CN210183247U - 一种智能电机控制器及其承载体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能电机控制器及其承载体，包括：主控单元和操控单元，其中，所述主控单元包括处理器、信号输入模块、信号输出模块、RS485通讯单元、远程通讯模块、远程控制终端、通讯单元和电源模块；所述操控单元包括数量至少为一个的控制面板，所述控制面板与RS485通讯单元电连接。该智能电机控制器，实现了老旧的电气控制原理，具有硬件统一性，针对不同数量、不同控制方式的电机进行控制回路上硬件的统一，加上程序的高度集成，通过一个硬件实现多种不同的控制逻辑方式，并且解决了目前电机控制器的一对一控制，增加了控制方式，控制器在信号的输入与输出端集成电气信号隔离功能，有效地防止电路板经常因意外情况烧坏，从而减少故障率。

Description

一种智能电机控制器及其承载体

技术领域

本实用新型涉及电机控制技术领域，具体为一种智能电机控制器。

背景技术

控制器是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置，由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的决策机构，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。

目前电机控制器虽然实现了对电机的控制，但是目前采用的控制器内部的线路设计繁琐，集成度较低，为实现控制过程，需要外接多种元器件，但是每个元器件相互独立，连接所用的电线与辅材用量较大，且造成严重浪费，增加了工艺成本和材料成本，控制过程相对繁琐。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种智能电机控制器，具备集成度高及方便控制等优点，并且可实现多个控制面板通过一个控制器同时对多台电机进行控制，解决了目前电机控制器虽然实现了对电机的控制，但是目前采用的控制器内部的线路设计繁琐，集成度较低，为实现控制过程，需要外接多种元器件，但是每个元器件相互独立，连接所用的电线与辅材用量较大，且造成严重浪费，增加了工艺成本和材料成本，控制过程相对繁琐的问题。

(二)技术方案

为实现上述集成度高及方便控制目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种智能电机控制器，包括：主控单元和操控单元，其中，

所述主控单元包括处理器、信号输入模块、信号输出模块、RS485通讯单元、远程通讯模块、远程控制终端、通讯单元和电源模块；

所述操控单元包括数量至少为一个的控制面板，所述控制面板与RS485 通讯单元电连接；

所述信号输入模块、所述信号输出模块、通讯单元和电源模块分别与所述处理器连接，其中，

所述处理器通过集成光耦隔离器与信号输入模块建立连接，所述处理器通过集成继电器与信号输出模块建立连接；

所述处理器与所述通讯单元之间建立通讯连接并通过信号输出模块向电机发送工作指令。

优选的，所述处理器的输入节点通过光耦隔离器进行光耦隔离，所述处理器的输出节点通过继电器控制负载。

优选的，所述通讯单元连接有RS485通讯单元，所述RS485通讯单元接收所述控制面板发送的按键指令并向所述信号输入模块传输通道信号。

优选的，所述通讯单元还连接远程通讯模块，所述远程通讯模块与远程控制终端连接，所述远程通讯模块接收所述远程控制终端发送的操控指令并向所述信号输入模块传输通道信号。

优选的，所述信号输入模块通过所述光耦隔离器将所述通道信号传输至处理器，所述信号输出模块通过继电器传输所述处理器发送的所述控制指令。

优选的，所述控制面板上设置有指示灯以及控制按钮，所述控制面板内的MCU单元与处理器达成通讯协议。

优选的，所述控制按钮用于设定参数以及设定所述按键指令，所述指示灯用于显示所述处理器反馈的电路工作状态。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供了一种智能电机控制器，具备以下有益效果：

1、该智能电机控制器，实现了老旧的电气控制原理，具有硬件统一性，针对不同数量、不同控制方式的电机进行控制回路上硬件的统一，加上程序的高度集成，通过一个硬件实现多种不同的控制逻辑方式，并且解决了目前电机控制器的一对一控制，增加了控制方式，控制器在信号的输入与输出端集成电气信号隔离功能，有效地防止电路板经常因意外情况烧坏，从而减少故障率。

2、该智能电机控制器，通过多个控制面板可以同时对操控单元进行数据交互，实现多对一的控制方式，打破了传统的一对一的模式，既可以一台控制器拖动多台控制面板，通过采集多方位的控制信号，多种指令可同时对控制器进行控制，还可以通过外接通讯模块来实现控制器与终端设备的交互，实现了控制的多样性。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种智能电机控制器的结构示意图；

图2为本实用新型控制面板的结构示意图；

图3为本实用新型系统图；

图4为本实用新型电路原理图；

图5为本实用新型处理器的电路原理图；

图6为本实用新型光耦隔离器的电路原理图；

图7为本实用新型RS485通讯单元的电路原理图；

图8为本实用新型信号输出模块的电路原理图；

图9为本实用新型储存腔体的外壳示意图。

图中：1处理器、2信号输入模块、3信号输出模块、4 RS485通讯单元、 5控制面板、6远程通讯模块、7远程控制终端、8通讯单元、9电源模块、10 主控单元、11操控单元。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-9，

