一种智能控制器的制作方法

1.本发明涉及管道控制领域，具体而言，涉及一种智能控制器。


背景技术：

2.随着市场的发展和用户需求的不断提高，燃气调压站正逐渐朝着智能化的方向发展。以往的中小型调压站都是纯机械结构运行，由于缺少现代化电子设备监控和管理，因此，维护人员对内部运行的压力、内部温度、调压器工作的状态、调压器的流量负载等不了解。进而，缺少这些数据也导致了无法提前对调压站故障运行进行提前预警以及对调压站进行实时故障类型诊断。因此，无法实现调压站的动态监控和高效安全运行。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种智能控制器。该智能控制器可以实现调压站的动态监控和高效安全运行。
4.根据本公开的一个方面的提供一种智能控制器，所述智能控制器包括：壳体；内部电源，容置于所述壳体内；和主控电路板，容置于所述壳体内，所述主控电路板包括：供电单元，与所述内部电源相连接；处理单元，与所述供电单元相连接，用于控制数据的采集和计算；传感器单元，与所述处理单元相连接，所述传感器单元至少包括压力传感器接口、温度传感器接口、阀位传感器接口和开关量处理电路，所述压力传感器接口、温度传感器接口和/或阀位传感器接口通过所述开关量处理电路与所述处理单元相连接，所述处理单元根据从所述压力传感器、温度传感器接口以及阀位传感器采集到的数据计算间接流量；以及通信单元，与所述处理单元相连接，将采集和计算到的数据进行联网传输。
5.在根据本公开的一个方面的智能控制器中，所述供电单元还包括电源切换电路以及外接电源接口，所述电源切换电路的输入端分别与所述内部电源和所述外接电源接口相连接，所述电源切换电路的输出端与所述处理单元相连接，实现所述内部电源与所述外接电源之间的切换，为所述处理单元供电。
6.在根据本公开的一个方面的智能控制器中，所述开关量处理电路包括：开关量处理电路输入端，所述开关量处理电路输入端与所述压力传感器接口、所述温度传感器接口或所述阀位传感器接口相连接；开关量处理电路输出端，所述开关量处理电路输出端与所述处理单元相连接；开关量处理电路第一电阻，所述开关量处理电路第一电阻串联在所述开关量处理电路输入端和所述开关量处理电路输出端之间；开关量处理电路第二电阻，所述开关量处理电路第二电阻的一端与所述开关量处理电路输入端相连接，所述开关量处理电路第二电阻的另一端与所述电源切换电路的输出端相连接；开关量处理电路第一电容，所述开关量处理电路第一电容的正极与所述开关量处理电路输入端相连接，所述开关量处理电路第一电容的负极接地；与所述开关量处理电路第二电阻串联的开关量处理电路第一二极管，所述开关量处理电路第一二极管的正极与所述开关量处理电路输出端相连接，所述开关量处理电路第一二极管的负极与所述电源切换电路的输出端相连接；与所述开关量
处理电路第一电容串联的开关量处理电路第二二极管，所述开关量处理电路第二二极管的负极与所述开关量处理电路输出端相连接，所述开关量处理电路第二二极管的正极接地。
7.在根据本公开的一个方面的智能控制器中，电源切换电路还包括：复位电路，所述复位电路包括并联的第三电阻和二极管，所述第三电阻的一端与所述二极管的负极共同连接稳压电源，所述第三电阻的另一端与所述二极管的正极连接所述处理单元的复位端口，所述第三电阻的另一端与所述二极管的正极还通过第一电容接地；和多个滤波电容。
8.在根据本公开的一个方面的智能控制器中，所述供电单元还包括电压检测电路，所述电压检测电路包括：电压检测电路第一控制端和电压检测电路第二控制端，所述电压检测电路第一控制端和所述电压检测电路第二控制端分别与所述处理单元相连接；三极管，所述三极管的基极通过一第四电阻连接所述第一控制端，并且通过一第五电阻接地，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极通过一第六电阻连接所述内部电源；场效应管，所述场效应管串联在所述内部电源与所述电压检测电路第二控制端之间，所述场效应管的栅极连接所述三极管的集电极，所述场效应管的源极通过一第七电阻与所述内部电源相连接，所述场效应管的漏极通过电阻分压电路与所述电压检测电路第二控制端相连接；所述处理单元控制所述电压检测电路第一控制端置低，所述场效应管导通，所述内部电源的电压通过所述电阻分压电路分压后输出给所述处理单元进行电压信息采集。
