高纯气净化机高度集成控制器的制作方法

1.本发明涉及高纯气净化机技术领域，具体涉及一种高纯气净化机高度集成控制器。


背景技术：

2.高纯气净化机中涉及有塔体加热、阀门开关、塔体切换、定时再生等电气控制需求。电气控制稳定性直接决定了高纯气净化机产气的性能指标。目前国内高纯气净化机主要分为手动和全自动两种类型。手动高纯气净化机电气控制主要使用开关按钮和温控仪表，实现加热启停和温度控制。通过时间继电器定时实现再生控制，阀门开关也通过继电器或接触器控制。再生和塔切换均需要人工手动操作，手动切换阀门实现塔切换，切换后需要手动启动再生功能。全自动控制使用工业上通用plc控制器和温控仪表来进行控制，通过plc控制加热启动，温控仪表实现温度控制。塔切换通过plc控制气动阀或电磁阀开关来实现，定时再生通过plc内部软件实现，部分全自动配有工业用hmi触摸屏，可以通过触摸屏显示温度阀门开关等信息。以上手动和全自动都是通过常规控制电气器件进行组合实现对高纯气净化机的控制。器件分散，功能不集中，器件种类多占用空间。手动高纯气净化机功能单一，需要人工操作切换，净化器使用和再生完全需要人工判断操作。全自动高纯气净化机电气器件多，各电气器件之间导线连接，线路复杂容易产生故障。


