CN211207144U - 控制装置和检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开一种控制装置和检测系统，本实用新型实施例的控制装置和检测系统中，通过电平转换电路对上位机的控制信号进行电平转换后输入主控电路，以使主控电路可以根据电平转换后的控制信号控制继电器通断控制单元、光耦通断控制单元的通断，而继电器通断控制单元的连接端分别与电源电路的输出端、监测装置的电源端连接，光耦通断控制单元的连接端分别与监测装置的信号端、上位机的信号端连接，则在上位机的控制信号的控制下，主控电路可以同时控制监测装置的电源、信号通断，有效保障监测装置不被损坏。

Description

控制装置和检测系统

技术领域

本实用新型涉及检测技术领域，尤其涉及一种控制装置和检测系统。

背景技术

基于浮标平台的集成检测系统是应用于海洋、湖泊等水体的常用检测手段。为了提高效率、减少成本，单个检测系统中往往集成了多种监测装置。然而，现有的检测系统不能同时控制单个监测装置的信号通断和电源通断，当不向监测装置供应电源时却未断开监测装置的信号，将会导致监测装置被损坏。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种控制装置和检测系统，可以同时控制监测装置的信号通断和电源通断。

一方面，本实用新型实施例提供了一种控制装置，应用于上位机和监测装置之间，所述控制装置包括电源电路、电平转换电路、主控电路、继电器通断控制单元、光耦通断控制单元；

所述电源电路用于为所述控制装置的各个部分提供电源，所述电平转换电路用于接收所述上位机的控制信号并对所述控制信号进行电平转换，所述主控电路用于根据电平转换后的所述控制信号控制所述继电器通断控制单元、所述光耦通断控制单元的通断，所述继电器通断控制单元用于控制所述电源电路与所述监测装置的电源端的通断，所述光耦通断控制单元用于控制所述监测装置的信号端与所述上位机的信号端的通断；

所述电平转换电路的输出端与所述主控电路的输入端连接，所述主控电路的输出端分别与所述继电器通断控制单元的控制端、所述光耦通断控制单元的控制端连接，所述电源电路的输出端与所述继电器通断控制单元的第一连接端连接。

可选地，所述控制装置还包括用于反馈所述继电器通断控制单元的通断状态的反馈电路，所述继电器通断控制单元的第二连接端与所述反馈电路的输入端连接，所述反馈电路的输出端与所述主控电路的输入端连接，所述主控电路的输出端与所述电平转换电路的输入端连接，所述电平转换电路的输出端用于与所述上位机的输入端连接。

可选地，所述电平转换电路包括SDI-12接口电路，所述SDI-12接口电路包括SDI-12信号接口、三态输出驱动器、隔离式收发器，所述SDI-12信号接口用于与所述上位机连接，所述SDI信号接口分别与所述三态输出驱动器、所述隔离式收发器连接，所述三态输出驱动器与所述隔离式收发器连接，所述隔离式收发器与所述主控电路连接。

可选地，所述反馈电路包括第一光电耦合器，所述继电器通断控制单元的第二连接端与所述第一光电耦合器的正输入端连接，所述第一光电耦合器的负输入端接地，所述第一光电耦合器的第一正输出端与所述电源电路的输出端、所述主控电路的输入端均连接，所述第一光电耦合器的第二负输出端接地。

可选地，所述反馈电路还包括发光二极管，所述继电器通断控制单元的第二连接端与所述发光二极管的正极连接，所述发光二极管的负极接地。

可选地，所述控制装置还包括用于控制所述继电器通断控制单元的通断的按键电路，所述按键电路的输出端与所述主控电路的输入端连接。

可选地，所述继电器通断控制单元包括继电器驱动电路和第一继电器，所述主控电路的输出端与所述继电器驱动电路的输入端连接，所述继电器驱动电路的输出端与所述第一继电器的第一线圈连接端连接，所述第一继电器的第二线圈连接端与所述电源电路的输出端连接，所述第一继电器的静触点与所述电源电路的输出端连接，所述第一继电器的动触点用于与所述监测装置的电源端连接。

