一种用于生物质燃烧机密集烤房的控制器的制作方法

1.本实用新型涉及电气工程技术领域，具体涉及一种用于生物质燃烧机密集烤房的控制器。


背景技术：

2.近年来，随着密集燃煤型烤房的推广以及应用，显著提高了我国在烟草烘烤领域的整体水平，在密集燃煤型烤房的应用场景中，频繁的下电是一种“刚需”，停工后断电关设备，以及通过紧急按钮使设备断电等动作都是偶发性的，没有办法进行控制。随着密集燃煤型烤房的功能越来越强大，密集燃煤型烤房中有很多掉电敏感元件，频繁断电对这些元件来说是灾难性的打击，因此，何如解决现有的密集燃煤型烤房频繁断电导致的密集燃煤型烤房内的掉电敏感元件损坏已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了用于生物质燃烧机密集烤房的控制器，用于解决现有的密集燃煤型烤房频繁断电导致的密集燃煤型烤房内的掉电敏感元件损坏的技术问题。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：
5.一种用于生物质燃烧机密集烤房的控制器，包括检测单元、中央处理器以及显示单元，检测单元、显示单元均与中央处理器连接，中央处理器还与生物质颗粒燃烧机连接，还包括存储单元以及掉电保护单元，存储单元以及掉电保护单元均与中央处理器连接，掉电保护单元用于检测控制器的工作电压，并当工作电压小于电压阈值时，发送掉电报警信号给中央处理器，中央处理器接收并根据掉电报警信号控制控制器内的电器元件有序下电，并将工作信息紧急保存到存储单元内。
6.优选的，掉电保护单元包括第一电阻、第二电阻、二极管以及光耦继电器，第一电阻的第一端与中央处理器连接，第一电阻的第二端分别与二极管的阴极、第二电阻的第一端以及光耦继电器的第一端连接，二极管的阳极、第二电阻的第二端均与光耦继电器的第二端连接，光耦继电器的第三端接地，光耦继电器的第四端与控制器的电源检测io口连接。
7.优选的，检测单元包括温度检测电路以及湿度检测电路，温度检测电路和湿度检测电路均与中央处理器连接，用于将自身实时采集的温度信号或湿度信号发送给中央处理器，中央处理器接收温度信号或湿度信号，并将温度信号或湿度信号发送至显示单元上显示。
8.优选的，还包括rs485通讯单元，rs485通讯单元与中央处理器连接，中央处理器通过 rs485通讯单元与生物质颗粒燃烧机内的风机的变频器通讯，显示单元还包括操作界面，操作界面上设置有风机控制键、风速加键以及风速减键，中央处理器还用于当用户选定风机控制键时开启或关闭风机，中央处理器还用于当用户选定风速加键时通过控制风机变频器来增大风机的风速，中央处理器还用于当用户选定风速减键时通过控制风机变频器来减小风机的风速。
9.优选的，中央处理器还与生物质颗粒燃烧机的排烟风门控制端、进料机构控制端以及点火部件的控制端连接，显示单元上还设置有排烟控制键，中央处理器还用于当用户选定排烟控制键时开启或关闭或调节排烟风门；显示单元上还设置有进料控制键，中央处理器还用于当用户选定进料控制键时控制继电器开启或关闭或调节进料口；显示单元上还设置有点火控制键，中央处理器还用于当用户选定点火控制键时控制生物质颗粒燃烧机进行点火或熄火。
10.优选的，检测单元还包括电压检测模块，电压检测模块与中央处理器连接，电压检测模块用于采集控制器的电源电压，并将电源电压与预设的阈值电压进行比较，当电源电压大于预设的阈值电压时，发送电压报警信号给中央处理器，中央处理器接收并根据电压报警信号停止向外输出信号。
11.优选的，还包括远程通讯单元，远程通讯单元与中央处理器连接，中央处理器通过远程通讯单元与远程终端建立通讯，远程通讯单元包括gprs通讯模块、nb
‑
iot通讯模块以及 3g/4g/5g通讯模块中一种或任意几种的组合。
12.优选的，温度检测电路和湿度检测电路均包括采集电路和比较电路，采集电路用于采集温度信号或湿度信号，并将温度信号或湿度信号输入至比较电路，比较电路用于将温度信号或湿度信号与阈值温度信号或阈值湿度信号进行比较，当超出阈值温度信号或阈值湿度信号时，发送温度报警信号或湿度报警信号给中央处理器，中央处理器用于接收并根据温度报警信号或湿度报警信号开启风机或关闭风机或调节风机的风速。
13.优选的，温度检测电路的采集电路为铂热电阻采集电路，铂热电阻采集电路采用三线制铂热电阻作为温度传感器，采用平衡电桥法作为调理电路，采用可调恒流源为供电源，通过将电阻变化转换为电压信号变化并进行放大处理后发送给比较电路或中央处理器。
