CN215494672U - 一种基于plc救护车控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于PLC救护车控制系统，包括PLC控制器、供电模块、暖风机模块、负压风机模块、通讯模块、人机交互模块，供电模块、暖风机模块、负压风机模块均与PLC控制器相连，人机交互模块通过通讯模块与PLC控制器相连。人机交互模块用于使用者向PLC控制器输出控制命令，PLC控制器用于根据控制命令控制暖风机模块及负压风机模块的运行或断开。供电模块用于为PLC控制器供电。

Description

一种基于PLC救护车控制系统

技术领域

本实用新型涉及救护车控制系统，特别涉及一种基于PLC救护车控制系统。

背景技术

随着经济的发展，城市化步伐的加快，社会对于救护车的需求正在日渐增加，救护车作为重要的急救设备，因此，其救护车控制系统稳定、便捷、安全性显得尤为重要。市面上，救护车的控制系统大多是基于单片机控制，由于随着社会的不断发展，对救护车控制要求会越来越高，因此控制系统功能需要不断升级和完善。但是单片机程序编写难度大，电路设计复杂，不易改造，其技术功能难以满足时代更新的需求。所以开发一款基于PLC救护车控制系统很有必要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于PLC救护车控制系统，相比单片机控制，程序更加简洁、电路设计亦更加便捷。

为了解决上述问题，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种基于PLC救护车控制系统，包括：

PLC控制器，与所述PLC控制器相连的供电模块、暖风机模块、负压风机模块以及人机交互模块；

所述人机交互模块用于使用者向所述PLC控制器输出控制命令，所述PLC控制器用于根据所述控制命令控制所述暖风机模块及所述负压风机模块的开断；

所述供电模块用于为所述PLC控制器供电；

所述PLC控制器包括采集模块；所述采集模块用于实时采集所述救护车的逆变器输出电流，并将该输出电流值传输至所述人机交互模块。

进一步地，所述供电模块包括顺次相连的DC\DC稳压电路及线性稳压电路；其中，所述DC\DC稳压电路的输入端接入外接直流电源，所述线性稳压电路的输出端与所述PLC控制器相连。

进一步地，救护车控制系统还包括短路保护模块，所述短路保护模块为串联在外接电源与负载之间的熔断器或断路器。

进一步地，所述采集模块包括顺次相连的整流电路、隔离放大电路、差分放大电路；其中，所述整流电路的输入端与所述救护车上的逆变器的输出端相连；所述差分放大电路的输出端与所述PLC控制器相连，PLC控制器将所述采集模块的数据实时通过所述人机交互模块显示。

进一步地，所述暖风机模块包括分别与所述PLC控制器及外接电源相连的第一开关管，及与所述第一开关管相连的暖风机负载。

进一步地，所述第一开关管为PMOS管，所述PMOS管的源级与所述外接电源相连，栅极与所述PLC控制器相连，漏极与所述暖风机负载相连；其中，所述外接电源为12V直流电。

进一步地，所述负压风机模块包括分别与所述PLC控制器的第二开关管，及与所述第二开关管相连的负压风机负载；其中，所述负压风机负载的另一端接外接电源，所述第二开关管接地。

进一步地，所述第二开关管为NMOS管，所述NMOS管的漏极与所述负压风机负载相连，栅极与所述PLC控制器相连，源级接地；其中，所述负压风机负载的另一端所述接的外接电源为12V直流电源。

进一步地，救护车控制系统还包括温度检测模块，所述温度检测模块包括设置在PLC控制器上的温度传感器，所述温度传感器与所述PLC控制器电连接，用于检测PLC控制器的温度并将检测到的温度实时传输至PLC控制器。

进一步地，所述PLC控制还包括通讯模块，所述通讯模块包括RS232及RS485通讯接口，所述PLC控制器通过RS232通讯接口与所述人机交互模块相连；所述PLC控制器通过RS485通讯接口与计算机PC端相连。

与现有技术相比，本实用新型技术方案及其有益效果如下：

(1)本实用新型以可编程PLC控制器为系统核心，PLC控制器与人机交互模块的信号互通，将使用者的控制命令快速的传输至各负载模块，以满足救护车的各项需求，同时对控制系统本身的安全运行亦做了全面的保护。该PLC控制系统设计简单，PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了外部的接线，同时维护也变得容易。由于编程易学易用，适用性强，因此，基于PLC组成控制系统极为可靠。