可选地，所述继电器通断控制单元还包括第二继电器、第一监测装置接口，所述第一监测装置接口包括用于与监测装置的电源端连接的第一电源接线端口和第二电源接线端口、用于与监测装置的信号端连接的第一信号接线端口和第二信号接线端口；

所述继电器驱动电路的输出端与所述第二继电器的第一线圈连接端连接，所述第二继电器的第二线圈连接端与所述电源电路的输出端连接，所述第二继电器的静触点与所述电源电路的输出端连接，所述第二继电器的动触点与所述第一电源接线端口连接，所述第二电源接线端口接地，所述第一信号接线端口、所述第二信号接线端口还用于与上位机的信号端连接。

可选地，所述继电器通断控制单元还包括第三继电器、第二监测装置接口，所述第二监测装置接口包括用于与监测装置的电源端连接的第三电源接线端口和第四电源接线端口；

所述继电器驱动电路的输出端与所述第三继电器的第一线圈连接端连接，所述第三继电器的第二线圈连接端与所述电源电路的输出端连接，所述第三继电器的静触点与所述电源电路的输出端连接，所述第三继电器的动触点与所述第三电源接线端口连接，所述第四电源接线端口接地。

可选地，所述光耦通断控制单元包括光耦驱动电路和第二光电耦合器，所述主控电路的输出端与所述光耦驱动电路的输入端连接，所述光耦驱动电路的输出端与所述第二光电耦合器的负输入端连接，所述第二光电耦合器的正输入端与所述电源电路的输出端连接，所述第二光电耦合器的第一输出端用于与所述监测装置的信号端连接，所述第二光电耦合器的第二输出端用于与所述上位机的信号端连接。

另一方面，本实用新型实施例提供了一种检测系统，包括上位机、监测装置和所述的控制装置，所述上位机的输出端与所述电平转换电路的输入端连接，所述继电器通断控制单元的第二连接端与所述监测装置的电源端连接，所述光耦通断控制单元的第三连接端与所述监测装置的信号端连接，所述光耦通断控制单元的第四连接端与所述上位机的信号端连接。

可选地，所述上位机包括数据采集器、电脑。

本实用新型实施例的控制装置和检测系统中，通过电平转换电路对上位机的控制信号进行电平转换后输入主控电路，以使主控电路可以根据电平转换后的控制信号控制继电器通断控制单元、光耦通断控制单元的通断，而继电器通断控制单元的连接端分别与电源电路的输出端、监测装置的电源端连接，光耦通断控制单元的连接端分别与监测装置的信号端、上位机的信号端连接，则在上位机的控制信号的控制下，主控电路可以同时控制监测装置的电源、信号通断，有效保障监测装置不被损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的检测系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的电平转换电路的电路示意图；

图3是本实用新型实施例提供的继电器驱动电路的电路示意图；

图4是本实用新型实施例提供的第一继电器、反馈电路的电路示意图；

图5是本实用新型实施例提供的光耦通断控制单元的电路示意图；

图6是本实用新型实施例提供的第二继电器、第一监测装置接口的电路示意图；

图7是本实用新型实施例提供的第三继电器、第二监测装置接口的电路示意图；

图8是本实用新型实施例提供的第四继电器、第四监测装置接口的电路示意图；

图9a、图9b是本实用新型实施例提供的第五继电器、第五监测装置接口的电路示意图。

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。

应当理解，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本实用新型中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本实用新型所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本实施例中所指的监测装置，不限于海洋、湖泊等水体的监测装置，例如温度、色度、浊度、pH值、电导率、悬浮物、溶解氧、化学需氧量和生化需氧量等参数检测；或者一些有毒物质监测，如酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞和有机农药等。还可以是其他类型的监测装置，只要是需要同时控制电源和信号通断的监测装置，都可以使用本申请进行同时控制。同理，本实施例中的上位机包括数据采集器、电脑等发出操控命令的设备，本实施例中以数据采集器为例进行说明。

