CN217932487U - 一种电控柜温度智能控制器 - Google Patents

Abstract

一种电控柜温度智能控制器及其控制方法，温度控制领域。本实用新型为了解决现有的电控柜温度控制系统不能精准控制空调和内循环风机的开关状态、空调待机后不能自动断电、需要人工对空调和内循环风机开关机的缺陷，温度采集电路、输入电路的输出端均与控制单元的输入端电连接，输出电路和显示电路的输入端均与控制单元的输出端电连接，空调和内循环风机的输入端均与输出电路的输出端电连接。预设启动条件，温度采集电路对当前温度进行采集，根据当前温度是否满足启动条件控制内循环风机和空调的启动，并将运行状态发送至上位机。本实用新型主要用于对电控柜内的温度进行调控。

Description

一种电控柜温度智能控制器

技术领域

本实用新型涉及温度控制领域，尤其涉及一种电控柜温度智能控制器。

背景技术

通常电控柜温度控制系统由空调和内循环风机组成。目前空调的运行方式为待机后内循环风机常转不停(功率约30W-100W)，存在能源浪费和内循环风机轴承批量损坏问题。汽车制造厂四大工艺车间自动化程度高，专用的机器人数量庞大，其电控柜内精密元器件多、集成度高，像车身车间焊接机器人电控柜、冲压车间压机伺服控制电控柜、涂装车间喷涂机器人、总装车间的搬运机器人，对既要实现电控柜的温度控制，又需要能够节能减排，亟需一款专用的电控柜智能温度控制器。

目前电控柜空调的开启、停止都是依靠空调设定温度值，一般35℃(低于设定值-5℃关闭，高于设定值5℃开启)，控制范围精度不够。且秋冬季和非生产日空调一直待机状态，内循环风机长期运转耗电量较大。电控柜空调在秋冬季模式或者设备停用后需要人工操作，关断电控柜空调存在执行偏差，如遗漏或需要开启但未开机，导致电控柜内温度失控，从而引起设备停机。

因此，就需要一种能够精准控制空调和内循环风机的开关状态、待机自动断电、无需人工对空调和内循环风机开关机的电控柜温度智能控制器。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有的电控柜温度控制系统不能精准控制空调和内循环风机的开关状态、空调待机后不能自动断电、需要人工对空调和内循环风机开关机的缺陷，提供了一种能够精准控制空调和内循环风机的开关状态、待机自动断电、无需人工对空调和内循环风机开关机的电控柜温度智能控制器。

本实用新型所述的一种电控柜温度智能控制器，包括电源、空调、内循环风机和控制系统，所述控制系统包括温度采集电路、输入电路、输出电路、显示电路和控制单元，所述温度采集电路、输入电路的输出端均与所述控制单元的输入端电连接，所述输出电路和显示电路的输入端均与所述控制单元的输出端电连接，所述空调和内循环风机的输入端均与所述输出电路的输出端电连接。

进一步地：还包括电源和电源处理单元，所述电源通过所述电源处理单元与所述控制系统的输入端电连接，所述电源通过所述电源处理单元与所述空调的输入端电连接；

所述电源处理单元包括交直流转换电路、隔离转换电路和降压稳压电路，所述交直流转换电路的输入端与所述电源电连接，所述降压稳压电路和隔离转换电路的输入端均与所述交直流转换电路的输出端电连接；所述温度采集电路、温度选择电路、输入电路、输出电路、扩展电路、显示电路和控制单元的输入端均与所述降压稳压电路的输出端电连接。

进一步地：所述输入电路包括数字量输入电路和设置电路，所述数字量输入电路和设置电路的输出端均与所述控制单元的输入端电连接。

进一步地：所述输出电路包括数字量输出电路、继电器输出电路、电流模拟量输出电路和电压模拟量输出电路，所述数字量输出电路、继电器输出电路、电流模拟量输出电路和电压模拟量输出电路的输入端均与所述控制单元的输出端连接，所述继电器输出电路、电流模拟量输出电路和电压模拟量输出电路的输入端分别与所述隔离转换电路的输出端电连接，所述数字量输出电路、继电器输出电路、电流模拟量输出电路和电压模拟量输出电路的输出端与所述空调的输入端电连接；所述数字量输出电路的输出端与上位机的输入端电连接，所述继电器输出电路的输出端与所述空调的输入端电连接，所述电流模拟量输出电路的输出端与所述显示电路的输入端电连接，所述电压模拟量输出电路的输出端与所述内循环风机的输入端电连接。