(2)本实用新型的暖风机模块及负压风机模块，通过向开关管发送高低电平即可控制暖风机负载及负压风机负载的运作，控制程序简单，信号传输可靠。

(3)本实用新型的采集模块，实时监测PLC控制器的工作温度，确保PLC控制系统的正常运行，从而避免了救护车控制系统因工作温度过高而发生故障。

(4)本实用新型的短路保护模块，通过在电源与负载或/和电源与PLC控制器之间设置熔断器，从而确保了控制系统在遇到短路时，能及时切断电路流通而保护电路运行的安全。

附图说明

图1本实用新型实施例提供的一种基于PLC救护车控制系统的结构框图；

图2本实用新型实施例提供的供电模块的结构框图；

图3本实用新型实施例提供的采集模块的结构框图；

图4本实用新型实施例提供的采集模块的电路图；

图5本实用新型实施例提供的暖风机模块的结构框图；

图6本实用新型实施例提供的暖风机模块的电路图；

图7本实用新型实施例提供的负压风机模块的结构框图；

图8本实用新型实施例提供的负压风机模块的电路图。

图示说明：

PLC控制器-1；整流电路-11；隔离放大电路-12；差分放大电路-13；供电模块-2；通讯模块-3；暖风机模块-4；第一开关管-41；暖风机负载-42；负压风机模块-5；第二开关管-51；负压风机负载-52；温度检测模块-6；人机交互模块-7；计算机-8；采集模块-9。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

参阅图1，一种基于PLC救护车控制系统，包括PLC控制器1、供电模块2、暖风机模块4、负压风机模块5、人机交互模块7，供电模块2、暖风机模块4、负压风机模块5均与PLC控制器1相连。

人机交互模块7用于使用者向PLC控制器1输出控制命令，PLC控制器1用于根据控制命令控制暖风机模块4及负压风机模块5的运行或断开。供电模块2用于为PLC的CPU供电。

PLC控制器1包括采集模块9，采集模块9用于实时采集救护车上的逆变器的输出电流，并将该输出电流值传输至人机交互模块实时显示。本实施例中的人机交互模块至少包括显示屏/触摸屏及控制按钮，该控制按钮可以是实体结构的按钮也可以是设置在显示屏/触摸屏的上的触摸按钮。

PLC控制器还包括通讯模块3，人机交互模块7通过通讯模块3与PLC控制器1相连，通讯模块3包括RS232及RS485通讯接口，PLC控制器1通过RS232通讯接口与人机交互模块7相连，从而实现通过人机界面的按钮向PLC控制器1发送控制信号，以及PLC控制器向显示屏/触摸屏发送实时采集的电流信号。PLC控制器还通过RS485通讯接口与计算机实现通讯，从而可以在计算机上编写程序以及对PLC控制器进行调试。

参阅图2，供电模块2包括顺次相连的DC\DC稳压电路及线性稳压电路，DC\DC稳压电路的输入端接入外接直流电源，线性稳压电路的输出端与PLC控制器的电源接口相连。救护车蓄电池为12V直流电，12V直流电经过DC\DC稳压电路后变成5V直流电，在经过线性稳压电路后变成3.3V直流电，并输入至PLC控制器给PLC控制器1的CPU供电。

参阅图3，救护车上装有逆变器，将直流电转换成交流电，从而以给救护车上的各种仪器供电，而该逆变器的输出电压是否稳定、是否能够满足各种仪器的正常使用就显得至关重要了，因此需要采集模块对逆变器的输出电压进行实时监测。采集模块9包括顺次相连的整流电路11、隔离放大电路12、差分放大电路13，整流电路11的输入端与所述救护车上的逆变器的输出端相连，差分放大电路13的输出端与PLC控制器的CPU相连，PLC控制器的CPU将差分放大电路13的输出信号进行A/D转换后通过人机交互模块7实时显示。

更为具体的，逆变器输出的220V交流电压接入整流电路11，经过整流后得到直流电压，直流电压信号经过隔离放大电路12得到抗磁性干扰的共模信号，共模信号经差分放大电路13输出固定增益的放大信号给CPU，CPU将采集的放大信号进行AD模数转换并换算成数字信号，从而将外部交流电电压实时显示成数字量，并在触摸屏上显示出来。