参考图1，图1是本实用新型实施例提供的检测系统的结构示意图；检测系统包括上位机106、监测装置111和控制装置114，控制装置114应用于上位机106和监测装置111之间，控制装置114包括电源电路101、电平转换电路107、主控电路108、继电器通断控制单元112、光耦通断控制单元103。

电源电路101用于为控制装置114的各个部分提供电源；电平转换电路107用于接收上位机106的控制信号并对控制信号进行电平转换，将转换后的控制信号输入主控电路108，主控电路108用于根据控制信号控制继电器通断控制单元112、光耦通断控制单元103的通断，继电器通断控制单元112用于控制电源电路101与监测装置111的电源端的通断，光耦通断控制单元103用于控制监测装置111的信号端与上位机106的信号端的通断。

其中，上位机106的输出端与电平转换电路107的输入端连接，电平转换电路107的输出端与主控电路108的输入端连接，主控电路108的输出端分别与继电器通断控制单元112的控制端、光耦通断控制单元103的控制端连接，电源电路101的输出端与继电器通断控制单元112的第一连接端连接，监测装置111的电源端与继电器通断控制单元112的第二连接端连接，监测装置111的信号端与光耦通断控制单元103的第三连接端连接，上位机106的信号端与光耦通断控制单元103的第四连接端连接。

因此，在上位机106的控制信号的控制下，主控电路108可以同时控制监测装置111的电源、信号通断，有效保障监测装置111不被损坏。具体地，使用继电器通断控制单元112控制监测装置111的电源通断，即控制监测装置111是否与电源电路101的输出端连通，同时使用光耦通断控制单元103控制监测装置111的信号线通断，即控制监测装置111的信号端是否与上位机的信号端连通。容易想到的，图1所示的检测系统可以包括一个以上的监测装置111，且为一个监测装置111配置一个继电器通断控制单元112和光耦通断控制单元103用于控制监测装置111的电源和信号通断，上位机106可以通过主控电路108控制多个监测装置111的电源、信号通断。

进一步地，参考图1，控制装置114还包括用于控制继电器通断控制单元112的通断的按键电路102，按键电路102的输出端与主控电路108的输入端连接，按键电路102感知按键的状态并通过电平变化传输给主控电路108，再由主控电路108控制继电器通断控制单元112的工作状态。按键电路102可以包括一个以上的按键，分别对应控制一个以上的继电器通断控制单元112，可以以人工按压控制的方式，通过操作按键，独立控制每个继电器通断控制单元的通断状态。实际使用中，用户可以长按按键以切换对应的继电器通断控制单元的工作状态。这种设置方便用户在现场对检测系统进行调试时，无需通过上位机就可控制监测装置的电源通断。

进一步地，参考图1，控制装置114还包括用于反馈继电器通断控制单元112的通断状态的反馈电路113，继电器通断控制单元112的第二连接端与反馈电路113的输入端连接，反馈电路113的输出端与主控电路108的输入端连接，主控电路108的输出端与电平转换电路107的输入端连接，电平转换电路107的输出端与上位机106的输入端连接。

通过反馈电路113、主控电路108、电平转换电路107将继电器通断控制单元112的通断状态反馈至上位机106，可以使得整个检测系统更加健壮和稳定。

更进一步地，参考图1和图2，图2是本实用新型实施例提供的电平转换电路的电路示意图，本实施例中，电平转换电路107可以采用SDI-12接口电路，SDI-12接口电路包括SDI-12信号接口J1、三态输出驱动器U4、隔离式收发器，SDI-12信号接口J1与上位机106连接，SDI信号接口J1分别与三态输出驱动器U4、隔离式收发器连接，三态输出驱动器U4与隔离式收发器连接，隔离式收发器与主控电路108连接。

