CN209746406U - 智能粮仓的设备控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了智能粮仓的设备控制电路，智能粮仓的设备控制电路，智能粮仓的设备控制电路，包括PLC主机以及设置在智能粮仓上的被控设备，还包括从站模块，PLC主机通过RS485通讯电路与从站模块连接，从站模块通过接触器与被控设备连接；接触器包括衔铁、弹簧、线圈以及铁芯，铁芯设置在固定端上，衔铁设置在活动端上，弹簧在衔铁与铁芯的上下两侧各设置有一个，且弹簧的一端与固定端连接，弹簧的另一端与活动端连接，线圈环绕在铁芯内，线圈与从站模块的输出端口连接；本实用新型降低了设备电源电缆长度，并降低了施工难度；同时，通过接触器来有效的控制被控设备。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能粮仓领域，特别涉及智能粮仓的设备控制电路。
背景技术
粮仓，即储藏粮食的专用建筑物。随着时代的发展，各种智能技术的应用也越加的广泛。比如在现有的智能粮仓就应用了智能通风系统，它包括远程自动控制轴流风机、自动仓窗、风机等通风设备以进行排热通风、降温通风以及降水通风，有效地降低通风能耗及成本，提高通风效率和准确度。同时大幅度减轻粮库保管人员的劳动强度，改善粮库工作环境。
在现有技术中，智能粮仓内的设备控制是由PLC主机直接控制。然而，诸如风机、空调等设备是分散在粮仓墙壁上的不同位置，由单一主机控制不仅增加了设备电源电缆长度，也增加了施工难度。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供智能粮仓的设备控制电路，能够降低设备电源电缆长度，并降低了施工难度。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
智能粮仓的设备控制电路，包括PLC主机以及设置在智能粮仓上的被控设备，还包括从站模块，所述PLC主机通过RS485通讯电路与所述从站模块连接，所述从站模块通过接触器与所述被控设备连接；
所述接触器包括衔铁、弹簧、线圈以及铁芯，所述铁芯设置在固定端上，所述衔铁设置在活动端上，所述衔铁与所述铁芯的上下两侧各设置有一个所述弹簧，且所述弹簧的一端与所述固定端连接，所述弹簧的另一端与所述活动端连接，所述线圈环绕在所述铁芯内，所述线圈与所述从站模块的输出端口连接。
进一步地，所述PLC主机包括主控芯片，所述主控芯片包括接收数据端、发送数据端以及控制信号端；
所述RS485通讯电路具体包括485芯片、第一光电隔离电路、第二光电隔离电路以及第三光电隔离电路，所述485芯片通过第一光电隔离电路与所述接收数据端连接，所述485芯片通过第二光电隔离电路与所述发送数据端连接，485芯片通过第三光电隔离电路与所述控制信号端连接。
进一步地，所述485芯片包括接收器输出使能端、发送器输出使能端、接收器输出端、发送器输入端、电源端、接地端、第一差分端以及第二差分端；
所述主控芯片的接收数据端与所述第一光电隔离电路的输入端连接，所述第一光电隔离电路的输出端与第一电阻连接，所述第一电阻与第一三极管的发射极连接，所述第一三极管的基极与所述接收器输出端连接；
所述主控芯片的控制信号端与所述第三光电隔离电路的输入端连接，所述第三光电隔离电路的输出端同时与所述接收器输出使能端、所述发送器输出使能端连接；
所述主控芯片的发送数据端与所述第二光电隔离电路的输入端连接，所述第二光电隔离电路的输出端与所述发送器输入端连接。
进一步地，所述第一差分端上连接有上拉电阻，所述第二差分端上连接有下拉电阻。
进一步地，所述485芯片的电源端连接有DC-DC器件，所述DC-DC器件的输入端接入+5V电源。
进一步地，所述第一光电隔离电路、第二光电隔离电路以及第三光电隔离电路均包括NEC2501芯片；
所述485芯片为SP485R芯片；
所述DC-DC器件为BO505S芯片。
进一步地，所述被控设备为风机或者空调。
本实用新型的有益效果在于：智能粮仓的设备控制电路，根据被控设备的分布情况设置有从站模块，采用了PLC主机集中从站模块分散的控制方式，被控设备与从站模块连接，从而降低了设备电源电缆长度，并降低了施工难度；同时，PLC主机控制从站模块的输出点来控制接触器，接触器内的线圈得电后，衔铁与铁芯之间的吸合力度大于弹簧的弹性力，从而使得接触器吸合，被控设备由此而得电工作。