14.优选的，控制器为嵌入式控制器，且控制器的外部连接件为航空插件。
15.本实用新型具有以下有益效果：
16.1、本实用新型中的用于生物质燃烧机密集烤房的控制器，通过设置与中央处理器连接的存储单元以及掉电保护单元，并通过掉电保护单元检测控制器的工作电压，并当工作电压小于电压阈值时，发送掉电报警信号给中央处理器，中央处理器接收并根据掉电报警信号控制控制器内的电器元件有序下电，并将工作信息紧急保存到存储单元内，从而提高密集燃煤型烤房掉电敏感元件的生命周期，有效解决现有的密集燃煤型烤房频繁断电导致的密集燃煤型烤房内的掉电敏感元件损坏的技术问题。
17.2、在优选方案中，温度测量采用pt1000铂热电阻，线性好，精度高，抗干扰能力强。
18.3、在优选方案中，用于生物质燃烧机密集烤房的控制器的外部连接件为航空插件，能提高防错率，连接简单可靠。
19.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
20.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图
中：
21.图1是本实用新型中的一种用于生物质燃烧机密集烤房的控制器的结构简图；
22.图2是本实用新型中的掉电保护电路的拓扑图；
23.图3是本实用新型中的掉电保护电路的继电器电路的拓扑图；
24.图4是本实用新型中的显示单元的外观图；实施例中未说明
25.图5是本实用新型中的铂热电阻信号调理电路的拓扑图。
具体实施方式
26.以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
27.实施例一：
28.如图1所示,本实用新型公开了一种用于生物质燃烧机密集烤房的控制器，包括检测单元、中央处理器以及显示单元，检测单元、显示单元均与中央处理器连接，中央处理器还与生物质颗粒燃烧机连接，此外，还包括存储单元以及掉电保护单元，存储单元以及掉电保护单元均与中央处理器连接，掉电保护单元用于检测控制器的工作电压，并当工作电压小于电压阈值时，发送掉电报警信号给中央处理器，中央处理器接收并根据掉电报警信号控制控制器内的电器元件有序下电，并将工作信息紧急保存到存储单元内。
29.其中，如图2所示，掉电保护单元包括第一电阻rp12、第二电阻r13、二极管dr1以及光耦继电器ur1，第一电阻rp12的第一端与中央处理器连接，第一电阻rp12的第二端分别与二极管dr1的阴极、第二电阻r13的第一端以及光耦继电器ur1的第一端连接，二极管dr1的阳极、第二电阻r13的第二端均与光耦继电器ur1的第二端连接，光耦继电器ur1 的第三端接地，光耦继电器ur1的第四端与控制器的电源检测io口连接。当220v交流电源正常时通过rp12降压，二极管dr1半波整流后在光耦继电器ur1的第4脚产生一个20ms 周期的方波，断电时方波消失，以此来判断是否断电，断电后装当前的运行状态数据保存到存储单元中。
30.作为上述方案的替换方案，如图3所示，掉电保护单元还包括第一单元和第二单元，其中，第一单元包括第一电容、电阻cq1、光耦继电器jdq1、二极管dp4、发光管led4以及电阻rq1，其中，第一电容的第一端与所述电阻cq1的第一端连接，电阻cq1的第二端与所述光耦继电器jdq1的第一端连接，光耦继电器jdq1的第一端还与第一电容的第二端连接，光耦继电器jdq1的第二端还分别与二极管dp4的阴极和阳极连接，且二极管dp4的阳极与发光管led4的阴极连接，发光管led4的阳极与电阻rq1的第一端连接，电阻rq1 的第二端与所述二极管dp4的阴极连接。
31.其中，第二单元包括第二电容、电阻cq2、光耦继电器jdq3、二极管dp7、发光管led3 以及电阻rq4，其中，第二电容的第一端与所述电阻cq2的第一端连接，电阻cq2的第二端与所述光耦继电器jdq3的第一端连接，光耦继电器jdq3的第一端还与第二电容的第二端连接，光耦继电器jdq3的第二端还分别与二极管dp7的阴极和阳极连接，且二极管dp7 的阳极与发光管led3的阴极连接，发光管led3的阳极与电阻rq4的第一端连接，电阻 rq4的第二端与所述二极管dp7的阴极连接。
32.具体的，检测单元包括温度检测电路以及湿度检测电路，温度检测电路和湿度检测电路均与中央处理器连接，用于将自身实时采集的温度信号或湿度信号发送给中央处理
器，中央处理器接收温度信号或湿度信号，并将温度信号或湿度信号发送至显示单元上显示。