一种智能电机控制器，包括：主控单元10和操控单元11，其中，

主控单元10包括处理器1、信号输入模块2、信号输出模块3、RS485通讯单元4、远程通讯模块6、远程控制终端7、通讯单元8和电源模块9，主控单元10内的处理器1、信号输入模块2、信号输出模块3、RS485通讯单元 4、远程通讯模块6、远程控制终端7、通讯单元8和电源模块9可以集成到同一块电路板上，电路板可以放一个储存腔体内，储存腔体如图9所示；

操控单元11包括数量至少为一个的控制面板5，控制面板5与RS485通讯单元4电连接，多个控制面板5可以同时对操控单元11进行数据交互，实现多对一的控制方式，打破了传统的一对一的模式；

其中，信号输入模块2、信号输出模块3、通讯单元8和电源模块9分别与处理器1连接，其中；

其中，处理器1的输入端通过集成光耦隔离器与信号输入模块2的输出端建立电连接，处理器1的输出端通过集成继电器与信号输出模块3的输入端建立电连接；

处理器1通过信号输入模块2与通讯单元8之间建立通讯连接并通过信号输出模块3向电机发送工作指令；

优选的，处理器1的输入节点通过光耦隔离器进行光耦隔离，处理器1 的输出节点通过继电器控制负载。

具体的，参阅图7，光耦隔离器由光电发射端、光电接收端、输出端和驱动变换电路单元组成，通过光电发射端发生光信号，通过光电接收端通过接收光信号，通过驱动变换电路单元进一步放大后，通过输出端输出电流，从而产生电流，实现了“电-光-电”的转换，通过光耦隔离，使得处理器1通过信号输入模块2与通讯单元8之间建立的通讯连接具有较好的抗干扰能力，提升了控制器能稳定接收控制信号以及发送控制指令，通过继电器控制电流，实现对负载的调控，使得控制器在信号的输入与输出端集成电气信号隔离功能，有效地防止电路板经常因意外情况烧坏，从而减少故障率。

通过上述描述以及参阅图1-8可知，该控制器通过将处理器1、信号输入模块2、光耦隔离器和继电器高度集中，使得控制器内部元器件具有较高的集成度，降低了连接所用的电线以及辅材，合理降低工艺成本和材料成本，同时使控制器具有信号稳定传输的特性，有效实现对负载电机的控制，使得控制器具有硬件统一性，针对不同数量、不同控制方式的电机进行控制回路上硬件的统一，加上程序的高度集成，通过一个硬件实现多种不同的控制逻辑方式，该控制器可集成到一个外壳内部，方便有效对其进行安装，如附图9 所示。

通讯单元8连接有RS485通讯单元4，RS485通讯单元4与控制面板5电连接，RS485通讯单元4接收控制面板5发送的按键指令并向信号输入模块2 传输通道信号。

优选的，通讯单元8还连接有远程通讯模块6，远程通讯模块6与远程控制终端7连接，远程通讯模块6接收远程控制终端7发送的操控指令并向信号输入模块2传输通道信号。

优选的，信号输入模块2通过光耦隔离器将通道信号传输至处理器1，信号输出模块3通过继电器传输处理器1发送的控制指令。

由此可见本实用新型中的控制器中的处理器1同时受多个通道信号控制，其中通道信号可以由RS485通讯单元4或者远程通讯模块6进行传输；

当通道信号是由RS485通讯单元4进行传输时，通道信号由控制面板5 发出；

为了更好的说明本实用新型，还通过以下技术方案进行实现；

优选的，控制面板5上设置有指示灯以及控制按钮，控制面板5内的MCU 与处理器达成通讯协议，通过控制面板5上的MCU主动发送命令码，处理器1 按照命令码给予应答，利用起止异步ASCII码传送方式护发各种信息，对各种信息按照适宜的方式编码，从而建立通讯连接。

优选的，控制按钮用于设定参数以及设定按键指令，指示灯用于显示处理器1反馈的电路工作状态。

其中，控制面板5上的控制按钮包括多个功能按钮，多个功能按钮可以传达不同的按键指令，例如手自动切换按钮可以发送手动模式以及自动模式的按键指令、启动按钮可以发送启动信号的按键指令、停止按钮可以发送停止信号的按键指令；

控制面板5上的指示灯包括多个信号指示灯，多个信号指示灯可以显示不同的电路工作状态信息，例如电源信号灯可以显示电路通电状态、手动信号灯可以显示控制器电路的手动控制状态信息、自动信号灯可以显示控制器电路的自动控制状态信息、故障信号灯可以显示电路的异常状态信息；

控制面板5上的MCU单元与处理器1达成通讯协议以后，控制面板5可顺利发送按键指令，当RS485通讯单元4接收到按键指令后，RS485通讯单元 4同时会发出通道信号，通道信号会通过信号输入模块传递到处理器1上，处理器1会根据通道信号所对应的按键指令转换成对应的控制指令，控制指令会通过信号传输模块3传递至电机，使得电机达到对应的工作状态，同时电机的工作状态会通过处理器1回馈至控制面板5，控制面板5上的信号指示灯会显示对应的工作状态信号。