附图说明
图1为本实用新型实施例的智能粮仓的设备控制电路的结构示意图；
图2为本实用新型实施例涉及的PLC主机与从站模块的配合连接示意图；
图3为本实用新型实施例涉及的从站模块与被控设备的配合连接示意图；
图4为本实用新型实施例涉及的RS485通讯电路的电路示意图；
图5为本实用新型实施例涉及的DC-DC器件的电路示意图。
标号说明：
结构器件标号说明：1、触摸屏；2、PLC主机；3、从站模块；4、被控设备；5、接触器；51、衔铁；52、弹簧；53、线圈；54、铁芯；55、固定端；
56、活动端。
电路器件标号说明：TXD、发送数据端；RXD、接收数据端；R/D、控制信号端；U1至U3、NEC2501芯片；U4、SP485R芯片；U5、BO505S芯片；
RE、接收器输出使能端；DE、发送器输出使能端；RO、接收器输出端；DI、发送器输入端；VCC、电源端；GND以及SGND、接地端；A、第一差分端；B、第二差分端；R1至R10、电阻；Q1、第一三极管；V485、通信电路电源；V1至V5、三极管；L1至L3、电感；J1、接口；VIN：电源输入端；
VOUT、电源输出端；OV、溢出端。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1至图5，智能粮仓的设备控制电路，包括PLC主机以及设置在智能粮仓上的被控设备，还包括从站模块，所述PLC主机通过RS485通讯电路与所述从站模块连接，所述从站模块通过接触器与所述被控设备连接；
所述接触器包括衔铁、弹簧、线圈以及铁芯，所述铁芯设置在固定端上，所述衔铁设置在活动端上，所述衔铁与所述铁芯的上下两侧各设置有一个所述弹簧，且所述弹簧的一端与所述固定端连接，所述弹簧的另一端与所述活动端连接，所述线圈环绕在所述铁芯内，所述线圈与所述从站模块的输出端口连接。
从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：根据被控设备的分布情况设置有从站模块，采用了PLC主机集中从站模块分散的控制方式，被控设备与从站模块连接，从而降低了设备电源电缆长度，并降低了施工难度；同时，PLC主机控制从站模块的输出点来控制接触器，接触器内的线圈得电后，衔铁与铁芯之间的吸合力度大于弹簧的弹性力，从而使得接触器吸合，被控设备由此而得电工作。
进一步地，所述PLC主机包括主控芯片，所述主控芯片包括接收数据端、发送数据端以及控制信号端；
所述RS485通讯电路具体包括485芯片、第一光电隔离电路、第二光电隔离电路以及第三光电隔离电路，所述485芯片通过第一光电隔离电路与所述接收数据端连接，所述485芯片通过第二光电隔离电路与所述发送数据端连接，485芯片通过第三光电隔离电路与所述控制信号端连接。
从上述描述可知，通过光电隔离电路，利用光信号将电气信号实现转换，消除了电气连续性，可以有效的抑制高共模电压的产生，大大降低了芯片的损坏率，提高了系统的稳定性。
进一步地，所述485芯片包括接收器输出使能端、发送器输出使能端、接收器输出端、发送器输入端、电源端、接地端、第一差分端以及第二差分端；
所述主控芯片的接收数据端与所述第一光电隔离电路的输入端连接，所述第一光电隔离电路的输出端与第一电阻连接，所述第一电阻与第一三极管的发射极连接，所述第一三极管的基极与所述接收器输出端连接；
所述主控芯片的控制信号端与所述第三光电隔离电路的输入端连接，所述第三光电隔离电路的输出端同时与所述接收器输出使能端、所述发送器输出使能端连接；
所述主控芯片的发送数据端与所述第二光电隔离电路的输入端连接，所述第二光电隔离电路的输出端与所述发送器输入端连接。
从上述描述可知，由主控芯片的控制信号端同时控制接收器输出使能端以及发送器输出使能端，使得两者的使能端为1的时候，主控芯片可以接收来自485总线的据字节或是向485总线发送数据字节。
进一步地，所述第一差分端上连接有上拉电阻，所述第二差分端上连接有下拉电阻。
从上述描述可知，上拉电阻以及下拉电阻用于保证无连接的485芯片处于空闲状态，提供网络失效保护，以提高485节点与网络的可靠性。
进一步地，所述485芯片的电源端连接有DC-DC器件，所述DC-DC器件的输入端接入+5V电源。
