输出至外部继电器。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种防排烟风机控制装置，包括外壳和外壳内的控制电路板，所述控制电路板包括控制器电路、外部信号输入隔离电路和继电器输出电路，其特征在于，还包括内置电源电路；外部信号经过所述外部信号输入隔离电路连接所述控制器电路的第一信号输入端口；所述继电器输出电路连接所述控制器电路的第一信号输出端口，所述继电器输出电路包括第一继电器控制电路，所述第一继电器控制电路用于控制主电机工作状态信号输出；所述内置电源电路集成于控制电路板上，将三相电源转换为智能控制器的工作电源；所述内置电源电路包括脉冲群中高频滤波电路、防雷电路和EMC输出滤波电路；所述脉冲群中高频滤波电路用于抑制快速瞬变群脉冲干扰，所述防雷电路用于防雷保护，所述EMC输出滤波电路对输入电源进行差模滤波和共模滤波，并输出滤波后的电源；三相电源输入端连接脉冲群中高频滤波电路和防雷电路，防雷电路输出端连接EMC输出滤波电路。

2.根据权利要求1所述的一种防排烟风机控制装置，其特征在于，所述脉冲群中高频滤波电路为一组安规电容，安规电容设置于三相电源每一相与地线之间，以及零线与地线之间。

3.根据权利要求1所述的一种防排烟风机控制装置，其特征在于，所述防雷电路包括安规压敏电阻和放电管，三相电源的每一相上设置有一个电感元件和至少一个二极管，所述电感元件的两端均通过至少一个安规压敏电阻连接至零线；所述电感元件的前端支路上设置有至少一个放电管，放电管的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的一种防排烟风机控制装置，其特征在于，所述EMC输出滤波电路将整流后的三相电源合成为直流电源，并设置有差模电感和共模电感，直流电源的输入端和输出端之间连接有安规压敏电阻和安规电容。

5.根据权利要求1所述的一种防排烟风机控制装置，其特征在于，还包括电流/电压信号转换电路、错缺相监测电路和电压检测保护电路；所述电流/电压信号转换电路的输入端用于接收电流互感器传感信号，并将所述信号转换为电压信号，所述电流互感器与三相电源连接，用于检测三相电源的电流；所述错缺相监测电路的输入端用于接收三相电源电压输入降压转化为电压信号；所述电压检测保护电路用于对所述电流/电压信号转换电路和所述错缺相监测电路输出的电压信号进行钳位。

6.根据权利要求1所述的一种防排烟风机控制装置，其特征在于，所述继电器输出电路还包括第二继电器控制电路、第三继电器控制电路、第四继电器控制电路、第五继电器控制电路，所述第二继电器控制电路用于控制消防联动信号输出，所述第三继电器控制电路用于控制手动/自动信号输出，所述第四继电器控制电路用于控制过载信号输出，所述第五继电器控制电路用于控制电源故障信号输出。

7.根据权利要求1所述的一种防排烟风机控制装置，其特征在于，还包括按键电路、显示电路、指示灯电路、蜂鸣器电路及控制面板；所述控制面板上设置有按键，所述控制面板上的按键经过所述按键电路连接所述控制器电路的第四信号输入端口；所述控制器的第二信号输出端口连接所述显示电路；所述控制器的第三信号输出端口连接所述蜂鸣器电路。

8.根据权利要求7所述的一种防排烟风机控制装置，其特征在于，所述显示电路包括数码管显示电路和指示灯电路，所述数码管显示电路用于显示运行状态、操作提示以及电流和电压的检测数值，所述指示灯电路包括电源正常指示灯、电源故障指示灯、手动指示灯、自动指示灯、联动指示灯、消防风机故障指示灯、消防风机启动指示灯、普通风机启动指示灯、风机停止指示灯。