具体地，三态输出驱动器U4采用SN74LVC1G240具有三态输出的单路反向缓冲器/驱动器来实现，而隔离式收发器采用ISO7321C耐用EMC低功耗双通道数字隔离器来实现，包括第一隔离式收发器U3和第二隔离式收发器U5，SDI信号接口J1分别与三态输出驱动器U4、第二隔离式收发器U5连接，三态输出驱动器U4与第一隔离式收发器U3连接，第一隔离式收发器U3、第二隔离式收发器U5与主控电路108连接。

其中，SDI-12信号接口J1接入SDI12信号后，标号为E1的陶瓷气体放电管并联在SDI-12信号接口J1与外部电源地上，作为外部高压能量进入信号线后的泄放通道。标号为R3、R4和R5的电阻器作为线上电阻，减少控制装置作为SDI-12节点给总线带来的能量损失。标号为C13的电容器在此起滤波作用，用于过滤SDI-12信号线上的杂讯。标号为D1的二极管用于钳制SDI-12信号线上的最大电压。

SDI12信号经过上述滤波等预处理后，分别接到标号为U4的反相缓冲器的标号为4的引脚和标号为Q1的MOSFET管的标号为1的引脚。U4用于接收来自SDI-12总线的信号并反相。Q1用于发送信号到SDI-12总线并反相。标号为C12的电容器为U4的电源滤波电容器。标号为R6的电阻器为Q1的限流电阻器。

第一隔离式收发器U3和第二隔离式收发器U5用于隔离SDI12信号，并将其转换为能被主控电路使用的LVTTL电平。标号为C10、C11、C14、C15的电容器作为第一隔离式收发器U3和第二隔离式收发器U5的电源滤波电容器。第一隔离式收发器U3标号为7的引脚和第二隔离式收发器U5标号为6和标号为7的引脚连接至主控电路。第一隔离式收发器U3和第二隔离式收发器U5起到拦截高能量信号和电平转换的作用。在SDI12接口电路使用了隔离式收发器进行了电容隔离。

可见，上位机通过SDI-12总线协议可以控制一个或多个继电器通断控制单元的通断状态，上位机通过SDI-12总线协议也可以查询一个或多个继电器通断控制单元的通断状态。电平转换电路107可以将通讯总线上符合SDI-12标准的电平转换为符合主控电路108要求的LVTTL电平。上位机106使用SDI-12总线协议控制本实施例的控制装置114的同时，也可以控制其他采用该协议的设备。控制装置114作为SDI-12总线协议中的从设备设计，具有一入一出两个接线端，以方便与其他从设备串联成总线型拓扑结构。

上位机发出的控制信号经过电平转换电路的电路元件进行电气处理后，需要被主控电路进行逻辑处理。主控电路是具备异步收发器的微型控制单元(例如单片机等)，在其内部烧录有嵌入式程序用于处理按键输入、解析SDI-12协议、控制继电器通断控制单元的状态及处理反馈信号。异步收发器可以正确的对控制信号进行采样，并把采样结果保存在寄存器中。微型控制单元的嵌入式程序从寄存器中取出采样结果，然后按SDI-12总线协议约定的规范解析这些信号。微型控制单元解析完成上位机发送过来的信号后，作出约定的响应。响应主要是接通继电器通断控制单元进而打开对应的监测装置的电源，或断开继电器通断控制单元进而关闭对应监测装置的电源。

以水体监测为例，本实施例的控制装置一般安装于浮标系统平台的电子仓中，用于控制各类监测装置的电源通断。也可以集成于其他包含SDI-12总线的系统中。集成于其他系统中时，需要为控制装置供给额定范围内的电源，并输入符合SDI-12协议规范的控制信号，即可控制监测装置的电源、信号通断。

进一步地，参考图1，继电器通断控制单元112包括继电器驱动电路109和第一继电器110，主控电路108的输出端与继电器驱动电路109的输入端连接，继电器驱动电路109的输出端与第一继电器110的第一线圈连接端连接，第一继电器110的第二线圈连接端与电源电路101的输出端连接，第一继电器110的静触点与电源电路101的输出端连接，第一继电器110的动触点用于与监测装置111的电源端连接。