从上述描述可知，使用DC-DC器件可以产生1组与微处理器电路完全隔离的电源输出，用于向RS-485收发器电路提供+5V电源。
进一步地，所述第一光电隔离电路、第二光电隔离电路以及第三光电隔离电路均包括NEC2501芯片；
所述485芯片为SP485R芯片；
所述DC-DC器件为BO505S芯片。
从上述描述可知，提供一种各种芯片的较佳实施方案。
进一步地，所述被控设备为风机或者空调。
从上述描述可知，风机和空调能实现对粮仓的温湿度控制。
请参照图1至图5，本实用新型的实施例一为：
智能粮仓的设备控制电路，如图1所示，包括触摸屏1、PLC主机2、设置在智能粮仓上的被控设备4以及从站模块3，PLC主机2通过RS485通讯电路与从站模块3连接，从站模块3通过接触器5与被控设备4连接，在本实施例中，被控设备4为风机，在其他实施例中可以为空调。
如图3所示，图3中1至12为端口编号，其中1-2、3-4、5-6端子内部均为常开主触点，7-8端子内部为常闭辅助触点，9-10端子内部为常开辅助触点，其中，接触器5包括衔铁51、弹簧52、线圈53以及铁芯54，铁芯54设置在固定端55上，衔铁51设置在活动端56上，衔铁51与铁芯54的上下两侧各设置有一个弹簧52，且弹簧52的一端与固定端55连接，弹簧52的另一端与活动端56连接，线圈53环绕在铁芯54内，线圈53与从站模块3的输出端口连接。
如图4所示，PLC主机2包括主控芯片，主控芯片包括接收数据端RXD、发送数据端TXD以及控制信号端R/D；RS485通讯电路具体包括485芯片、第一光电隔离电路、第二光电隔离电路以及第三光电隔离电路，485芯片通过第一光电隔离电路与接收数据端RXD连接，485芯片通过第二光电隔离电路与发送数据端TXD连接，485芯片通过第三光电隔离电路与控制信号端R/D连接，在本实施例中，485芯片为SP485R芯片U4，第一光电隔离电路、第二光电隔离电路以及第三光电隔离电路均包括NEC2501芯片U1至U3。
具体的，485芯片包括接收器输出使能端RE、发送器输出使能端DE、接收器输出端RO、发送器输入端DI、电源端VCC、接地端SGND、第一差分端A以及第二差分端B；主控芯片的接收数据端RXD与第一光电隔离电路的输入端连接，第一光电隔离电路的输出端与第一电阻连接，第一电阻与第一三极管Q的发射极连接，第一三极管Q的基极与接收器输出端RO连接；主控芯片的控制信号端R/D与第三光电隔离电路的输入端连接，第三光电隔离电路的输出端同时与接收器输出使能端RE、发送器输出使能端DE连接；主控芯片的发送数据端TXD与第二光电隔离电路的输入端连接，第二光电隔离电路的输出端与发送器输入端DI连接。
由此可知，当控制信号端R/D的信号为“1”，则485芯片的接收器输出使能端RE、发送器输出使能端DE也为“1”，发送器有效，接收器禁止；此时，MCU可向485总线发送数据字节；当为“0”，则485芯片的接收器输出使能端RE、发送器输出使能端DE也为“0”，发送器禁止，接收器有效；此时MCU可接收来自485总线的据字节，。同时在任一时刻，485芯片中的“接收器”和“发送器”只能够有1个处于工作状态，即在本实施例中实现的是单工通信。
同时，第一差分端A上连接有上拉电阻R7，第二差分端B上连接有下拉电阻R8。
如图5所示，485芯片的电源端VCC连接有DC-DC器件，DC-DC器件的输入端接入+5V电源，在本实施例中，DC-DC器件为BO505S芯片U5。由此可见，485通信电路中所使用的电压均为图5中BO505S芯片U5输出的通信电路电源V485。
图5中，BO505S芯片U5主要包括电源输入端VIN、电源输出端VOUT、溢出端OV以及接地端GND。
在图4和图5中，为了配合各芯片的正常工作，设置有相对应的电阻R1至R10、三极管V1至V5、电感L1至L3以及接口J1。
其中，对于采用RS485通信电路以及相应接口和总线，具有以下特点：
1、数据传输可靠：采用电压差分结构；
2、为两线制：即第一差分端AA和第二差分端BB，发送端发送时，Ua>Ub＝0；Ua\Ub＝1；接收端接收时，Ua>Ub＝1；Ub>Ua＝0；所以厂家芯片需要内部集成收和发电路；
3、接口电平：双方统一即可，一般为+(2\～6)V＝1、-(2\～6)V＝0；
4、传输距离远：最远为1千米左右；
5、传输速率高：由收发器的最高传输速率所决定，传输速率低则传输距离远。