技术实现要素：

3.本发明提供一种高纯气净化机高度集成控制器，旨在解决的技术问题之一是，现有高纯气净化机电气器件多，各电气器件之间导线连接，线路复杂容易产生故障的技术问题。
4.考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：
5.一种高纯气净化机高度集成控制器，其包括：
6.触摸屏模组，用于净化机的显示监控与参数设定；
7.主控pcb板，其与所述触摸屏模组封装为一体且之间能够进行数据传输；
8.mcu控制器，其集成在所述主控pcb板上。
9.为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是：
10.进一步地，所述主控pcb板和所述触摸屏模组通过一个外壳封装在一起。
11.进一步地，还包括：
12.存储单元，其集成在所述主控pcb板上，用于在掉电的情况下存储数据参数。
13.进一步地，还包括：
14.数字量输入di模块，其集成在所述主控pcb板上，用于开关信号的输入。
15.进一步地，还包括：
16.数字量输出do模块，其集成在所述主控pcb板上，用于阀门电加热的开关控制。
17.进一步地，还包括：
18.热电偶输入tc模块，其集成在所述主控pcb板上，用于热电偶输入。
19.进一步地，还包括：
20.pwm输出模块，其集成在所述主控pcb板上，用于pwm控温输出。
21.进一步地，还包括：
22.rs485接口，其与所述主控pcb板连接，用于与第三方设备联网以进行交换数据。
23.进一步地，还包括：
24.以太网接口，其与所述主控pcb板连接，用于接入以太网络。
25.进一步地，还包括：
26.usb接口，其与所述主控pcb板连接，用于将记录数据导出外部存储器。
27.与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：
28.本发明是针对高纯气净化机性能特征的需求，开发设计的一种新型高度集成控制器，以mcu为核心，集成有断电保持存储器、开关量输入输出、多路电加热温度测量和温度控制pwm功能、触摸屏，此外设计有rs485、以太网、usb接口等用于扩展控制器网络连接性能；同时预留有模拟量扩展接口预留后期功能扩展。集成了高纯气净化机全自动控制所选输入输出功能，同时扩展联网、显示、数据导出等功能。节约了安装空间，简化了高纯气净化机电气接线等。
附图说明
29.为了更清楚的说明本技术文件实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本技术文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。
30.图1为根据本发明一个实施例的高纯气净化机高度集成控制器的结构示意图。
31.图2为根据本发明另一个实施例的高纯气净化机高度集成控制器的对外接口示意图。
32.其中，附图中的附图标记所对应的名称为：
33.图1中：1－控制器结构，2－mcu控制器，3－数字量输入di模块，4－数字量输出do模块，5－热电偶输入tc模块，6－pwm输出模块，7－rs485接口，8－以太网接口，9－usb接口，10－触摸屏模组，11－存储单元；
34.图2中：21
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第一组数字量输出do外接口，22
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温度控制pwm输出外接口，23
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热电偶tc输入外接口，24
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第三组数字量输出do外接口，25
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数字量输入di外接口，26
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第二组数字量输出do外接口，27
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串口rs485外接口，28
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控制器电源外接口，29
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以太网rj45外接口，210
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usb外接口，211
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外接触摸屏模组接口，212
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触摸屏模组连接线，213
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触摸屏模组内部对外接口，214
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触摸屏显示模组，215
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预留扩展模拟量输入ai外接口。
具体实施方式
35.下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
36.一种高纯气净化机高度集成控制器，是针对高纯气净化机性能特征的需求，开发
设计的一种新型高度集成控制器，如图1所示，包括控制器结构1，其主要用于高纯气净化机的电气控制，该控制器结构1包括触摸屏模组10、主控pcb板和mcu控制器2等部件；触摸屏模组10用于净化机的显示监控与参数设定；主控pcb板与所述触摸屏模组10封装为一体且之间能够进行数据传输；mcu控制器2集成在所述主控pcb板上。通过本实施例的mcu控制器2、主控pcb板与所述触摸屏模组10封装等技术方案，避免了现有技术采用常规控制电气器件进行组合实现对高纯气净化机进行控制所带来的如器件分散、功能不集中、器件种类多和占用空间大等技术缺陷。
37.在此基础上，主控pcb板与所述触摸屏模组10的封装方式，可通过一个外壳将其封装在一起。
38.本发明以mcu为核心，为了解决在掉电的情况下数据参数存储的技术问题，并可在所述主控pcb板上集成存储单元11/断电保持存储器，以用于掉电存储重要数据参数。
39.以及设计开关量输入输出，如图1中集成在所述主控pcb板上的数字量输入di模块3和数字量输出do模块4，分别用于按钮等开关信号输入和阀门电加热的开关控制。
40.再如图1所示，所述主控pcb板上还集成有热电偶输入tc模块5，以用于热电偶输入。
41.以及还可包括pwm输出模块6，其集成在所述主控pcb板上，用于pwm控温输出，实现多路电加热温度测量和温度控制pwm功能。
42.上述实施例的触摸屏模组10，可通过触摸屏实现对温度、阀门、过程参数等显示监控与参数设定等功能。
43.以及集成rs485接口7，其与所述主控pcb板连接，用于与第三方设备联网以进行交换数据。
44.集成以太网接口8，其与所述主控pcb板连接，用于接入以太网络。
45.集成usb接口9，其与所述主控pcb板连接，用于将记录数据导出外部存储器。
46.通过rs485接口7、以太网接口8、usb接口9等用于扩展控制器网络连接性能；同时预留有模拟量扩展接口预留后期功能扩展。上述各功能部分整体设计在一个主控pcb板上外加一个显示触摸屏的模组。主控pcb板和触摸屏模组通过一个外壳封装在一起，组成高纯气净化机控制器。
47.综上实施例的技术方案，相对于现有技术，具有以下优势：
48.1)高度集成专用控制器；
49.控制器针对高纯气净化机的特点和电控需求，定制化开发设计，主控pcb板集成有开关量输入输出、热电偶输入、pwm控温输出等高纯气净化机控制所需全部电气接口；并配备有一个显示触摸屏模组用于显示与操作。配齐高纯气净化机控制所需硬件配置。
50.2)节约安装空间；
51.主控pcb板和触摸屏模组通过一个外壳封装在一起，采用嵌入式面板安装，不占用净化机内部空间，可以节约净化机内部安装空间，降低净化机尺寸高度。
52.3)联网功能；
53.控制器设计有rs485接口，该接口在自动化领域应用广泛，组网简单传输距离远，很容易和第三方设备联网交换数据。同时控制器设计有以太网接口，通过以太网接口可以很方便接入以太网络，通过网络与其他设备进行数据交换。通过网络接口使得控制器具备
较强的联网功能，很容易连接到客户的工业控制网络或办公网络中。
54.4)监控显示与报警功能；
55.高纯气净化机高度集成控制器，设计有显示触摸屏，通过触摸屏可以展示净化机工作工艺流程，显示温度数据和阀门开关状态，可显示并设定净化机工作温度和温度报警值，净化机全自动工作时间和再生时间等。同时控制器设置有蜂鸣报警器，当控制器检测到报警信息，可发出蜂鸣声提醒操作人员。
56.5)简化高纯气净化机电气接线；
57.高纯气净化机高度集成控制器，各种输入输出高度集成在一起，内部逻辑顺序、联锁保护、定时等功能通过软件控制实现。减少电气器件使用量，简化电气线路逻辑控制使得电气控制线路更加简单，减少电气接线。
58.6)实现高纯气净化机全寿命监测；
59.通过高度集成化设计，配合软件功能，实现对净化机全过程运行数据监测和记录，记录数据存储在控制器的断电存储器中，通过对数据分析可以监测净化机寿命使用情况，可及时提醒客户对净化机进行维护，做到对高纯气净化机全寿命监测和管理功能。
60.7)数据记录与导出；
61.控制器设计有usb接口，通过软件实现数据记录功能，通过usb接口扩展外部存储空间，并通过usb将记录数据导出外部存储器中。
62.现有方案中使用plc和hmi触摸屏为核心的全自动高纯气净化机控制系统。该方案使用工业上通用plc控制器和温控仪表来进行控制，plc控制加热启动，温控仪表实现温度控制。plc和温控仪直接通过rs485接口进行数据交换采集温度数据；通过him触摸屏显示温度阀门开关状态等设备运行信息。该方案与本发明虽然实现功能最接近。但是plc及其模块属于通用型工业控制器件，plc的cpu，输入输出按模块分开，根据控制工艺特性来自由组合。plc及其模块、温控仪、触摸屏器件分散，功能不集中，器件使用种类多，占用空间。各功能模块通过电线电缆等连接，线路复杂容易产生故障。同时成本比较高，没有价格优势。
63.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。
64.在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本技术概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
65.尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本技术公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本技术公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。