CN217880038U - 风机过滤机组的控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风机过滤机组的控制系统，包括：客户端、控制模块和至少一个FFU，控制模块包括信号发送接收电路、MCU主控电路和具有多个信号输出端口的输出扩展电路；客户端与信号发送接收电路通过无线连接方式进行连接，信号发送接收电路与MCU主控电路连接，MCU主控电路与输出扩展电路通信连接，每个FFU分别连接一个信号输出端口；其中，客户端通过信号发送接收电路向MCU主控电路发送控制指令，其中控制指令包括至少一个FFU中待控制FFU的标识信息和控制挡位；MCU主控电路通过标识信息识别待控制FFU，并通过与待控制FFU所对应的输出扩展电路的信号输出端口控制待控制FFU的挡位调整为控制挡位。

Description

风机过滤机组的控制系统

技术领域

本实用新型属于洁净设备技术领域，具体涉及一种风机过滤机组的控制系统。

背景技术

风机过滤机组(Fan Filter Unit，FFU)具有工作时间长、可无级调速、风速均匀、安装方便等优点，被广泛应用于无尘室、无尘操作台、无尘生产线、组装式无尘室和局部百级无尘车间等场合。

在实验室超净间环境下，通常需要大批量的FFU，例如几十台数百台的FFU同时运行，且需要对所有FFU进行实时控制和实时挡位监控以达到实验室超净间的某些实验要求。而现有控制和监控通常是通过固定在实验室洁净间中的电脑进行控制监控，这导致控制端不便于携带和操作，无法在实验室洁净间实现随走随操作的目的，并且当前控制系统可承载的FFU数量较少。

实用新型内容

本申请实施例提供一种风机过滤机组的控制系统，以解决现有FFU控制系统在对FFU进行控制操作过程中，不能随走随操作导致操作不便利的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种风机过滤机组的控制系统，包括：

客户端、控制模块和至少一个风机过滤机组FFU，所述控制模块包括信号发送接收电路、微控制单元MCU主控电路和具有多个信号输出端口的输出扩展电路；

所述客户端与所述信号发送接收电路通过无线连接方式进行双向通信连接，所述信号发送接收电路与所述MCU主控电路双向通信连接，所述MCU主控电路与所述输出扩展电路通信连接，每个所述FFU分别连接一个所述信号输出端口；

其中，所述MCU主控电路通过所述信号发送接收电路接收所述客户端所发送的控制指令，其中所述控制指令包括至少一个FFU中待控制FFU的标识信息和控制挡位；所述MCU主控电路通过所述标识信息识别所述待控制FFU，并通过与所述待控制FFU所连接的信号输出端口控制所述待控制FFU的挡位调整为所述控制挡位。

在一种实现方式中，所述控制模块还包括与所述FFU的数量相同的挡位输出电路，每个所述挡位输出电路和每个所述FFU一一对应连接，且每个所述挡位输出电路分别与一所述信号输出端口对应连接；

其中，所述MCU主控电路在识别所述待控制FFU后，基于FFU、挡位输出电路和信号输出端口之间的对应连接关系，将所述控制指令通过与所述待控制FFU相对应的信号输出端口输出至与所述待控制FFU相连接的挡位输出电路，由该挡位输出电路控制所述待控制FFU的挡位调整为所述控制挡位。

在一种实现方式中，每个所述挡位输出电路还与所述MCU主控电路通信连接；

其中，与所述待控制FFU相连接的挡位输出电路控制所述待控制FFU的挡位调整为所述控制挡位后，与所述待控制FFU相连接的挡位输出电路将所述控制指令的执行情况反馈给所述MCU主控电路，所述MCU主控电路将所述执行情况通过所述信号发送接收电路发送给所述客户端，由所述客户端对所述待控制FFU的当前挡位进行显示。

在一种实现方式中，所述输出扩展电路与全部的所述挡位输出电路通过排线相连接。

在一种实现方式中，所述MCU主控电路、输出扩展电路和信号发送接收电路设置于第一电路板上，所述挡位输出电路设置于第二电路板上。

在一种实现方式中，所述控制系统还包括降压稳压模块，用于对外部电源的电压进行降压稳压，并将降压稳压后的电压输出给所述控制模块。

在一种实现方式中，所述降压稳压模块包括降压稳压电路和输出接口，所述降压稳压电路通过共模电感与相并联的压敏电阻和安规电路连接，所述外部电源与一保险丝相串联，且所述压敏电阻与相串联的所述保险丝和所述外部电源并联连接，所述降压稳压电路通过所述输出接口与所述控制模块连接。