9.在根据本公开的一个方面的智能控制器中，所述智能控制器还包括显示单元，所述显示单元设置于所述壳体的外表面。
10.在根据本公开的一个方面的智能控制器中，所述智能控制器还包括按键输入处理单元，所述按键输入处理单元包括至少一个按键和至少一个按键输入通道，所述按键与所述按键输入通道相连接，所述按键输入通道与所述处理单元的io端口相连接。
11.在根据本公开的一个方面的智能控制器中，所述智能控制器还包括存储单元，所述存储单元与所述处理单元的io端口相连接。
12.在根据本公开的一个方面的智能控制器中，所述智能控制器还包括一隔板，所述隔板设置于所述内部电源与所述主控电路板之间。
13.在根据本公开的一个方面的智能控制器中，所述隔板通过连接件与所述主控电路板固定连接。
14.相比于现有技术，本发明实施例提供的智能控制器中，可以通过压力传感器接口、温度传感器接口、阀位传感器接口分别与压力传感器、温度传感器接口以及阀位传感器连接，根据从压力传感器、温度传感器接口以及阀位传感器采集到的数据计算间接流量，进而，通过对采集到的压力、温度、开度值和间接流量等数据的分析和处理达到对调压站的现代化监控，实现调压站的动态监控和高效安全运行。
附图说明
15.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
16.图1是本发明的一个实施例的智能控制器的主视图；
17.图2是本发明的一个实施例的智能控制器的立体图；
18.图3是本发明的一个实施例的智能控制器中各单元的连接关系示意图；
19.图4是本发明的一个实施例的开关量处理电路的电路示意图；
20.图5是本发明的一个实施例的开关量处理单元的电路示意图；
21.图6是本发明的一个实施例的复位电路的电路示意图；以及
22.图7是本发明的一个实施例的电压检测电路的电路示意图。
具体实施方式
23.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
24.所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有特定细节中的一个或更多，或者采用其它的方法、组元、材料等，也可以实践本发明的技术方案。在某些情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明。
25.根据本发明的主旨构思，本发明的智能控制器包括：壳体；内部电源，容置于所述壳体内；和主控电路板，容置于所述壳体内，所述主控电路板包括：供电单元，与所述内部电源相连接；处理单元，与所述供电单元相连接，用于控制数据的采集和计算；传感器单元，与所述处理单元相连接，所述传感器单元至少包括压力传感器接口、温度传感器接口、阀位传感器接口和开关量处理电路，所述压力传感器接口、温度传感器接口和/或阀位传感器接口通过所述开关量处理电路与所述处理单元相连接，所述处理单元根据从所述压力传感器、温度传感器接口以及阀位传感器采集到的数据计算间接流量；以及通信单元，与所述处理单元相连接，将采集和计算到的数据进行联网传输。
26.下面结合附图和实施例对本发明的技术内容进行进一步地说明。
27.请一并参见图1和图2，图1示出了本发明的一个实施例的智能控制器的主视图，图2示出了本发明的一个实施例的智能控制器的立体图。在本发明的优选实施例中，所述智能控制器主要包括壳体1、内部电源2以及主控电路板3。
28.具体来说，壳体1可选地为一中空的金属壳体。内部电源2容置于壳体1内。主控电路板3容置于壳体1内。在图1和图2所示的实施例中，所述智能控制器还包括一隔板11。隔板11设置于内部电源2与主控电路板3之间。其中，隔板11可选地通过螺柱、螺母等连接件与主控电路板3固定连接。
29.更具体地，请参见图3，其示出了本发明的一个实施例的智能控制器中各单元的连接关系示意图。如图3所示，主控电路板3包括供电单元31、处理单元32、传感器单元33和通信单元34。