33.具体的，还包括rs485通讯单元，rs485通讯单元与中央处理器连接，中央处理器通过 rs485通讯单元与生物质颗粒燃烧机内的风机的变频器通讯，显示单元还包括操作界面，操作界面上设置有风机控制键、风速加键以及风速减键，中央处理器还用于当用户选定风机控制键时开启或关闭风机，中央处理器还用于当用户选定风速加键时通过控制风机变频器来增大风机的风速，中央处理器还用于当用户选定风速减键时通过控制风机变频器来减小风机的风速。
34.具体的，中央处理器还与生物质颗粒燃烧机的排烟风门控制端、进料机构控制端以及点火部件的控制端连接，显示单元上还设置有排烟控制键，中央处理器还用于当用户选定排烟控制键时开启或关闭或调节排烟风门；显示单元上还设置有进料控制键，中央处理器还用于当用户选定进料控制键时控制继电器开启或关闭或调节进料口；显示单元上还设置有点火控制键，中央处理器还用于当用户选定点火控制键时控制生物质颗粒燃烧机进行点火或熄火；
35.排烟风门控制端、进料机构控制端以及点火部件的控制端均为如图3所示的电气隔离的继电器电路，继电器电路的弱电控制端与中央处理器连接，继电器的强电控制端分别与排烟风门、进料机构以及点火部件的强电电路连接。
36.控制器设有风门、循环风机等控制设备的手动切换开关，一旦发生故障时，可切换到手动控制继续烘烤，降低了烘烤风险，可靠保证了烘烤质量。
37.具体的，检测单元还包括电压检测模块，电压检测模块与中央处理器连接，电压检测模块用于采集控制器的电源电压，并将电源电压与预设的阈值电压进行比较，当电源电压大于预设的阈值电压时，发送高电平的电压报警信号给中央处理器，中央处理器接收并根据高电平的电压报警信号停止向外输出信号，具有电压监测功能，实时监测控制器电源电压，当电源电压过高或者过低时，控制器会及时切断外部控制输出信号，以保护控制器及外部设备。
38.具体的，还包括远程通讯单元，远程通讯单元与中央处理器连接，中央处理器通过远程通讯单元与远程终端建立通讯，远程通讯单元包括gprs通讯模块、nb
‑
iot通讯模块以及 3g/4g/5g通讯模块中一种或任意几种的组合，装备物联网通讯模块，可通过智慧烟草手机 app软件远程监控烘烤状态。
39.此外，在本实施例中，还设置有ttl通讯模块，系统预留rs485，ttl等通讯模块，可实现和物联网模块、变频器等外部模块的通讯，系统的功能扩展和升级变得十分简单。
40.具体的，温度检测电路和湿度检测电路均包括采集电路和比较电路，采集电路用于采集温度信号或湿度信号，并将温度信号或湿度信号输入至比较电路，比较电路用于将温度信号或湿度信号与阈值温度信号或阈值湿度信号进行比较，当超出阈值温度信号或阈值湿度信号时，发送温度报警信号或湿度报警信号给中央处理器，中央处理器用于接收并根据温度报警信号或湿度报警信号开启风机或关闭风机或调节风机的风速，兼容燃煤、生物质颗粒、热泵、醇基、电能等不同类型供热方式的烤房烘烤自动控制。
41.具体的，比较电路包括比较器以及基准电压端，比较器的第一输入端与采集信号的输出端连接，比较器的第二输入端与基准电压端连接，基准电压端用于输出与阈值温度
信号或阈值湿度信号相对应的温度电压阈值信号或湿度电压阈值信号，采集信号将采集的温度电压信号或湿度电压信号，并通过比较器将采集的温度电压信号或湿度电压信号与温度电压阈值信号或湿度电压阈值信号进行比较，当采集的温度电压信号大于预设的温度电压阈值信号或采集的湿度电压信号大于预设的湿度电压阈值信号时，输出低电平信号给中央处理器的第一输入端，中央处理器根据电平信号输出低电平给风机的控制端，风机的控制端低电平关闭风机或减小风机的风速。
42.具体的，温度检测电路的采集电路为铂热电阻采集电路，铂热电阻采集电路采用三线制铂热电阻作为温度传感器，采用平衡电桥法作为调理电路，采用可调恒流源为供电源，通过将电阻变化转换为电压信号变化并进行放大处理后发送给比较电路或中央处理器。
43.铂热电阻信号调理电路采用平衡电桥法，供电方式为可调恒流源，将电阻变化转换为电压变化并进行放大处理，以提高测量的灵敏度。铂热电阻接成三线制，当铂热电阻的电阻值随温度发生变化时，其两端的电压会发生相应的变化，此电压与温度之间具有很好的线性关系。放大器是输入阻抗极大的集成电路，因此电压回路中的电流极小，铂热电阻两端的电压可以经过很长的导线传输而几乎没有损失，从而消除了导线电阻的影响。放大器的输出经过 a/d转换器即可转换为相应的数字信号。铂热电阻模拟输出的三线制a/d转换技术大大提高了铂电阻测温的准确度和抗干扰性，实现了温度的数字显示和远距离传输，其中pt1000探头与信号调理电路之间可接10m电缆；在0℃～500℃内，温度测量误差不大于