6、支持节点多：由收发器所决定，通常有32、128、256、400MAX等等。
综上所述，本实用新型提供的智能粮仓的设备控制电路，根据被控设备的分布情况设置有从站模块，采用了PLC主机集中从站模块分散的控制方式，被控设备与从站模块连接，从而降低了设备电源电缆长度，并降低了施工难度；同时，PLC主机控制从站模块的输出点来控制接触器，接触器内的线圈得电后，衔铁与铁芯之间的吸合力度大于弹簧的弹性力，从而使得接触器吸合，被控设备由此而得电工作；通过光电隔离电路，利用光信号将电气信号实现转换，消除了电气连续性，可以有效的抑制高共模电压的产生，大大降低了芯片的损坏率，提高了系统的稳定性；上拉电阻以及下拉电阻用于保证无连接的485芯片处于空闲状态，提供网络失效保护，以提高485节点与网络的可靠性；使用DC-DC器件可以产生1组与微处理器电路完全隔离的电源输出，用于向RS-485收发器电路提供+5V电源。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (7)
1.智能粮仓的设备控制电路，包括PLC主机以及设置在智能粮仓上的被控设备，其特征在于：还包括从站模块，所述PLC主机通过RS485通讯电路与所述从站模块连接，所述从站模块通过接触器与所述被控设备连接；
所述接触器包括衔铁、弹簧、线圈以及铁芯，所述铁芯设置在固定端上，所述衔铁设置在活动端上，所述衔铁与所述铁芯的上下两侧各设置有一个所述弹簧，且所述弹簧的一端与所述固定端连接，所述弹簧的另一端与所述活动端连接，所述线圈环绕在所述铁芯内，所述线圈与所述从站模块的输出端口连接。
2.根据权利要求1所述的智能粮仓的设备控制电路，其特征在于：所述PLC主机包括主控芯片，所述主控芯片包括接收数据端、发送数据端以及控制信号端；
所述RS485通讯电路具体包括485芯片、第一光电隔离电路、第二光电隔离电路以及第三光电隔离电路，所述485芯片通过第一光电隔离电路与所述接收数据端连接，所述485芯片通过第二光电隔离电路与所述发送数据端连接，485芯片通过第三光电隔离电路与所述控制信号端连接。
3.根据权利要求2所述的智能粮仓的设备控制电路，其特征在于：所述485芯片包括接收器输出使能端、发送器输出使能端、接收器输出端、发送器输入端、电源端、接地端、第一差分端以及第二差分端；
所述主控芯片的接收数据端与所述第一光电隔离电路的输入端连接，所述第一光电隔离电路的输出端与第一电阻连接，所述第一电阻与第一三极管的发射极连接，所述第一三极管的基极与所述接收器输出端连接；
所述主控芯片的控制信号端与所述第三光电隔离电路的输入端连接，所述第三光电隔离电路的输出端同时与所述接收器输出使能端、所述发送器输出使能端连接；
所述主控芯片的发送数据端与所述第二光电隔离电路的输入端连接，所述第二光电隔离电路的输出端与所述发送器输入端连接。
4.根据权利要求3所述的智能粮仓的设备控制电路，其特征在于：所述第一差分端上连接有上拉电阻，所述第二差分端上连接有下拉电阻。
5.根据权利要求3所述的智能粮仓的设备控制电路，其特征在于：所述485芯片的电源端连接有DC-DC器件，所述DC-DC器件的输入端接入+5V电源。
6.根据权利要求5所述的智能粮仓的设备控制电路，其特征在于：所述第一光电隔离电路、第二光电隔离电路以及第三光电隔离电路均包括NEC2501芯片；
所述485芯片为SP485R芯片；
所述DC-DC器件为BO505S芯片。
7.根据权利要求1所述的智能粮仓的设备控制电路，其特征在于：所述被控设备为风机或者空调。
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| CN201920735995.4U CN209746406U (zh) | 2019-05-22 | 2019-05-22 | 智能粮仓的设备控制电路 |
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Family Applications (1)
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2019
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