进一步地：所述温度采集电路具体为至少两路，所述控制系统还包括温度选择电路，所述温度选择电路的输出端与所述控制单元的输入端连接，用于根据电控柜内的空间调整所述温度采集电路的工作路数。

进一步地：所述控制系统还包括扩展电路，所述扩展电路的输入端与所述控制单元的输出端连接，所述扩展单元的输出端与上位机连接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用两路温度监控，实时对电控柜内的温度进行监控，可选择也可增加温度探头数量；本地实时精确设置，空调运行与内循环风机运行可实现远程、本地控制，可实现其独立控制开关，可远程实现季节模式切换；内循环风机运行增加段速调节功能，分3个温度段实现不同转速运行；可被PLC读取温度变化，通过上位机实时监控温度变化。

附图说明

图1是电控柜温度智能控制器的电路框图；

图2是电控柜温度智能控制器的流程图；

图3是面板示意图；

图4是电控柜温度智能控制器的电路图；

图5是交直流转换电路的电路图；

图6是降压稳压电路的电路图；

图7是隔离转换电路的电路图。

具体实施方式

以下仅为本实用新型较佳的具体实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。以下所述实施例仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。下面详细描述本实用新型的实施例，为了便于描述本实用新型和简化描述，本实用新型的说明书中使用的技术术语应当做广义解读，包括但不限于本申请未提及的常规替换方案，同时包括直接实现方式和间接实现方式。

实施例1

结合图1-3说明本实施例，本实施例公开的一种电控柜温度智能控制器，包括电源、空调、内循环风机和控制系统，所述控制系统包括温度采集电路、输入电路、输出电路、显示电路和控制单元，所述温度采集电路、输入电路的输出端均与所述控制单元的输入端电连接，所述输出电路和显示电路的输入端均与所述控制单元的输出端电连接，所述空调和内循环风机的输入端均与所述输出电路的输出端电连接。其中，所述温度采集电路用于对电控柜内的温度进行采集，并将采集到的温度信号发送给控制单元进行处理；所述输入电路用于输入预设条件，例如温度阈值，用于给控制单元提供处理规则；所述输出电路用于控制空调和内循环风机的运动状态，从而控制电控柜内的温度始终维持在目标范围内，所述显示电路用于显示当前电控柜内的温度、预设温度、空调和内循环风机的运行状态，方便操作人员进行巡逻监控，如遇故障也可及时人工干预。根据电控柜的不同模式，可以选择导轨式安装和背板安装两种方式；控制器尺寸可以控制在长200mmX宽150mm内，PLC给控制器一个24V信号，方便执行空调的启停。开关状态至少1个AO点及2个DO点1个DI点。

实施例2

结合图5-7和实施例1说明本实施例，本实施例公开的一种电控柜温度智能控制器，还包括电源和电源处理单元，所述电源通过所述电源处理单元与所述控制系统的输入端电连接，所述电源通过所述电源处理单元与所述空调的输入端电连接；电源输出主要有两种接口模式：

接口输出一：在PLC直接控制模式下，输出电源只是通断。

接口输出二：电源输出要求有段速调节功能或根据温度曲线实现无极调速(根据控制柜内温度不同改变)。

所述电源处理单元包括交直流转换电路、隔离转换电路和降压稳压电路，所述交直流转换电路的输入端与所述电源电连接，所述降压稳压电路和隔离转换电路的输入端均与所述交直流转换电路的输出端电连接；所述温度采集电路、温度选择电路、输入电路、输出电路、扩展电路、显示电路和控制单元的输入端均与所述降压稳压电路的输出端电连接。所述交直流转换电路用于将220V交流电源转换为直流24V电源，采用HLK-PM24模块，其输出端增加保险与亚敏电阻，起到过流过压保护，同时共模电感与104电容消除电网杂波，输出后级并联220UF电容。所述隔离转换电路是将直流24V转换为直流12V，隔离转换电路采用隔离转换模块的型号是B2412S-1W，主要作用是给模拟量输出电路的芯片供电，实现隔离。所述降压稳压电路是将直流24V转换为直流5V，降压稳压电路采用经典的BUCK电路，选用器件的原则是宽电压输入DC24-48V,应用时电源可以选择AC220V，或者DC24-48V。