30.供电单元31与内部电源2相连接。在本发明的实施例中，供电单元31可以包括电源切换电路以及外接电源接口。所述电源切换电路的输入端分别与内部电源2和外接电源接口相连接。外接电源接口设置于壳体1外部的。所述电源切换电路的输出端与处理单元32相连接，实现内部电源2与外接电源之间的切换，为所述处理单元供电。更具体地，供电电路31包括外部供电和内部供电两种方式，当内部供电时由内部电源2对智能控制器进行供电，当
外部供电时，主控电路板通过外接电源接口与外接电源电连接以对智能控制器进行供电。两种不同供电方式具有不同的输出标志电平，提供处理单元识别，此外，通过联网向远端的控制中心传输输出标志电平，从而实现控制中心判断该智能控制器所处的供电方式，例如，当智能控制器出现供电方式改变时，可以立即向控制中心传输历史数据和智能控制器的实时状态数据；或者当内部电源2电量低于一阈值时，也可以立即向控制中心传输低电量报警信息。
31.处理单元32与供电单元31相连接，用于控制数据的采集和计算。在本发明的一个实施例中，处理单元可选地为一单片机。
32.传感器单元33与处理单元32相连接。在本发明实施例中，传感器单元33至少包括压力传感器接口、温度传感器接口、阀位传感器接口和开关量处理电路。其中，压力传感器接口、温度传感器接口和/或阀位传感器接口通过开关量处理电路与处理单元32相连接。处理单元32根据从上述压力传感器、温度传感器接口以及阀位传感器采集到的数据计算间接流量。
33.更具体来说，请参见图4，其示出了本发明的一个实施例的开关量处理电路的电路示意图。在图4所示的实施例中，开关量处理电路包括六个开关量处理单元。六个开关量处理单元的电路结构相同。六个开关量处理单元分别连接两路差压开关量的信号、两路切断开关量的信号、一路门禁开关量的信号和一路泄露开关量的信号的接入。在此仅以一个开关量处理单元为例进行详细描述，请参见图5，其示出了本发明的一个实施例的开关量处理单元的电路示意图。
34.第一开关量处理单元包括：
35.开关量处理电路输入端，所述开关量处理电路输入端与压力传感器接口、温度传感器接口或者阀位传感器接口相连接。
36.开关量处理电路输出端，所述开关量处理电路输出端可以与处理单元32相连接，例如连接作为处理单元32的单片机的io端口。
37.开关量处理电路第一电阻r23，所述开关量处理电路第一电阻r23串联在所述开关量处理电路输入端和所述开关量处理电路输出端之间。
38.开关量处理电路第二电阻r21，所述开关量处理电路第二电阻r21的一端与所述开关量处理电路输入端相连接，所述开关量处理电路第二电阻r21的另一端与所述电源切换电路的输出端相连接。所述开关量处理电路第二电阻r21用来上拉固定电平。
39.开关量处理电路第一电容c22，所述开关量处理电路第一电容c22的正极与所述开关量处理电路输入端相连接，所述开关量处理电路第一电容c22的负极接地。所述开关量处理电路第一电容c22用来滤波，滤除外接高频干扰。
40.与所述开关量处理电路第二电阻r21串联的开关量处理电路第一二极管d6，所述开关量处理电路第一二极管d6的正极与所述开关量处理电路输出端相连接，所述开关量处理电路第一二极管d6的负极与所述电源切换电路的输出端相连接。
41.与所述开关量处理电路第一电容c22串联的开关量处理电路第二二极管d8，所述开关量处理电路第二二极管d8的负极与所述开关量处理电路输出端相连接，所述开关量处理电路第二二极管d8的正极接地。
42.所述开关量处理电路第一二极管d6和所述开关量处理电路第二二极管d8可以用
于保护作为处理单元的单片机的管脚，起到反向放电和钳位的作用。
43.进一步地，在发明实施例中，电源切换电路还包括复位电路和多个滤波电容。请参见图6，其示出了本发明的一个实施例的复位电路的电路示意图。如图6所示，复位电路包括并联的第三电阻r32和二极管d20。第三电阻r32的一端与二极管d20的负极共同连接稳压电源，第三电阻r32的另一端与二极管d20的正极连接作为处理单元的单片机的管脚，第三电阻r32的另一端与二极管d20的正极还通过第二电容c3接地。
