一种空气悬浮风机专用控制器的制作方法

1.本发明涉及空气悬浮风机设备技术领域，尤其涉及一种空气悬浮风机专用控制器。


背景技术：

2.空气悬浮风机的压缩空气能够彻底解决工业生产上的多种需求，如污水处理设施、粉体输送设施、除湿，烘干，燃气脱硫，堆肥发酵，喷砂，焚化炉，氧气供应，镀金槽及逆清洗等场合；
3.一般风机控制系统由plc模块组成，存在成本高，体积大，嵌入能力弱等问题。本专利适用于嵌入式风机运行控制。


技术实现要素：

4.本发明目的是在于提供一种结构简单，实现轻量化快速排空的阀体。
5.一种空气悬浮风机专用控制器，包括主控模块、供电模块、模拟信号模块、模数转换模块、信号输出模块、交互模块、继电器模块、通讯模块和按钮操作模块；
6.所述主控模块为mcu主控电路，作为控制器核心与上述模块连接，用于控制上述模块；
7.所示风压传感器和执行电磁阀均与执行控制器信号连接；
8.进一步的，所述主控模块muc主控电路采用arm构架 stm32f103系列芯片，连接并用于计算外界输入的风机压力传感器、温度传感器、振动传感器、流量传感器数值，并且负责变频器通信；集成看门狗程序；
9.进一步的，所述供电模块中，通过开关电源将供电转换为 24vdc；所述供电模块包括隔离电源模块vrb2405、lm1117
‑
3.3芯片和lm2577芯片；
10.进一步的，所述所述模拟信号模块包括传感器供电电路和传感器采样电路；传感器供电电路为若干wrb0524隔离电源模块；所述采样电路包括51ω电阻、附加电容、电阻、滤波器保护电路；所述采样电路连接模数转换模块；
11.进一步的，所述模数转换模块为一组ad7793工业级ad芯片；所述模数转换模块与主控模块通过spi接口通信；
12.进一步的，所述信号输出模块包括运算放大电路、三极管以及电阻电容；
13.进一步的，所述继电器模块包括一组输出节点；其中一个连接变频器，另一个备用；
14.进一步的，所述通讯模块包括一路rs232通信的max232ese 芯片和一组rs485通信的max3072芯片；所述max232ese连接交互模块；所述max3072连接预留通行和变频器通信。
15.进一步的，所述按钮操作包括按钮控制电路、急停按钮和指示灯珠；
16.本发明的有益效果是：
17.采用本发明，结构优化，采用mcu模块组件，比传统plc模块控制节省70％左右成
本，并且体积更小，可以封装成为一个完整的模块，拥有更强的嵌入能力；并且通过集成的mcu的高级语言编程能力，能完成更加复杂的逻辑运算设计以及定制化的云端交互降低了目前风机控制器用plc模块的成本，增加了嵌入式能力和安装便利性。
附图说明
18.图1是mcu主控电路图；
19.图2是供电电路图；
20.图3是模拟信号传感器供电与采样电路图；
21.图4是模数转换电路图；
22.图5是模拟信号输出电路图；
23.图6是通信电路图；
24.图7是继电器输出节点图；
25.图8是按钮与指示灯图人机交互截图；
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
27.参考图1
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8所示，一种空气悬浮风机专用控制器，包括主控模块、供电模块、模拟信号模块、模数转换模块、信号输出模块、交互模块、继电器模块、通讯模块和按钮操作模块；
28.所述主控模块为mcu主控电路，作为控制器核心与上述模块连接，用于控制上述模块；
29.所示风压传感器和执行电磁阀均与执行控制器信号连接；
30.进一步的，所述主控模块为muc主控电路，采用arm构架 stm32f103系列芯片，连接并用于计算外界输入的风机压力传感器、温度传感器、振动传感器、流量传感器数值，并且负责变频器通信；集成看门狗程序；
31.本实施例中，图中采用的arm架构stm32f103系列芯片，主频72mhz，高性能的表现可以满足多种数据的运算以及各个模块的控制；外部还通过eeprom芯片，实现存储掉电保存参数；集成的看门狗程序也保证了在控制器异常状态下不会发生死机；
32.图1电路图中u6为mcu，u9为看门狗电路，u11为外部 eeprom；其中y1为主时针晶振，通过内部的频率调整得到72mhz 时钟；其中y2为低俗时钟晶振，用于实时及时；主控模块通过引脚连接其余模块。
33.进一步的，所述供电模块中，通过开关电源将供电转换为 24vdc；所述供电模块包括隔离电源模块vrb2405、lm1117
‑
3.3芯片和lm2577芯片；
34.本实施例中，在用lm1117
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3.3输出3.3v电压，用于各个集成电路供电；再利用lm2577将5v升压到12v用于交互模块供电；
35.图2中，隔离电源模块vrb2405为u17，lm1117
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3.3为u14， lm2577为u12；
36.进一步的，所述模拟信号模块包括传感器供电电路和传感器采样电路；传感器供电电路为若干wrb0524隔离电源模块；所述采样电路包括51ω电阻、附加电容、电阻、滤波器保护电路；所述采样电路连接模数转换模块；
37.本实施例中，入图3所述，wrb0524隔离电源模块图中为u1、 u4、u7和u10，将5v升压至24v，向传感器供电；并通过51ω精密取样电阻和周围滤波电路保护元件；
38.进一步的，所述模数转换模块为一组ad7793工业级ad芯片；所述模数转换模块与主控模块通过spi接口通信；
39.本实施例中，参考图4，模拟信号模块输出ai1～ai4，并分别接入u15和u15输入端中；通过spi接口，mcu可以读取数字信号，进行计算和分析后，可以到相应的数据。
40.进一步的，所述信号输出模块包括运算放大电路、三极管以及电阻电容；
41.进一步的，所述继电器模块包括一组输出节点；其中一个连接变频器，另一个备用；
42.进一步的，所述所述通讯模块包括一路rs232通信的 max232ese芯片和一组rs485通信的max3072芯片；所述 max232ese连接交互模块；所述max3072连接预留通行和变频器通信；
43.本实施例中，mcu通过串口rs232连接交互模块；设定每500ms 更新一次屏幕显示，每50ms扫描一次屏幕按键；mcu通过串口连接rs485总线到变频器，将模拟量输出电路连接到变频器模拟量输入端子。通过编程modbus协议，获取到变频器工作信息，包括输出频率、电流、转速、功率；变频器设置为外部开关控制启停，频率来源为模拟量输入。
44.进一步的，所述按钮操作包括按钮控制电路、急停按钮和指示灯珠；
45.本实施例中，mcu内部设定各个运行参数的阈值，当测量或者运行参数超过阈值设定范围时，将按照设定弹出报警提示，并且启动报警灯；达到故障停机阈值时，mcu操作继电器断开，模拟量输出电流为4ma，风机停机；急停按键串联在继电器节点与变频器之间，其动作不经过mcu，按下后可直接断开变频器的启动节点信号，达到急停目的
46.采用本发明，结构优化，采用mcu模块组件，比传统plc模块控制节省70％左右成本，并且体积更小，可以封装成为一个完整的模块，拥有更强的嵌入能力；并且通过集成的mcu的高级语言编程能力，能完成更加复杂的逻辑运算设计以及定制化的云端交互降低了目前风机控制器用plc模块的成本，增加了嵌入式能力和安装便利性。
47.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神所定义的范围。