参阅图4，本实施例提供一种采集模块的非限制性实施电路，整流电路11包括全桥整流电路及并联在全桥整流电路的输出端之间的电解电容C1，全桥整流电路的输入端分别接入逆变器的输出端，即交流电的火线L及零线N。隔离放大电路12包括串联在电解电容C1两端的电阻R1及电阻R2，一端连接在电阻R1及电阻R2之间的电阻R3，连接在电阻R3另一端的隔离放大器，以及与隔离放大器的负输入端相连的电阻R4。电阻R3接入隔离放大器的正输入端。电阻R2远离电阻R1的一端以及电阻R4的另一端均接地。差分放大电路13包括放大器，与隔离放大器的正输出端相连的电阻R6，与隔离放大器的负输出端相连的电阻R5，电阻R5的另一端与放大器的反向输入端相连，电阻R6的另一端与放大器的同向输入端相连，放大器的同向出入端通过电阻R8接地，放大器的反向输入端与输出端之间连接有电阻R7。放大器的输出端连接有RC滤波电路，经过滤波后的电路接入PLC控制器的CPU进行数模转换。

参阅图5，暖风机模块4包括分别与PLC控制器1及外接电源相连的第一开关管41，及与所述第一开关管41相连的暖风机负载42。人机交互模块向PLC控制器发出启动暖风机的控制命令，PLC控制器通过其内的驱动芯片去驱动第一开关管41导通，从而使得外接电源给暖风机负载42供电，暖风机负载42开始工作，将热空气送入救护车室内，形成暖风。

参阅图6，本实施例提供一种非限制性的暖风机模块的示例。第一开关管为PMOS管，其源级S接入12V直流电，其漏极D接入暖风机负载，其栅极G与PLC控制的驱动芯片相连。

由于PMOS管的主回路电流方向为从源级S至漏极D，导通条件VGS具有一定的压差，一般为-5～-10V，即源级S的电位比栅极G高5～10V，源级S接入12V直流电，因此，当栅极G接入低电平时，PMOS管导通，外接电源即给暖风机负载供电，暖风机开始工作。

使用者在触摸屏上按下暖风机启动按钮，PLC控制器收到命令信号后，其驱动芯片向PMOS管输出低电平，驱动PMOS管导通，从而暖风机负载开始工作。

参阅图7，负压风机模块5包括与PLC控制器1相连的第二开关管51，及与第二开关管51相连的负压风机负载52；负压风机负载的另一端接外接电源，第二开关管接地。人机交互模块向PLC控制器发出启动负压风机的控制命令，PLC控制器通过其内的驱动芯片去驱动第二开关管51导通，从而使得外接电源给负压机负载52供电，使得负压风机旋转，旋转的过程中将车内的空气进行无害化处理后排出干净无菌的空气。

参阅图8，本实施例提供一种非限制性的负压风机模块的示例，第二开关管51为NMOS管，NMOS管的漏极与负压风机负载52相连，栅极与PLC控制器的驱动芯片相连，源级接地；负压风机负载52的接入外接12V直流电源。

由于NMOS管的主回路电流方向为从漏极D至源级S，导通条件VGS具有一定的压差，一般为5～10V，即栅极G的电位比源级S高5～10V,NMOS管的源级S接地，通过驱动芯片向栅极G输入高电平，即可使得NMOS导通，从而使得外接12V直流电给负压风机负载供电。

使用者在触摸屏上按下负压启动按钮，PLC控制器发出控制信号使得继电器线圈导通，继电器触点吸合而输出高电平至NMOS管的栅极G，使得NMOS管导通。通过PLC控制的CPU输出恒定的频率来控制负压风机在一个周期内的占空比，从而控制NMOS管的接通和关断的时间比，进而来控制负压风机的工作电压值。通过调整占空比来实现对负压风机工作电压的线性控制，使负压风机旋转。

救护车系统还设置有短路保护模块。由于PLC救护车控制系统带有继电器输出电路，当电路发生故障或异常时，会产生很大的大电流，其产生大量的热量会损坏设备和控制器元件，因此在电路中串入熔断器或断路器，可在发生短路故障时，切断电路流通，保护电路的安全运行。在非限制性示例中，在控制电路中串入额定电流为30A的保险丝，当发生短路故障时，保险丝在电流异常升高到一定高度和热度时，会自身熔断，切断电路连通。保险丝串联在电源与负载之间、电源与PLC控制器之间，确保能切断负载供电以及控制器供电即可，具体串联在何元器件之间不做限定，根据实际电路而定。

