CN212808952U - 一种动态节能仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及动态节能仪技术领域，公开了一种动态节能仪，包括DI输入模块，所述DI输入模块用于检测外部干接点输入信号；MCU控制模块，所述MCU控制模块与所述DI输入模块电信号连接，所述MCU控制模块用于接收和检测所述DI输入模块的输入信号；DO输出模块，所述DO输出模块与所述MCU控制模块电信号连接，所述DO输出模块用于接收所述MCU控制模块的信号从而控制继电器动作。本实用新型通过两种触发方式实现了远程和就地的双重控制，控制方式简单，安全性高，且充分满足企业的绿色节能的需求。

Description

一种动态节能仪

技术领域

本实用新型涉及节能仪技术领域，具体涉及一种动态节能仪。

背景技术

动态节能仪(变频节能仪)是将变频调速技术及自动化控制技术结合暖通及给排水工程特点研制成功的，彻底实现了高效节能，产品广泛应用于建筑、化工、冶金、制药、电厂、纺织，化纤等领域中的中央空调循环水系统，风机系统，工业冷却循环水系统，具有实时跟踪调节，高可靠性，长寿命性的特点。

现有技术中的动态节能仪，在一定条件下实现了节能效果，但存在控制电路复杂、安全性不高的缺点。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种动态节能仪，该装置控制方式简单，安全性高，且节能环保。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种动态节能仪，其特征在于，包括

DI输入模块，所述DI输入模块用于检测外部干接点输入信号；

MCU控制模块，所述MCU控制模块与所述DI输入模块电信号连接，所述 MCU控制模块用于接收和检测所述DI输入模块的输入信号；

DO输出模块，所述DO输出模块与所述MCU控制模块电信号连接，所述 DO输出模块用于接收所述MCU控制模块的信号从而控制继电器动作。

进一步的，还包括RS485通讯模块，所述RS485通讯模块与所述MCU控制模块电信号连接，所述RS485通讯模块用于所述MCU控制模块与外部终端的信号传输。

进一步的，还包括电源模块，所述电源模块与所述MCU控制模块电信号连接，用于给所述MCU控制模块供电。

进一步的，还包括报警模块，所述报警模块与所述MCU控制模块电信号连接，所述报警模块用于对电路的工作状态进行指示。

所述电源模块包括芯片IC1和芯片U2，所述芯片IC1与所述芯片U2电信号连接，所述芯片U2与所述MCU控制模块电信号连接，所述芯片IC1用于将外部24V电转换成5V，所述芯片U2用于将5V电压转换成3.3V来为MCU控制模块供电。

所述MCU控制模块包括芯片U4，所述芯片U4的型号为STM32F103VBT6。

在本实用新型中，优选的，所述RS485通讯模块包括若干结构相同的通讯回路，所述通讯回路包括芯片U1，所述芯片U1的A、B端口电信号A、B端口电信号连接有485接口，所述485接口用于连接外部传感器设备，所述芯片 U1的1、3、4号引脚与所述芯片U4的69、67、68号引脚对应连接。

所述DI输入模块包括若干结构相同的输入回路，所述输入回路包括型号为EL817S-C的光耦合器，所述光耦合器的输入端电信号连接所述传感器设备，所述光耦合器的输出端与所述芯片U4电信号连接。

所述DO输出模块包括若干结构相同的输出回路，所述输出回路包括三极管，所述三极管的基极与所述芯片U4电信号连接，所述三极管的集电极连接有 +24V继电器电源，所述+24V继电器电源用以控制继电器的导通。

在本实用新型中，优选的，所述输入回路、输出回路均设有4条。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供一种动态节能仪，具有两种触发方式，一是通过RS485通讯模块，通讯模块的输入端与传感器设备电信号连接，输出端与MCU控制模块连接，通讯模块接收到传感器的参数信息后传输给MCU控制模块，MCU控制模块判断参数是否超标后控制DO输出模块的继电器动作以控制外部设备；二是通过DI输入模块，DI干接点输入信号来自传感器设备，若检测到DI干接点有信号，MCU控制模块控制DO输出模块的继电器动作。两种触发方式实现了远程和就地的双重控制，控制方式简单，安全性高。同时，该节能仪可同时监控多台外部设备，能够实时查询传感器的检测参数，具有绿色节能、安全可靠的特点。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的一种动态节能仪的原理框图；

图2是本实用新型的一种动态节能仪的MCU控制模块电路图；

图3是本实用新型的一种动态节能仪的RS485通讯模块电路图；

图4是本实用新型的一种动态节能仪的DI输入模块的电路图；

图5是本实用新型的一种动态节能仪的DO输出模块的电路图。

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，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。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请同时参见图1至图5，本实用新型一较佳实施方式提供一种动态节能仪，包括DI输入模块，所述DI输入模块用于检测外部干接点输入信号；MCU控制模块，所述MCU控制模块与所述DI输入模块电信号连接，所述MCU控制模块用于接收和检测所述DI输入模块的输入信号；DO输出模块，所述DO输出模块与所述MCU控制模块电信号连接，所述DO输出模块用于接收所述MCU 控制模块的信号从而控制继电器动作。