当通道信号是由远程通讯模块6进行传输时，通道信号由远程控制终端7 发出；

为了更好的说明本实用新型，还通过以下技术方案进行实现；

优选的，远程通讯模块6为WiFi模块、GPRS模块、蓝牙模块和LORA模块中的一种，远程通讯模块6可根据需要进行对应的选择；

其中，远程控制终端7可为具有通讯功能的控制终端，例如手机、平板、上位机等；

远程通讯模块6与远程控制终端7信号连接，远程控制终端7通过远程后台或者APP发送控制指令，当远程通讯模块6接收到控制指令后，远程通讯模块6同时会发出通道信号，通道信号会通过信号输入模块传递到处理器1 上，处理器1会根据通道信号所对应的按键指令转换成对应的控制指令，控制指令会通过信号传输模块3传递至电机，使得电机达到对应的工作状态，同时电机的工作状态会通过处理器1回馈至远程控制终端7，远程控制终端7上的显示面板会显示对应的工作状态信号。

通过上述描述可知，控制器中的处理器1同时受多个通道信号控制，多个通道信号均是由通讯单元8发出，而通讯单元8本身已经涵盖RS485通讯单元4和远程通讯模块6，因此多组通道信号是独立存在的，因此控制面板5 和远程控制终端7分别发出的按键指令和控制指令均可以传输到处理器1，由于电路的工作原理和处理器1的反应机制，处理器1会依次接收通道信号并且发出对应控制指令，但是处理器1会优先对最后一次接收的通道信息做出反应，并迅速发送出对应的工作指令，使得电机达到对应的工作状态，从而实现了控制器的多种控制模式，而且能迅速实现对电机的控制。

综上所述，该智能电机控制器，实现了老旧的电气控制原理，具有硬件统一性，针对不同数量、不同控制方式的电机进行控制回路上硬件的统一，加上程序的高度集成，通过一个硬件实现多种不同的控制逻辑方式，并且解决了目前电机控制器的一对一控制，增加了控制方式，控制器在信号的输入与输出端集成电气信号隔离功能，有效地防止电路板经常因意外情况烧坏，从而减少故障率，通过多个控制面板可以同时对操控单元进行数据交互，实现多对一的控制方式，打破了传统的一对一的模式，既可以一台控制器拖动多台控制面板，通过采集多方位的控制信号，多种指令可同时对控制器进行控制，还可以通过外接通讯模块来实现控制器与终端设备的交互，实现了控制的多样性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种智能电机控制器，其特征在于，包括：主控单元(10)和操控单元(11)，其中，

所述主控单元(10)包括处理器(1)、信号输入模块(2)、信号输出模块(3)、RS485通讯单元(4)、远程通讯模块(6)、远程控制终端(7)、通讯单元(8)和电源模块(9)；

所述操控单元(11)包括数量至少为一个的控制面板(5)，所述控制面板(5)与RS485通讯单元(4)电连接；

所述信号输入模块(2)、所述信号输出模块(3)、通讯单元(8)和电源模块(9)分别与所述处理器(1)连接，其中，

所述处理器(1)通过集成光耦隔离器与信号输入模块(2)建立连接，所述处理器(1)通过集成继电器与信号输出模块(3)建立连接；

所述处理器(1)与所述通讯单元(8)之间建立通讯连接并通过信号输出模块(3)向电机发送工作指令。

2.根据权利要求1所述的一种智能电机控制器，其特征在于：所述处理器(1)的输入节点通过光耦隔离器进行光耦隔离，所述处理器(1)的输出节点通过继电器控制负载。

3.根据权利要求1所述的一种智能电机控制器，其特征在于：所述通讯单元(8)连接有RS485通讯单元(4)，所述RS485通讯单元(4)接收所述控制面板(5)发送的按键指令并向所述信号输入模块(2)传输通道信号。

4.根据权利要求1所述的一种智能电机控制器，其特征在于：所述通讯单元(8)还连接远程通讯模块(6)，所述远程通讯模块(6)与远程控制终端(7)连接，所述远程通讯模块(6)接收所述远程控制终端(7)发送的操控指令并向所述信号输入模块(2)传输通道信号。

5.根据权利要求3所述的一种智能电机控制器，其特征在于：所述信号输入模块(2)通过所述光耦隔离器将所述通道信号传输至处理器(1)，所述信号输出模块(3)通过继电器传输所述处理器(1)发送的控制指令。

6.根据权利要求3所述的一种智能电机控制器，其特征在于：所述控制面板(5)上设置有指示灯以及控制按钮，所述控制面板(5)内的MCU与处理器(1)达成通讯协议。

7.根据权利要求6所述的一种智能电机控制器，其特征在于：所述控制按钮用于设定参数以及设定所述按键指令，所述指示灯用于显示所述处理器(1)反馈的电路工作状态。

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