在一种实现方式中，所述输出接口的数量为两个，所述降压稳压电路通过控制开关与两个所述输出接口相连接，且其中一个所述输出接口用于向第一电路板供电，另一个所述输出接口用于向第二电路板供电；

其中，在所述控制开关闭合的情况下，两个所述输出接口输出降压稳压后的电压。

在一种实现方式中，所述降压稳压模块还包括与所述控制开关连接的电源指示灯，在所述控制开关闭合的情况下，所述电源指示灯点亮。

在一种实现方式中，所述输出扩展电路包括N个MCP23017芯片，每个所述MCP23017芯片对应16个信号输出端口，N为大于等于1的正整数。

本实用新型实施例中，风机过滤机组的控制系统包括：客户端、控制模块和至少一个风机过滤机组FFU，所述控制模块包括信号发送接收电路、微控制单元MCU主控电路和具有多个信号输出端口的输出扩展电路；所述客户端与所述信号发送接收电路通过无线连接方式进行双向通信连接，所述信号发送接收电路与所述MCU主控电路双向通信连接，所述MCU主控电路与所述输出扩展电路通信连接，每个所述FFU分别连接一个所述信号输出端口；其中，所述MCU主控电路通过所述信号发送接收电路接收所述客户端所发送的控制指令，其中所述控制指令包括至少一个FFU中待控制FFU的标识信息和控制挡位；所述MCU主控电路通过所述标识信息识别所述待控制FFU，并通过与所述待控制FFU所连接的信号输出端口控制所述待控制FFU的挡位调整为所述控制挡位。由于客户端与所述信号发送接收电路无线连接，这使得能够实现短距离无线控制，实现随走随控的目的，且客户端容易携带，脱离了繁重终端设备，满足了实验室超净间对环境的要求；此外，通过输出扩展电路实现了客户端能够控制多个FFU，增加了所控制的FFU的数量。

附图说明

图1是本申请实施例中风机过滤机组的控制系统的结构示意图；

图2是本申请实施例中输出扩展电路的结构示意图；

图3是本申请实施例中风机过滤机组的控制系统的另一结构示意图；

图4是本申请实施例中降压稳压模块的结构示意图；

图5是本申请实施例中客户端的界面示意图的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例对本申请实施例提供的风机过滤机组的控制系统进行详细地说明。

图1示出了本申请的一个实施例提供的一种风机过滤机组的控制系统，风机过滤机组的控制系统包括：

客户端1、控制模块2和至少一个FFU3，所述控制模块包括信号发送接收电路21、微控制单元MCU主控电路22和具有多个信号输出端口的输出扩展电路23；

所述客户端1与所述信号发送接收电路21通过无线连接方式进行双向通信连接，所述信号发送接收电路21与所述MCU主控电路22双向通信连接，所述MCU主控电路22与所述输出扩展电路23通信连接，每个所述FFU3分别连接一个所述信号输出端口；

其中，所述MCU主控电路22通过所述信号发送接收电路21接收客户端1发送的控制指令，其中所述控制指令包括至少一个FFU中待控制FFU的标识信息和控制挡位；所述MCU主控电路22通过所述标识信息识别所述待控制FFU，并通过与所述待控制FFU所连接的信号输出端口控制所述待控制FFU的挡位调整为所述控制挡位。

具体的，客户端可以是移动式终端，信号发送接收电路可以是现有的信号传输模块，例如蓝牙模块、2.4G模块、WIFI模块等；客户端与控制模块中的信号发送接收电路通过无线连接方式进行双向通信连接，无线连接方式可以是WIFI连接或蓝牙连接方式。这样客户端通过与控制模块无线连接，使得能够实现短距离无线控制，实现随走随控的目的，且客户端容易携带，脱离了繁重终端设备，满足了实验室超净间对环境的要求。