实施例3

结合实施例1说明本实施例，本实施例公开的一种电控柜温度智能控制器，所述输入电路包括数字量输入电路和设置电路，所述数字量输入电路和设置电路的输出端均与所述控制单元的输入端电连接。所述数字量输入电路可接PLC程序进行自动控制，也可选择按钮实现手动控制。数字电路输入24V控制信号，用于控制空调和循环的开启或关闭，所述设置电路主要用于进行温度上下阈值的设置，继电器输出电路的延时设置，以及显示电路中OLED屏幕的设置，例如翻页查看信息等。所述显示电路选用OLED显示屏幕，用于显示设置温度、实时温度、输入输出点信息和继电器状态信息等信息。

实施例4

结合图4和实施例2说明本实施例，本实施例公开的一种电控柜温度智能控制器，所述输出电路包括数字量输出电路、继电器输出电路、电流模拟量输出电路和电压模拟量输出电路，所述数字量输出电路、继电器输出电路、电流模拟量输出电路和电压模拟量输出电路的输入端均与所述控制单元的输出端连接，所述继电器输出电路、电流模拟量输出电路和电压模拟量输出电路的输入端分别与所述隔离转换电路的输出端电连接，所述数字量输出电路、继电器输出电路、电流模拟量输出电路和电压模拟量输出电路的输出端与所述空调的输入端电连接；所述数字量输出电路的输出端与上位机的输入端电连接，所述继电器输出电路的输出端与所述空调的输入端电连接，所述电流模拟量输出电路的输出端与所述显示电路的输入端电连接，所述电压模拟量输出电路的输出端与所述内循环风机的输入端电连接。所述数字量输出电路与上位机连接，增加反馈点，用于将控制单元MCU对继电器输出电路、电流模拟量输出电路和电压模拟量输出电路的输出信号发送给上位机，实时了解空调、内循环风机和显示模块的当前运行情况。所述继电器输出电路采用经典的MCU控制继电器动作的电路，用于控制空调的状态和风速调节。所述电流模拟量输出电路采用芯片GP8102S与高速光耦芯片TLP2309,高速光耦作用是隔离加PWM方波整形，芯片GP8102将占空比可调的PWM转换成0-20mA电流输出给PLC，然后输出给显示电路中的OLED屏幕，从而将温度显示出来。所述电压模拟量输出电路采用GP8101与高速光耦TLP2309,高速光耦作用是隔离加PWM方波整形，GP8102将占空比可调的PWM转换成0-10V电压输出。占空比大小随温度成线性变化。数字量输出端：接PLC的数字量输入DI，作用是通过上位机EMOS系统，监控继电器状态；继电器输出端分别接空调、内循环风机的电源，用于开启关闭空调、内循环风机。

实施例5

结合图4和实施例1说明本实施例，本实施例公开的一种电控柜温度智能控制器，所述温度采集电路具体为至少两路，所述控制系统还包括温度选择电路，所述温度选择电路的输出端与所述控制单元的输入端连接，用于根据电控柜内的空间调整所述温度采集电路的工作路数。两路温度采集电路每一路采用的芯片型号为DS18B20，根据其特性输出加上拉电阻与MCU连接，用于根据电控柜内的空间进行多路选择，也可设置多路，均采用型号为DS18B20的芯片，使其采集的温度更精准。所述温度选择电路采用拨码开关Dial Switch，用于对温度采集电路的多路开关进行选择。MCU输出端分别接OLED显示电路SDA、SCL；数字量输出DO接光耦U7-2。

实施例6

结合实施例1说明本实施例，本实施例公开的一种电控柜温度智能控制器，所述控制系统还包括扩展电路，所述扩展电路的输入端与所述控制单元的输出端连接，所述扩展单元的输出端与上位机连接。所述扩展电路采用EC600-CN无线通讯模块，可通过串口与4G模块进行数据传递，通过4G模块将温度信息、控制信息上传。

实施例7

结合实施例1说明本实施例，本实施例公开的一种电控柜温度智能控制方法，包括以下步骤：

S1、预设内循环风机的启动条件，温度采集电路对当前温度进行采集，并判断当前温度是否满足启动条件，若满足，则通过电压模拟量输出电路控制所述内循环风机启动；若不满足，则通过所述电压模拟量输出电路控制所述内循环风机保持断电状态；例如通过设置电路设置内循环风机的启动条件是下阈值温度为25℃，延时时间设置为10分钟，当温度采集电路检测到当前电控柜内的温度超过25℃时，温度采集电路持续运行10分钟后，判断环境温度是否满足运行条件。控制单元MCU通过模拟量输出电路向内循环风机输出0-10V的电压，从而控制风机根据当前温度与预设温度之间的差值进行不同风速的运动。通过设置电路实现开启和关断温度设置、开启和关断延时时间设置功能。