在本实用新型中，DI输入模块将检测到的外部干接点输入信号，该干接点输入信号来源于外部的传感器设备，如环境动力监控中的传感器：烟雾和凝结传感器、各类气体检测传感器、火灾报警传感器等，若DI输入模块有信号，则 MCU控制模块直接控制DO输出模块的继电器动作，通过继电器控制外部设备，从而实现外部设备的节能控制，体现企业绿色节能的现代化需求，且整个控制过程简单方便，可操作性强。

进一步的，还包括RS485通讯模块，所述RS485通讯模块与所述MCU控制模块电信号连接，所述RS485通讯模块用于所述MCU控制模块与外部终端的信号传输。具体的，RS485通讯模块输入端连接的是上述外部的传感器设备， RS485通讯模块将外部传感器的信号传输给MCU控制模块，MCU控制模块检测该传感器信号是否正常，若正常则控制DO输出模块输出信号。

在本实施例中，采用两种触发方式，一是利用RS485通讯模块实现的RS485 触发，二是利用DI输入模块实现的DI输入触发，通过RS485总线或者DI干接点输入来查询传感器检测的参数是否超标，从而实现MCU控制模块对DO输出模块继电器的控制。同时，RS485通讯模块可与上位机连接，通过计算机实现远程控制，操作方便、控制稳定。

进一步的，还包括电源模块，所述电源模块与所述MCU控制模块电信号连接，用于给所述MCU控制模块供电。所述电源模块包括芯片IC1和芯片U2，所述芯片IC1与所述芯片U2电信号连接，所述芯片U2与所述MCU控制模块电信号连接，所述芯片IC1用于将外部24V电转换成5V，所述芯片U2用于将 5V电压转换成3.3V来为MCU控制模块供电。具体的，外部提供的24V电压经过保险丝F1、二极管D1、电阻R1连接到芯片IC1的7、8号引脚上，芯片 IC1的2号引脚经过电感L1得到+5V电压，芯片IC1型号为MC34063，MC24063 电源管理芯片，输出5V稳压电源，可对过热和过压瞬态保护，关断时静态电流低值2uA。+5V电压经过稳压二极管D7连接到芯片U2的3号引脚，芯片U2 的2号引脚输出+3.3V电压，+3.3V电压来给MCU控制模块供电，芯片U2的型号为ASM1117，ASM1117为一个低功耗正向电压调节器，适合便携式设备使用，具有很低的静态电流，当输出电流减小时，静态电流随负载变化，并提高效率。

所述MCU控制模块包括芯片U4，所述芯片U4的型号为STM32F103VBT6，STM32F103VBT6处理器是基于ARM32位Cortex-M3内核的处理器，可使程序在内存中以最高72Mhz频率运行。芯片U4的64、65号引脚连接有报警模块，所述报警模块用于对电路的工作状态进行指示，具体报警模块是设置在外部的指示灯，芯片U4的64号引脚连接运行指示灯，运行指示灯用于电路运行状态指示，芯片U4的65号引脚连接的是报警指示灯，报警指示灯用于对检测异常状态指示。

在本实用新型中，进一步的，所述RS485通讯模块包括若干结构相同的通讯回路，所述通讯回路包括芯片U1，芯片U1的型号为SP3485，所述芯片U1 的A、B端口电信号连接有485接口，所述485接口用于连接外部传感器设备以及上位机，所述芯片U1的1、3、4号引脚与所述芯片U4的69、67、68号引脚对应连接，芯片U1的8号连接+3.3V电源供电。具体的，在本实施例中，通讯回路设有两个，一个为包括芯片U1的通讯回路，另一个为包括芯片U3的通讯回路，芯片U3的1、3、4引脚与芯片U4的69、67、68号引脚对应连接26、 24、25号引脚对应连接，芯片U3的A、B端口电信号连接有另一485接口。因此，本实施的通讯模块共设置两路485接口，两路485接口均是对接响应的终端传感器设备，实现对传感器设备检测信号的数据传输。

所述DI输入模块包括若干输入回路，所述输入回路包括型号为EL817S-C 光耦合器，所述光耦合器的输入端与所述传感器设备电信号连接，所述光耦合器的输出端与所述芯片U4电信号连接。具体的，在本实施例中，输入回路设有 4个，即设有四个光耦合器，分别光耦合器为OP1至OP4，光耦合器OP1至OP4 的1号引脚分别输入NET_IN1、NET_IN2、NET_IN3、NET_IN4四路外部干接点信号，外部干接点信号来自于外部传感器设备，通过光耦合器对信号进行光电隔离，保证信号传输的稳定性，所述光耦合器OP1至OP4的4号引脚分别与芯片U4的15至18号引脚对应连接，实现DI模块与MCU控制模块的信号传输。