此外，MCU主控电路通过串口通信与信号发送接收电路双向通信连接，且波特率可以设置为9600bps，这样传输效果较为稳定。

具体的，MCU主控电路可以为现有的单片机芯片，即能够实现接收客户端发送的控制指令。例如，作为一个示例，假设MCU主控电路为stc89c52单片机，stc89c52单片机的RXD引脚和TXD引脚通过与信号发送接收电路(例如蓝牙模块)的TXD引脚和RXD引脚连接，蓝牙模块接收到客户端发送的控制指令并通过串口通讯的方式将控制指令传递到MCU主控电路中。

所述MCU主控电路通过所述标识信息识别所述待控制FFU，并识别待调整的FFU的控制挡位。例如，作为一个示例，控制指令(即传输数据)以八位二进制为例进行举例，可将前五位作为待控制FFU的标识信息(例如FFU序号编码位)，后三位为控制挡位。当控制指令到达MCU主控电路后，通过逻辑编程分别提取控制指令的前五位和后三位，将前五位信息对应到实际FFU提前编好的序号中即可得知控制指令想要控制的FFU；后三位对应FFU档位信息即控制挡位，对照提前编好的挡位信息得到所控制FFU的相应挡位。

另外，输出扩展电路具有多个信号输出端口，例如输出扩展电路可以包括多个MCP23017芯片。每个FFU分别连接一个所述信号输出端口，这使得该控制系统可以通过控制模块的输出扩展电路同时控制多个FFU，实现了能够承载大量的FFU。

通过上述连接，使得MCU主控电路通过信号发送接收电路接收客户端所发送的控制指令，其中控制指令包括至少一个FFU中待控制FFU的标识信息和控制挡位。其中，MCU主控电路接收到控制信令后可以对接收到的数据进行解密操作，解密完成得到待控制FFU的标识信息和控制挡位，并通过与待控制FFU所对应的输出扩展电路的信号输出端口控制待控制FFU的挡位调整为控制挡位。

此外，具体的，输出扩展电路包括N个MCP23017芯片，每个所述MCP23017芯片对应16个信号输出端口，N为大于等于1的正整数。

例如，如图2所示，N的个数可以为8，即输出扩展电路可以采用8个MCP23017芯片进行输出扩展，此时可以拓展出128个输出口。由于MCP23017芯片采用集成电路总线(Inter-Integrated Circuit，IIC)的通讯方式，所以MCU主控电路可以与所述输出扩展电路通过IIC通讯双向通信连接，且8个MCP23017芯片共用一组IIC通道，此时IIC通讯只占用所述MCU主控电路的2个输入/输出(简称I/O)口，这样也为后续设备的添加留出足够的控制接口；此外，MCU主控电路通过串口通讯的方式与信号发送接收电路连接，信号发送接收电路、MCU主控电路和输出扩展电路可以连接同一个电源输入接口。

在一种实现方式中，如图3所示，所述控制模块还包括与所述FFU的数量相同的挡位输出电路24，每个所述挡位输出电路24和每个所述FFU3一一对应连接，且每个所述挡位输出电路24分别与一所述信号输出端口对应连接；

其中，所述MCU主控电路在识别所述待控制FFU后，基于FFU、挡位输出电路和信号输出端口之间的对应连接关系，将所述控制指令通过与所述待控制FFU相对应的信号输出端口输出至与所述待控制FFU相连接的挡位输出电路，由该挡位输出电路控制所述待控制FFU的挡位调整为所述控制挡位。

具体的，在实现时，挡位输出电路可以包括继电器，MCU主控电路的I/O口通过模拟IIC通讯与输出扩展电路建立通讯，输出扩展电路中MCP23017芯片的输出引脚与挡位输出电路的每一个继电器相连，而继电器则控制FFU具体挡位的通断，当所述MCU主控电路在识别所述待控制FFU后，MCU主控电路通过IIC通讯的方式直接控制某个MCP23017芯片引脚电平的高低，进而驱动继电器的吸合和断开来达到控制FFU挡位。

具体的，挡位输出电路的数量与FFU的数量相同，即一个挡位控制电路控制一个FFU；每个挡位输出电路分别与一信号输出端口对应连接，且输出扩展电路通过信号输出端口与每个挡位输出电路之间是单向通信连接，这使得MCU控制电路可以通过一个输出扩展电路控制多个FFU。