具体地，由于主控电路108的驱动能力不足，不能直接控制第一继电器110的线圈工作。所以在主控电路108与第一继电器110的线圈之间加入以低侧驱动器为核心的继电器驱动电路109。继电器驱动电路109接收来自主控电路108的小电流控制信号，并转换为大电流控制信号，以控制第一继电器110的线圈得电与否。

参考图3，图3是本实用新型实施例提供的继电器驱动电路的电路示意图；继电器驱动电路包括第一继电器驱动器U8和第二继电器驱动器U9，U8和U9是两个一样的7通道低侧驱动器，具体可以采用TPL7407L型号的继电器驱动器来实现。本实施例中，U8用到了全部7个通道，U9只用到前6个通道，共有13个通道。标号为R11到R23的电阻器是每个通道输入侧的限流电阻器。标号为C21、C22的电容器分别是U8和U9的电源滤波电容器。通道输入侧连接到主控电路，例如电阻R11经过逻辑导线与主控电路连接。其余通道的输入侧连接情况类似。通道的输出侧(如OUT1、OUT2)与第一继电器连接。

接着参考图3和图4，图4是本实用新型实施例提供的第一继电器、反馈电路的电路示意图；以一个第一继电器为例，第一继电器K4的线圈的1脚与继电器驱动电路的输出侧OUT3连接，第一继电器K4的线圈的2脚与电源连接，第一继电器K4的静触点6脚与12V电源连接，第一继电器K4的动触点5脚与监测装置的电源端连接。上位机需要控制监测装置与12V电源接通时，则发送控制信号至主控电路，主控电路根据控制信号输出信号至继电器驱动电路以控制第一继电器K4的线圈得电，以使动触点闭合，监测装置的电源端与12V电源连接得电。

另外，第一继电器作为开关控制着监测装置电源的通断。为了保护继电器和控制装置其他部分不被外部的异常电流损坏，在回路中加入了保险丝座，根据监测装置实际的最大正常工作电流选取合适的保险丝。如图4所示，在第一继电器K4的动触点(5脚)连接保险丝F16后与监测装置的电源端连接。

更进一步地，参考图1，光耦通断控制单元103包括光耦驱动电路104和第二光电耦合器105，主控电路108的输出端与光耦驱动电路104的输入端连接，光耦驱动电路104的输出端与第二光电耦合器105的负输入端连接，第二光电耦合器105的正输入端与电源电路101的输出端连接，第二光电耦合器105的第一输出端用于与监测装置111的信号端连接，第二光电耦合器105的第二输出端用于与上位机106的信号端连接。

进一步地，光耦驱动电路104接收来自主控电路的小电流控制信号，并将其转换为大电流控制信号，以控制第二光电耦合器105的通断。具体地，光耦驱动电路104使用三极管来驱动第二光电耦合器以减少主控电路的驱动负担。参考图5，图5是本实用新型实施例提供的光耦通断控制单元的电路示意图，以一个第二光电耦合器为例，标号为R72的电阻器一端连接主控电路的输出端(同时，参考图3，主控电路的这一输出端还与继电器驱动电路的输入端连接)，R72的另一端接标号为Q2的三极管的基极，作为基极偏置电阻器。标号为R71的电阻器一端与标号为U27的第二光电耦合器的标号为2的引脚，另一端接Q6的集电极，用于限制流入Q6的电流，Q6的发射极接公共地。而第二光电耦合器U27的4脚与监测装置的信号端连接，第二光电耦合器U27的3脚与上位机的信号端连接。

因此，参考图1、图3、图4和图5，在上位机需要控制监测装置与12V电源接通、监测装置与上位机的信号端连接时，则发送控制信号至主控电路，主控电路根据控制信号输出信号至继电器驱动电路的输入端、三极管的输入端以控制第一继电器K4的线圈得电，以使动触点闭合，监测装置的电源端与12V电源连接得电，同时，控制三极管Q6导通，第二光电耦合器U27导通，监测装置的信号端与上位机的信号端接通，监测装置的电源、信号同时接通。而当检测系统连接有多个监测装置时，可以对应设置多个第一继电器、多个三极管和第二光电耦合器来控制监测装置的电源、信号通断。