44.当作为处理单元的单片机上电瞬间由于第二电容c3的两端电压不能突变而保持低电平，单片机开始复位；之后随着时间推移稳压电源通过第三电阻r32对第二电容c3充电，充满电时第二电容c3的两端电压为高电平，单片机开始正常工作。
45.进一步地，在发明实施例中，所述供电单元还包括电压检测电路。请参见图7，其示出了本发明的一个实施例的电压检测电路的电路示意图。如图7所示，电压检测电路包括：
46.电池电压检测电路第一控制端adc3en和电池电压检测电路第二控制端adc3，电池电压检测电路第一控制端adc3en和电池电压检测电路第二控制端adc3分别与作为处理单元的单片机的两个管脚相连接；
47.三极管q3，三极管q3的基极通过一第四电阻r37连接第一控制端adc3en，并且通过一第五电阻r38接地，三极管q3的发射极接地，三极管q3的集电极通过一第六电阻r31连接内部电源；
48.场效应管q2，场效应管q2串联在内部电源与电池电压检测电路第二控制端adc3之间，场效应管q2的栅极连接三极管q3的集电极，场效应管q2的源极通过一第七电阻r79与内部电源相连接，场效应管q2的漏极通过电阻分压电路与电池电压检测电路第二控制端adc3相连接；
49.其中，所述电阻分压电路包括第一分压电阻r34和第二分压电阻r42，第一分压电阻r34的一端与场效应管q2的漏极相连接，第一分压电阻r34的另一端与电池电压检测电路第二控制端adc3相连接。第一分压电阻r34的另一端还分别通过第二分压电阻r42、一电容c32接地。
50.所述处理单元控制电压检测电路第一控制端adc3en置低，场效应管q2导通，内部电源的电压通过电阻分压电路分压后输出给处理单元进行电压信息采集。
51.进一步地，在图3所示的实施例中，通信单元34与处理单元32相连接。通信单元34将采集和计算到的数据进行联网传输。该通信单元可以是ec20或ec25联网模块。
52.进一步地，在图3所示的实施例中，主控电路板3还包括报警单元35。报警单元35连接作为处理单元32的单片机和通信单元34。当传感器单元33采集的数值超过设定限制，处理单元32向报警单元35发送报警信息，报警单元35将报警信息通过通信单元34向外网进行发送。
53.进一步地，在图3所示的实施例中，智能控制器还包括显示单元4。结合图1和图2所示，显示单元4设置于壳体1的外表面，显示单元4与处理单元32的io端口相连接。
54.进一步地，在图3所示的实施例中，智能控制器还包括按键输入处理单元5。按键输入处理单元5包括至少一个按键和至少一个按键输入通道。所述按键与所述按键输入通道相连接，所述按键输入通道与处理单元32的io端口相连接。通过按键输入处理单元5，用户可以设置和查询智能控制器的参数信息，例如设置各个传感器的采样周期、智能控制器的
上传周期、智能控制器通讯所需要的ip地址和端口号以及传感器报警限制参数等重要参数。
55.进一步地，在图3所示的实施例中，智能控制器还包括存储单元6。存储单元6与处理单元32的io端口相连接，用于存储数据和智能控制器参数信息。
56.进一步地，在图3所示的实施例中，智能控制器还包括程序下载接口7，程序下载接口7用于下载应用程序。进而，智能控制器具有远程升级功能，优化后的应用程序通过网络交互先下载到存储单元6(可以是外部flash)，处理单元32检测到应用程序下载完成后进行复位，当检测到有需要更新时，将应用程序更新到处理单元32的存储区域，更新完成后，处理单元32通过通信单元34向外网发送更新成功标志，至此远程升级成功。
57.综上所述，本发明实施例提供的智能控制器中，可以通过压力传感器接口、温度传感器接口、阀位传感器接口分别与压力传感器、温度传感器接口以及阀位传感器连接，根据从压力传感器、温度传感器接口以及阀位传感器采集到的数据计算间接流量，进而，通过对采集到的压力、温度、开度值和间接流量等数据的分析和处理达到对调压站的现代化监控，实现调压站的动态监控和高效安全运行。
58.虽然本发明已以可选实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定的范围为准。