MCU控制电路在通过输出扩展电路和挡位输出电路控制FFU的过程中，可以通过FFU、挡位输出电路和信号输出端口之间的对应连接关系，将控制指令通过与待控制FFU相对应的信号输出端口输出至与待控制FFU相连接的挡位输出电路，由该挡位输出电路控制待控制FFU的挡位调整为控制挡位，从而实现了对多个FFU中单个FFU的区别控制。

可选的，输出扩展电路与全部的所述挡位输出电路通过排线相连接，这使得每一路信号可以互不干扰，且使得输出扩展电路可进行大批量扩展，并且占用MCU主控电路的芯片资源口较少。

此外，在一种实现方式中，继续参见图3，每个所述挡位输出电路还与所述MCU主控电路通信连接；

其中，与所述待控制FFU相连接的挡位输出电路控制所述待控制FFU的挡位调整为所述控制挡位后，与所述待控制FFU相连接的挡位输出电路将所述控制指令的执行情况反馈给所述MCU主控电路，所述MCU主控电路将所述执行情况通过所述信号发送接收电路发送给所述客户端，由所述客户端对所述待控制FFU的当前挡位进行显示。

具体的，每个挡位输出电路24与MCU主控电路22通信连接，这使得与待控制FFU相对应的挡位输出电路24能够将控制指令的执行情况反馈给MCU主控电路22，MCU主控电路将执行情况进行加密处理后通过信号发送接收电路21发送给客户端，由客户端对待控制FFU的当前挡位进行显示，从而使得用户能够通过所显示的挡位信息了解到待控制FFU的当前挡位。

当然，客户端可以通过点击预先设置的状态刷新按钮得到此时待控制FFU的当前挡位。

此外，在一种实现方式中，所述MCU主控电路、输出扩展电路和信号发送接收电路设置于第一电路板上，所述挡位输出电路设置于第二电路板上。这样分开两个电路板设计不仅能够防止信号干扰，还能使弱电端和强电端分离。

另外，在一种实现方式中，继续参见图3，所述控制系统还包括降压稳压模块，用于对外部电源的电压进行降压稳压，并将降压稳压后的电压输出给所述控制模块2。

可选的，参见图4，所述降压稳压模块包括降压稳压电路和输出接口，所述降压稳压电路通过共模电感与相并联的压敏电阻和安规电路连接，所述外部电源与一保险丝相串联，且所述压敏电阻与相串联的所述保险丝和所述外部电源并联连接，所述降压稳压电路通过所述输出接口与所述控制模块连接。这使得能够对控制模块的输入电压起到稳压降压的作用。

具体的，输出接口可以为5V输出接口，外部电源为220V的交流电。

此外，控制模块的电源接口可以为内径是1.3mm的DC电源插座，与所述降压稳压电路的5V输出接口的插座相对应；所述降压稳压模块和所述控制模块分开设计，有利于设备的再次开发。

此外，可选的，继续参见图4，输出接口的数量为两个，所述降压稳压电路通过控制开关(对应图4中的拨动开关)与两个所述输出接口相连接，且其中一个所述输出接口用于向第一电路板供电，另一个所述输出接口用于向第二电路板供电；

其中，在所述控制开关闭合的情况下，两个所述输出接口输出降压稳压后的电压。

这样，实现了两个5V电压接口能够分别向两块电路板供电。

另外，可选的，继续参见图4，所述降压稳压模块还包括与所述控制开关连接的电源指示灯，在所述控制开关闭合的情况下，所述电源指示灯点亮。这样实现了电源指示灯能够对整个控制系统的通电情况进行指示。

另外，在一种实现方式中，客户端的界面示意图可以如图5所示。本实施例中实现过程可以包括如下：

首先，用户打开客户端后，可以点击左上方的设备连接，当出现绿色对勾后代表设备连接成功；然后进入设备控制步骤，即用户进入到客户端的控制界面后，分别选择想要控制区域的某台FFU风机设备的复选框，之后点击FFU风机复选框旁边的挡位选择，选择此时FFU风机想要运行的挡位。例如，假设想要控制的FFU为A区中序号为A1的FFU，且控制挡位为3，则可以点击A区FFU下方的复选框，选择A1，然后点击FFU风机复选框旁边的挡位“3”，从而确定此时FFU风机想要运行的挡位。当然，B区、C区和D区中FFU的FFU选择以及挡位控制过程与上述示例相同，在此不再对此进行赘述。