特别地，参考图4，第一继电器K4与监测装置的电源端之间通过第三监测装置接口J13进行连接，在第三监测装置接口J13处使用了继电器进行了磁电隔离。而参考图5，监测装置的信号端从第三监测装置接口J13的3脚C7引入后与第二光电耦合器的输出端(即C7_1)连接。另外，上位机也通过上位机接口J14实现其信号端与第二光电耦合器的输出端(如U27的3脚)连接，在上位机接口使用了光电耦合器进行了光电隔离。

进一步地，为了让主控电路感知保险丝有没有熔断或者继电器有没有吸合，同时也让人能够直观地观察到这一情况。在保险丝出口方向连入第一光电耦合器和发光二极管组成的反馈回路。参考图4，反馈电路包括第一光电耦合器U22，继电器通断控制单元的第二连接端(即第一继电器的动触点)与第一光电耦合器U22的正输入端(1脚)连接，第一光电耦合器U22的负输入端(2脚)接地，第一光电耦合器U22的第一正输出端(4脚)与电源电路的输出端、主控电路的输入端均连接，第一光电耦合器U22的第二负输出端(3脚)接地。反馈电路还包括发光二极管D16，继电器通断控制单元的第二连接端(即第一继电器的动触点)与发光二极管D16的正极连接，发光二极管D16的负极接地。可以根据第一光电耦合器的输出电平和发光二极管的发光状态判断继电器电源流出是否正常。主控电路读取反馈信号之后通过SDI-12总线发送给上位机，使得整个系统更加健壮和稳定。

进一步地，控制装置除了可以控制连接的监测装置的电源、信号同时通断之外，还提供了多种不同的连接监测装置的结构。第一种，参考图1、图3和图6，图6是本实用新型实施例提供的第二继电器、第一监测装置接口的电路示意图；继电器通断控制单元还包括第二继电器K3、第一监测装置接口J5，第一监测装置接口J5包括用于与监测装置的电源端连接的第一电源接线端口(J5的1脚)和第二电源接线端口(J5的2脚)、用于与监测装置的信号端连接的第一信号接线端口(J5的3脚)和第二信号接线端口(J5的4脚)；继电器驱动电路(受主控电路控制)的输出端与第二继电器K3的第一线圈连接端(K3的1脚)连接，第二继电器K3的第二线圈连接端(K3的2脚)与电源电路的输出端连接，第二继电器K3的静触点(K3的6脚)与电源电路的输出端连接，第二继电器K3的动触点与第一电源接线端口连接，第二电源接线端口接地，第一信号接线端口、第二信号接线端口还用于与上位机的信号端连接，参考图6，监测装置的信号端通过J5接入后，经过OUT1、OUT2与J14所连接的上位机的信号端连接。

图6中，由于此时监测装置的信号线不经过第二光电耦合器，监测装置的信号通断状态不跟随电源线通断状态所改变。第一监测装置接口适合使用控制装置供电，而使用SDI-12、RS-232、RS-485等方式直接与上位机通讯，通讯信号线常通的监测装置。

第二种，参考图1、图3和图7，图7是本实用新型实施例提供的第三继电器、第二监测装置接口的电路示意图；继电器通断控制单元还包括第三继电器K8、第二监测装置接口J9，第二监测装置接口J9包括用于与监测装置的电源端连接的第三电源接线端口和第四电源接线端口；继电器驱动电路(受主控电路控制)的输出端与第三继电器K8的第一线圈连接端连接，第三继电器K8的第二线圈连接端与电源电路的输出端连接，第三继电器K8的静触点与电源电路的输出端连接，第三继电器K8的动触点与第三电源接线端口连接，第四电源接线端口接地。实际上，监测装置的电源端与第二监测装置接口J9连接，则监测装置可以从控制装置取电，第二监测装置接口适合使用控制装置供电，不需要通过控制装置与上位机通讯的监测装置。图7中，包括两个第三继电器(K8和K7)，两个第三继电器的第三电源接线端口和第四电源接线端口设置在一个第二监测装置接口上。