±
0.2℃。
44.如图5所示，铂热电阻信号调理电路具体包括电阻rw4、电阻rw5、电阻rw6、电阻 rw7、电阻rw8、电阻rw9、电阻rw10、电阻rw11、电阻rw12、电阻rw13、电阻rw14、铂热电阻pt100、比较器uw4、电容cw4以及电容cw5，铂热电阻pt100第一端分别连接电阻rw4的第一端、电阻rw8的第一端、电阻rw4的第二端为电压输出端vout1，且与电阻rw5的第一端连接，电阻rw5的第二端分别与电阻rw6的第一端、电阻rw7的第一端连接，电阻rw6的第二端与所述铂热电阻pt100的第二端连接，电阻rw7的第二端分别与比较器uw4的负输入端、电阻rw9的第一端连接，电阻rw9的第二端分别与电阻rw10 的第一端、电阻rw11的第一端连接，电阻rw10的第二端分别与比较器uw4的输出端、电阻rw14的第一端连接，电阻rw14的第二端分别与电容cw4第一端、电容cw5的第一端连接，电容cw4第二端、电容cw5的第二端均接地，且均与电阻rw13的第一端连接，电阻rw13的第二端分别与所述电阻rw11的第二端、电阻rw12的第一端连接，电阻rw12 的第二端分别与电阻rw8的第二端以及比较器uw4的正输入端连接，其中，电压输出端 vout1与控制器输入端连通，用于将采集的信号发送给所述控制器。
45.此外，在本实施例中，温度检测电路和湿度检测电路也可采用外购的ds18b20型号的温度采集芯片，利用温度传感器检测烤房温、湿度，并转换为数字量供系统使用，采用数字温湿度传感器，具有测温精确、抗干扰能力强以及防潮防水等性能。
46.具体的，控制器为嵌入式控制器，且控制器的外部连接件为航空插件。
47.具体的，在本实施例中，显示界面选用北京迪文型号为dmt80480l070_02t的7寸tft 显示屏，颜色65k(65536)色，16bit调色板5r6g5b，显示尺寸154.1mm(宽)
×
85.9mm(高)，分辨率800
×
480像素，背光模式led，亮度300nit，可进行64级亮度调节，工作电压 5v，背光亮度最大700ma，工作湿度25℃，串口波特率115200，字库储存空间32mb，全屏图片
储存数量(256mb)167幅flash存储器，全屏图片储存数量(1gb)745幅， ram存储器存储空间56kb，支持4线电阻式触摸屏，rtc，蜂鸣器等，使用7寸点阵彩色触摸屏作为人机交互界面，具有简单、直观、易操作等特点。
48.在本实施例中，为了充分利用硬件资源，中央处理器选用st公司的stm32f103rct6单片机，具有模拟外设、独立于内核的外设和通信外设，并结合了超低功耗(xlp)技术，适用于一系列广泛的通用和低功耗应用。这些100引脚器件配备了12位带计算功能的adc，支持自动电容分压器(cvd)技术，窗口看门狗定时器(wwdt)、循环冗余校验(crc) /存储器扫描、过零检测(zcd)和外设引脚选择(pps)，用于提高设计灵活性和降低系统成本，采用以嵌入式控制器为核心，具备10位带计算功能的adc的单片机，能实现拟合遵循温度及火力档位控制，提高了测量精度。
49.在本实施例中，存储单元可选用型号为at24c512的存储芯片，该存储芯片为512k位的非易失性随机存储器，组织结构为65536*8，读写寿命100000次，数据掉电保存10年，快速两线串行协议，总线速度可以达到1mhz，低功耗操做，存储整个系统的各类数据。
50.此外，在本实施例中，控制器具备循环风机缺相保护功能，当发生电源缺相时能及时自动切断循环风机电源，三相电源恢复后需手动启动循环风机，安全可靠。
51.此外，在本实施例中，中央处理器还与报警组件连接，中央处理器还用于当接收到报警信号时，根据报警信号控制报警组件报警。
52.综上可知，本实用新型中的用于生物质燃烧机密集烤房的控制器，通过设置与中央处理器连接的存储单元以及掉电保护单元，并通过掉电保护单元检测控制器的工作电压，并当工作电压小于电压阈值时，发送掉电报警信号给中央处理器，中央处理器接收并根据掉电报警信号控制用于生物质燃烧机密集烤房的控制器内的电器元件有序下电，并将工作信息紧急保存到存储单元内，从而提高密集燃煤型烤房掉电敏感元件的生命周期，有效解决现有的密集燃煤型烤房频繁断电导致的密集燃煤型烤房内的掉电敏感元件损坏的技术问题。
53.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。