所述DO输出模块包括若干结构相同的输出回路，所述输出回路包括三极管，所述三极管的基极与所述芯片U4电信号连接，所述三极管的集电极连接 +24V继电器电源以控制继电器的导通。具体的，在本实施例中，共设有4条结构相同的输出回路，四条输出回路的输入端K1至K4分别与芯片U4的43至46 号引脚对应连接，以第一条输出回路为例，第一条输出回路包括三极管Q2，三极管Q2的基极经过电阻R21与芯片U4的43引脚连接，实现与芯片U4的数据传输，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2集电极经过二极管D11连接连接+24V 继电器电源，+24V继电器电源用来以给继电器|K1进行供电。MCU控制模块检测到传感器设备均正常时，发出控制信号K1以驱动三极管Q2导通，继电器K1 得电，以控制外部设备运行。其余三路输出回路与上述原理相同，不再赘述。

在本实施方式中，工作原理：

(1)按下动态节能仪的开始键，电源模块开使正常为各个模块供电，运行指示灯亮，首先MCU控制模块对传感器设备的触发方式进行检测。

(2)若为RS485触发方式，则通过RS485通讯模块将外部的所有传感器设备的参数传输给MCU控制模块，MCU控制模块对参数进行检测，若检测正常，则MCU控制模块控制DO输出模块中的继电器得电，通过继电器控制外部设备运行；若异常，MCU控制模块控制电源模块切断电源，并控制报警模块中的报警指示灯发出报警指示信号，提示工作人员维修。

(3)若为DI输入触发方式，则MCU控制模块检测DI输入模块是否有信号，若有信号，则MCU控制模块控制DO输出模块中的继电器得电。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。

Claims (10)

1.一种动态节能仪，其特征在于，包括

DI输入模块，所述DI输入模块用于检测外部干接点输入信号；

MCU控制模块，所述MCU控制模块与所述DI输入模块电信号连接，所述MCU控制模块用于接收和检测所述DI输入模块的输入信号；

DO输出模块，所述DO输出模块与所述MCU控制模块电信号连接，所述DO输出模块用于接收所述MCU控制模块的信号从而控制继电器动作。

2.根据权利要求1所述的一种动态节能仪，其特征在于，还包括RS485通讯模块，所述RS485通讯模块与所述MCU控制模块电信号连接，所述RS485通讯模块用于所述MCU控制模块与外部终端的信号传输。

3.根据权利要求2所述的一种动态节能仪，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块与所述MCU控制模块电信号连接，用于给所述MCU控制模块供电。

4.根据权利要求3所述的一种动态节能仪，其特征在于，还包括报警模块，所述报警模块与所述MCU控制模块电信号连接，所述报警模块用于对电路的工作状态进行指示。

5.根据权利要求3所述的一种动态节能仪，其特征在于，所述电源模块包括芯片IC1和芯片U2，所述芯片IC1与所述芯片U2电信号连接，所述芯片U2与所述MCU控制模块电信号连接，所述芯片IC1用于将外部24V电转换成5V，所述芯片U2用于将5V电压转换成3.3V来为MCU控制模块供电。

6.根据权利要求3所述的一种动态节能仪，其特征在于，所述MCU控制模块包括芯片U4，所述芯片U4的型号为STM32F103VBT6。

7.根据权利要求6所述的一种动态节能仪，其特征在于，所述RS485通讯模块包括若干结构相同的通讯回路，所述通讯回路包括芯片U1，所述芯片U1 的A、B端口电信号连接有485接口，所述485接口用于连接外部传感器设备，所述芯片U1的1、3、4号引脚与所述芯片U4的69、67、68号引脚对应连接。

8.根据权利要求7所述的一种动态节能仪，其特征在于，所述DI输入模块包括若干结构相同的输入回路，所述输入回路包括型号为EL817S-C的光耦合器，所述光耦合器的输入端电信号连接所述传感器设备，所述光耦合器的输出端与所述芯片U4电信号连接。

9.根据权利要求8所述的一种动态节能仪，其特征在于，所述DO输出模块包括若干结构相同的输出回路，所述输出回路包括三极管，所述三极管的基极与所述芯片U4电信号连接，所述三极管的集电极连接有+24V继电器电源，所述+24V继电器电源用以控制继电器的导通。

10.根据权利要求9所述的一种动态节能仪，其特征在于，所述输入回路、输出回路均设有4条。

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