第三种，参考图1、图3和图8，图8是本实用新型实施例提供的第四继电器、第四监测装置接口的电路示意图；继电器通断控制单元还包括第四继电器K5、第四监测装置接口J4，第四监测装置接口J包括与监测装置中某一回路的两个连接端连接的第一回路连接端(J4的1脚)和第二回路连接端(J4的2脚)，第一回路连接端和第二回路连接端分别与K6的静触点和动触点连接，当第四继电器K5(第四继电器K5的通断受继电器驱动电路控制，而继电器驱动电路受主控电路控制)接通时，监测装置的某一回路被接通。第四监测装置接口适合不需要通过控制装置供电，也不需要通过控制装置与上位机通讯，而只需要用控制装置控制单一回路的通断的监测装置，例如，可用于监测装置自身有另外的电源供应，需要通过上位机、控制装置控制监测装置的电源通断的情况。

第四种，参考图1、图3、图5、图9a、图9b，图9a、图9b是本实用新型实施例提供的第五继电器、第五监测装置接口的电路示意图；继电器通断控制单元还包括第五继电器、第五监测装置接口，其中，包括两个第五继电器K12和K11，以及两个第五监测装置接口J3和J6，每个第五监测装置接口有四个接线端，其中两个接线端为一组电源线(第五监测装置接口的1脚和2脚)，另外两个接线端为一组信号线。以J3为例，其1脚接第五继电器K12，第五继电器K12受继电器驱动电路控制，以控制电源正极是否与1脚连通，其2脚接电源地。3脚名称为C3_1，作为信号线，与图5中U23光耦的4脚连接。U23光耦受光耦驱动电路控制，以控制自身的3脚和自身的4脚能否连通。4脚名称为C4，作为信号线，与图5中J14的接线端子的4脚连接。同理，K11、U24和J6的连接与J3相同，不再赘述。而由于继电器驱动电路和光耦驱动电路同时受主控电路控制，所以，主控电路可以同时控制监测装置的电源、信号同时通断(即通讯信号线需要跟随电源通断)。

若U23光耦导通，U24光耦不导通，则C3_1与C3连通而C3_2与C3不连通。

若U23光耦不导通，U24光耦导通，则C3_1与C3不连通而C3_2与C3连通。

若U23光耦导通，U24光耦也导通，则C3_1、C3_2、C3之间两两互相连通。

若U23光耦不导通，U24光耦也不导通，则C3_1、C3_2、C3之间两两互不连通。通常情况下，C3_1与监测装置的信号端连接，C3_2与另一个监测装置的信号端连接，C3与上位机的信号端连接。可实现两个监测装置与上位机之间4种不同的信号连通模式。第五监测装置接口适合需要通过控制装置供电，通讯信号线需要跟随电源通断，但多个监测装置复杂组合的情况。

另外，电源电路用于将输入电源转换为控制装置中各部分电路所需的电源。其中，输入电源从电源接口输入后，利用隔离式稳压电源进行电源转换，使用隔离式稳压电源可以实现磁电隔离。在控制装置中，在所有端口(上位机接口、监测装置接口、SDI-12信号接口、电源接口)进行了隔离之后，无论在哪个端口处出现异常能量，只要能量不超过隔离器件的限制就可以将异常能量堵截在端口处，而不会进入控制装置内部造成破坏性影响。

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 (10)

1.一种控制装置，其特征在于，应用于上位机和监测装置之间，所述控制装置包括电源电路、电平转换电路、主控电路、继电器通断控制单元、光耦通断控制单元；

所述电源电路用于为所述控制装置的各个部分提供电源，所述电平转换电路用于接收所述上位机的控制信号并对所述控制信号进行电平转换，所述主控电路用于根据电平转换后的所述控制信号控制所述继电器通断控制单元、所述光耦通断控制单元的通断，所述继电器通断控制单元用于控制所述电源电路与所述监测装置的电源端的通断，所述光耦通断控制单元用于控制所述监测装置的信号端与所述上位机的信号端的通断；