然后，在进行完设备控制步骤后用户可以点击控制界面的状态刷新按钮，在所述状态刷新按钮下方即可以显示相应此时每台FFU风机设备的运行状态，即当前挡位，例如图5中的A1至A4、B1至B4、C1至C4、D1至D4的当前挡位均为0。

当然，若需要控制所有FFU关闭，则可以点击控制界面中的全区关闭按钮；若需要启动夜间模式，则可以点击控制界面中的夜间模式按钮。

本实施例在客户端和控制模块进行数据通讯时，数据是按字节进行传输，为保证数据在传输过程中不会出现FFU的标识信息和挡位不匹配的问题，FFU的标识信息(例如风机序号)和控制挡位命令同时编入到同一组传输数据中；并且为保证数据的安全性，对数据进行了加密处理，接收端需要对接收到的每一字节的每一位做相对应的解密处理，才可以得到控制相应FFU的标识信息和对应挡位的具体值，这样也保证了外部人员无法得知实验室中FFU的具体控制情况。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种风机过滤机组的控制系统，其特征在于，包括：

客户端、控制模块和至少一个风机过滤机组FFU，所述控制模块包括信号发送接收电路、微控制单元MCU主控电路和具有多个信号输出端口的输出扩展电路；

所述客户端与所述信号发送接收电路通过无线连接方式进行双向通信连接，所述信号发送接收电路与所述MCU主控电路双向通信连接，所述MCU主控电路与所述输出扩展电路通信连接，每个所述FFU分别连接一个所述信号输出端口；

其中，所述MCU主控电路通过所述信号发送接收电路接收所述客户端所发送的控制指令，其中所述控制指令包括至少一个FFU中待控制FFU的标识信息和控制挡位；所述MCU主控电路通过所述标识信息识别所述待控制FFU，并通过与所述待控制FFU所连接的信号输出端口控制所述待控制FFU的挡位调整为所述控制挡位；

MCU主控电路为stc89c52单片机。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制模块还包括与所述FFU的数量相同的挡位输出电路，每个所述挡位输出电路和每个所述FFU一一对应连接，且每个所述挡位输出电路分别与一所述信号输出端口对应连接；

其中，所述MCU主控电路在识别所述待控制FFU后，基于FFU、挡位输出电路和信号输出端口之间的对应连接关系，将所述控制指令通过与所述待控制FFU相对应的信号输出端口输出至与所述待控制FFU相连接的挡位输出电路，由该挡位输出电路控制所述待控制FFU的挡位调整为所述控制挡位。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，每个所述挡位输出电路还与所述MCU主控电路通信连接；

其中，与所述待控制FFU相连接的挡位输出电路控制所述待控制FFU的挡位调整为所述控制挡位后，与所述待控制FFU相连接的挡位输出电路将所述控制指令的执行情况反馈给所述MCU主控电路，所述MCU主控电路将所述执行情况通过所述信号发送接收电路发送给所述客户端，由所述客户端对所述待控制FFU的当前挡位进行显示。

4.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述输出扩展电路与全部的所述挡位输出电路通过排线相连接。

5.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，

所述MCU主控电路、所述输出扩展电路和所述信号发送接收电路设置于第一电路板上，所述挡位输出电路设置于第二电路板上。

6.根据权利要求1至5任一项所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括降压稳压模块，用于对外部电源的电压进行降压稳压，并将降压稳压后的电压输出给所述控制模块。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述降压稳压模块包括降压稳压电路和输出接口，所述降压稳压电路通过共模电感与相并联的压敏电阻和安规电路连接，所述外部电源与一保险丝相串联，且所述压敏电阻与相串联的所述保险丝和所述外部电源并联连接，所述降压稳压电路通过所述输出接口与所述控制模块连接。

8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述输出接口的数量为两个，所述降压稳压电路通过控制开关与两个所述输出接口相连接，且其中一个所述输出接口用于向第一电路板供电，另一个所述输出接口用于向第二电路板供电；

其中，在所述控制开关闭合的情况下，两个所述输出接口输出降压稳压后的电压。

9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述降压稳压模块还包括与所述控制开关连接的电源指示灯，在所述控制开关闭合的情况下，所述电源指示灯点亮。

10.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述输出扩展电路包括N个MCP23017芯片，每个所述MCP23017芯片对应16个信号输出端口，N为大于等于1的正整数。

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