S2、预设空调的启动条件，温度采集电路对当前温度进行采集，并判断当前温度是否满足启动条件，若满足，则通过继电器输出电路控制所述空调启动；若不满足，则通过所述继电器输出电路控制所述空调保持断电状态；例如通过设置电路设置空调的启动条件是下阈值温度为30℃，延迟时间设置为5分钟，当温度采集电路检测到当前电控柜内的温度超过30℃时，控制单元MCU通过继电器输出电路向空调输出触电断开或闭合的指令，从而控制风机根据当前温度与预设温度之间的差值进行不同风速的运动。所述温度采集电路需要有2个温度探头，每个探头测量温度在控制器上可以显示，需要单独安装，安装位置根据需要确定，线长至少3米，探头型号DS18B20，安装方式可以为圆孔安装。

S3、数字量输出电路实时将所述电压模拟量输出电路和继电器输出电路的工作状态上传至上位机。例如设置上阈值温度为60℃，则数字量输出电路不仅将所述电压模拟量输出电路和继电器输出电路的工作状态上传至上位机，还会将当前温度超过上阈值的报警信息发送至上位机进行报警，从而避免电控柜内的元件由于高温导致损坏等情况的发生。

所述内循环风机的启动条件和所述空调的启动条件均通过数字量输入电路和/或设置电路进行设置。所述温度采集电路将采集到的温度信息传输至控制单元，所述控制单元通过电流模拟量输出电路将温度信号传输至显示电路进行显示。

Claims (6)

1.一种电控柜温度智能控制器，包括电源、空调、内循环风机和控制系统，其特征在于，所述控制系统包括温度采集电路、输入电路、输出电路、显示电路和控制单元，所述温度采集电路、输入电路的输出端均与所述控制单元的输入端电连接，所述输出电路和显示电路的输入端均与所述控制单元的输出端电连接，所述空调和内循环风机的输入端均与所述输出电路的输出端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种电控柜温度智能控制器，其特征在于，还包括电源和电源处理单元，所述电源通过所述电源处理单元与所述控制系统的输入端电连接，所述电源通过所述电源处理单元与所述空调的输入端电连接；

所述电源处理单元包括交直流转换电路、隔离转换电路和降压稳压电路，所述交直流转换电路的输入端与所述电源电连接，所述降压稳压电路和隔离转换电路的输入端均与所述交直流转换电路的输出端电连接；所述温度采集电路、温度选择电路、输入电路、输出电路、扩展电路、显示电路和控制单元的输入端均与所述降压稳压电路的输出端电连接。

3.根据权利要求1所述的一种电控柜温度智能控制器，其特征在于，所述输入电路包括数字量输入电路和设置电路，所述数字量输入电路和设置电路的输出端均与所述控制单元的输入端电连接。

4.根据权利要求2所述的一种电控柜温度智能控制器，其特征在于，所述输出电路包括数字量输出电路、继电器输出电路、电流模拟量输出电路和电压模拟量输出电路，所述数字量输出电路、继电器输出电路、电流模拟量输出电路和电压模拟量输出电路的输入端均与所述控制单元的输出端连接，所述继电器输出电路、电流模拟量输出电路和电压模拟量输出电路的输入端分别与所述隔离转换电路的输出端电连接，所述数字量输出电路、继电器输出电路、电流模拟量输出电路和电压模拟量输出电路的输出端与所述空调的输入端电连接；所述数字量输出电路的输出端与上位机的输入端电连接，所述继电器输出电路的输出端与所述空调的输入端电连接，所述电流模拟量输出电路的输出端与所述显示电路的输入端电连接，所述电压模拟量输出电路的输出端与所述内循环风机的输入端电连接。

5.根据权利要求1所述的一种电控柜温度智能控制器，其特征在于，所述温度采集电路具体为至少两路，所述控制系统还包括温度选择电路，所述温度选择电路的输出端与所述控制单元的输入端连接，用于根据电控柜内的空间调整所述温度采集电路的工作路数。

6.根据权利要求1所述的一种电控柜温度智能控制器，其特征在于，所述控制系统还包括扩展电路，所述扩展电路的输入端与所述控制单元的输出端连接，所述扩展电路的输出端与上位机连接。

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