所述电平转换电路的输出端与所述主控电路的输入端连接，所述主控电路的输出端分别与所述继电器通断控制单元的控制端、所述光耦通断控制单元的控制端连接，所述电源电路的输出端与所述继电器通断控制单元的第一连接端连接。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括用于反馈所述继电器通断控制单元的通断状态的反馈电路，所述继电器通断控制单元的第二连接端与所述反馈电路的输入端连接，所述反馈电路的输出端与所述主控电路的输入端连接，所述主控电路的输出端与所述电平转换电路的输入端连接，所述电平转换电路的输出端用于与所述上位机的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述电平转换电路包括SDI-12接口电路，所述SDI-12接口电路包括SDI-12信号接口、三态输出驱动器、隔离式收发器，所述SDI-12信号接口用于与所述上位机连接，所述SDI-12信号接口分别与所述三态输出驱动器、所述隔离式收发器连接，所述三态输出驱动器与所述隔离式收发器连接，所述隔离式收发器与所述主控电路连接。

4.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述反馈电路包括第一光电耦合器，所述继电器通断控制单元的第二连接端与所述第一光电耦合器的正输入端连接，所述第一光电耦合器的负输入端接地，所述第一光电耦合器的第一正输出端与所述电源电路的输出端、所述主控电路的输入端均连接，所述第一光电耦合器的第二负输出端接地。

5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述反馈电路还包括发光二极管，所述继电器通断控制单元的第二连接端与所述发光二极管的正极连接，所述发光二极管的负极接地。

6.根据权利要求1至5任一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括用于控制所述继电器通断控制单元的通断的按键电路，所述按键电路的输出端与所述主控电路的输入端连接。

7.根据权利要求1至5任一项所述的控制装置，其特征在于，所述继电器通断控制单元包括继电器驱动电路和第一继电器，所述主控电路的输出端与所述继电器驱动电路的输入端连接，所述继电器驱动电路的输出端与所述第一继电器的第一线圈连接端连接，所述第一继电器的第二线圈连接端与所述电源电路的输出端连接，所述第一继电器的静触点与所述电源电路的输出端连接，所述第一继电器的动触点用于与所述监测装置的电源端连接。

8.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述继电器通断控制单元还包括第二继电器、第一监测装置接口，所述第一监测装置接口包括用于与监测装置的电源端连接的第一电源接线端口和第二电源接线端口、用于与监测装置的信号端连接的第一信号接线端口和第二信号接线端口；

所述继电器驱动电路的输出端与所述第二继电器的第一线圈连接端连接，所述第二继电器的第二线圈连接端与所述电源电路的输出端连接，所述第二继电器的静触点与所述电源电路的输出端连接，所述第二继电器的动触点与所述第一电源接线端口连接，所述第二电源接线端口接地，所述第一信号接线端口、所述第二信号接线端口还用于与上位机的信号端连接。

9.根据权利要求1至5任一项所述的控制装置，其特征在于，所述光耦通断控制单元包括光耦驱动电路和第二光电耦合器，所述主控电路的输出端与所述光耦驱动电路的输入端连接，所述光耦驱动电路的输出端与所述第二光电耦合器的负输入端连接，所述第二光电耦合器的正输入端与所述电源电路的输出端连接，所述第二光电耦合器的第一输出端用于与所述监测装置的信号端连接，所述第二光电耦合器的第二输出端用于与所述上位机的信号端连接。

10.一种检测系统，其特征在于，包括上位机、监测装置和权利要求1至9任一项所述的控制装置，所述上位机的输出端与所述电平转换电路的输入端连接，所述继电器通断控制单元的第二连接端与所述监测装置的电源端连接，所述光耦通断控制单元的第三连接端与所述监测装置的信号端连接，所述光耦通断控制单元的第四连接端与所述上位机的信号端连接。

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