救护车系统还设置有温度检测模块7，温度检测模块7包括设置在PLC控制器上的温度传感器(图中未示出)，温度传感器与PLC控制器电连接，用于检测PLC控制器的温度并将检测到的温度实时传输至PLC控制器。在PLC控制工作过程中，温度传感器实时采集PLC的温度，并将采集的温度实时反馈至PLC控制器，若测量的温度超过了预设的阈值，则PLC控制器断开与负载的连接不工作，从而防止PLC控制器因为工作温度过高而发生故障。

本实用新型的救护车系统，通过PLC与人机交互模块的信号传输，为使用者提供简单快速的操作，PLC通过向暖风机模块及负压风机模块输出高低电平来控制暖风机负载及负压风机负载的工作状态，从而调节救护车车内的空气流通及温度，实现程序简洁。PLC控制系统设计简单，PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了外部的接线，同时维护也变得容易。由于编程易学易用，适用性强，因此，基于PLC组成控制系统极为可靠。

上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于PLC救护车控制系统，其特征在于，包括：

PLC控制器，与所述PLC控制器相连的供电模块、暖风机模块、负压风机模块以及人机交互模块；

所述人机交互模块用于使用者向所述PLC控制器输出控制命令，所述PLC控制器用于根据所述控制命令控制所述暖风机模块及所述负压风机模块的开断；

所述供电模块用于为所述PLC控制器供电；

所述PLC控制器包括采集模块；所述采集模块用于实时采集所述救护车的逆变器输出电流，并将该输出电流值传输至所述人机交互模块实时显示。

2.根据权利要求1所述的一种基于PLC救护车控制系统，其特征在于，所述供电模块包括顺次相连的DC\DC稳压电路及线性稳压电路；其中，所述DC\DC稳压电路的输入端接入外接直流电源，所述线性稳压电路的输出端与所述PLC控制器相连。

3.根据权利要求1所述的一种基于PLC救护车控制系统，其特征在于，还包括短路保护模块，所述短路保护模块为串联在外接电源与负载之间的熔断器或断路器。

4.根据权利要求1所述的一种基于PLC救护车控制系统，其特征在于，所述采集模块包括顺次相连的整流电路、隔离放大电路、差分放大电路；其中，所述整流电路的输入端与所述救护车上的逆变器的输出端相连；所述差分放大电路的输出端与所述PLC控制器的CPU相连，PLC控制器的CPU将所述差分放大电路的输出信号进行A/D转换后通过所述人机交互模块实时显示。

5.根据权利要求1所述的一种基于PLC救护车控制系统，其特征在于，所述暖风机模块包括分别与所述PLC控制器及外接电源相连的第一开关管，及与所述第一开关管相连的暖风机负载。

6.根据权利要求5所述的一种基于PLC救护车控制系统，其特征在于，所述第一开关管为PMOS管，所述PMOS管的源级与所述外接电源相连，栅极与所述PLC控制器相连，漏极与所述暖风机负载相连；其中，所述外接电源为12V直流电。

7.根据权利要求1所述的一种基于PLC救护车控制系统，其特征在于，所述负压风机模块包括与所述PLC控制器相连的第二开关管，及与所述第二开关管相连的负压风机负载；其中，所述负压风机负载的另一端接外接电源，所述第二开关管接地。

8.根据权利要求7所述的一种基于PLC救护车控制系统，其特征在于，所述第二开关管为NMOS管，所述NMOS管的漏极与所述负压风机负载相连，栅极与所述PLC控制器相连，源级接地；其中，所述负压风机负载的另一端所述接的外接电源为12V直流电源。

9.根据权利要求1所述的一种基于PLC救护车控制系统，其特征在于，还包括温度检测模块，所述温度检测模块包括设置在PLC控制器上的温度传感器，所述温度传感器与所述PLC控制器的CPU电连接，用于检测PLC控制器的温度并将检测到的温度实时传输至PLC控制器的CPU。

10.根据权利要求1所述的一种基于PLC救护车控制系统，其特征在于，所述PLC控制器还包括通讯模块，所述通讯模块包括RS232及RS485通讯接口，所述PLC控制器通过RS232通讯接口与所述人机交互模块相连；所述PLC控制器通过RS485通讯接口与计算机相连。

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