一种用于控制电控阀的装置的制作方法

1.本实用新型涉及智能控制技术领域。更具体地，本实用新型涉及一种用于控制电控阀的装置。


背景技术：

2.物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。随着物联网技术的发展，物联网技术也在规模化养殖技术中得到广泛的应用。
3.随着目前养殖场的养殖密度逐渐增大，在养殖场中为禽畜添加食物、饮水也存在较大的难度、费时费力。尤其是在对场区内的不同圈舍添加饮用水时，当添加水不及时的情况发生时，将可能导致禽畜肠胃受损、生长不良等情况发生。当同时且一次性添加水过多时，会影响养殖场内的环境，同时也严重浪费水资源，增加工作人员的劳动量。因此畜禽的供水稳定性和清洁程度将严重影响畜禽的生长均匀性。进一步，为了保证畜禽的健康生产，需要经常向畜禽提供病毒免疫药物，或者治疗药物，通常药物都是通过供水系统进行流送。
4.基于此，如何实现对养殖场中供水过程的精准控制，对于提升养殖效率具有重要作用。


技术实现要素：

5.本实用新型通过两个运放电路获取的电控阀的回路中的工作电流，以利用继电器控制电控阀的工作状态，从而实现了对场区内各种类型的电磁阀的类型的确定和工作状态的调整，实现了对场区内供水过程的精准控制。
6.为此，本实用新型提供了一种用于控制电控阀的装置，用于对场区内的至少两种类型的电控阀进行控制，所述装置包括：继电器，其串接于电控阀和供电电源之间的回路中，用于控制所述电控阀动作；第一运放电路和第二运放电路，其与所述回路中的取样电阻连接，用于获取电控阀的工作电流；处理电路，其与所述第一运放电路和第二运放电路连接，用于获取第一运放电路和第二运放电路采集的工作电流；所述处理电路还与所述继电器连接，用于控制所述继电器的开关状态以使所述电控阀动作。
7.在一个实施例中，所述电控阀包括单向阀和/或三通阀，所述第一运放电路用于检测所述三通阀的工作电流，所述第二运放电路用于检测所述单向阀的工作电流。
8.在一个实施例中，所述第一运放电路和第二运放电路包括以下形式中的一种或多种：电压跟随器和电压比较器。
9.在一个实施例中，所述第一运放电路包括电压跟随器，所述电压跟随器包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的同向输入端与所述取样电阻远离地的一端连接，所述
第一运算放大器的反向输入端通过反馈电阻与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第一运算放大器的输出端与所述处理电路连接，用于将检测的电流信号发送至所述处理电路。
10.在一个实施例中，所述第二运放电路包括电压比较器，所述电压比较器包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的输入端与所述取样电阻远离地的一端连接，所述第二运算放大器的反向输入端用于输入参考电压，所述第二运算放大器的输出端与所述处理电路连接，用于将检测的电流信号发送至所述处理电路。
11.在一个实施例中，所述第二运放电路还包括分压电路，用于为所述第二运算放大器的反向输入端提供设定的参考电压。
12.在一个实施例中，所述第二运算放大器的输出端还连接有上拉电阻，以将所述第二运算放大器的输出信号钳位在高电平。
13.在一个实施例中，所述继电器为单刀双掷继电器，所述单刀双掷继电器的公共端与所述供电电源连接，所述单刀双掷继电器的常开点和常闭点与所述电控阀的电源端连接，用于为单向阀供电，或者为三通阀提供正向电流和反向电流。
14.在一个实施例中，还包括传输接口，其与所述处理电路连接，用于使得所述处理电路以无线方式或有线方式与外部设备连接，以便和外部设备进行信息交互。
15.在一个实施例中，还包括告警电路，其与所述处理电路连接，用于在所述电控阀异常时发出告警信号。
16.利用本实用新型的方案，可以通过两个运放电路获取电控阀回路中的工作电流，从而对电控阀工作状态进行确定，并通过继电器对电控阀的工作状态进行调整，实现了对场区内的至少两种类型的电控阀的精准、有效地控制，从而有效提升了场区内供水过程的可靠性和准确性，提升了养殖效率。进一步，本实用新型还通过两个运放电路分别检测的工作电流判断电控阀的类类型，从而采用对应的方式控制电控阀的工作状态，有效提升了供水管线中控制过程的准确性。
附图说明
17.通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
18.图1是示意性示出根据本实用新型的实施例的场区内的供水管线设置的场景的示意图；
19.图2是示意性示出根据本实用新型的实施例的一种用于控制电控阀的装置的示意图；
20.图3是示意性示出根据本实用新型的实施例的第一运放电路的结构的示意图；
21.图4是示意性示出根据本实用新型的实施例的第二运放电路的结构的示意图；
22.图5是示意性示出根据本实用新型的实施例的继电器的电路结构的示意图；
23.其中图1至图2中，101、栏位；102、主供水管线；103、分供水管线；104、三通阀；105、单向阀；106、控制面板；201、第一运放电路； 202、第二运放电路；203、处理电路；204、继电器。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.下面结合附图来详细描述本实用新型的具体实施方式。
26.目前的养殖场的供水管线中通常采用相应的设备对不同处的供水情况进行控制，以保证不同圈舍中供水的稳定性。而在规模化的养殖场中，对于供水管线中的设备的类型多种多样。例如采用单向阀对单个圈舍中的供水进行控制，或者是采用三通阀分别对两个圈舍的供水情况进行控制。然而，目前对于场区内不同类型的电控阀控制的供水管路，并没有一套完善的控制系统，导致目前不同养殖单元中的饮水加药无法得到精确的控制。基于此，本实用新型通过在场区内至少两种类型的电控阀的回路中设置两个运放电路和继电器，实现了对电控阀的工作电流的检测和工作状态的控制，从而有效提升了供水管线中供水过程的准确性。
27.图1是示意性示出根据本实用新型的实施例的场区内的供水管线设置的场景100的示意图。在本实用新型的上下文中，前述的场景可以包括用于规模化养殖业的各类环境中，例如牲畜饲牧类的圈舍区(例如养猪场、养牛场等)、各类家禽饲养场(例如养鸡场)、经济兽类驯养场等。基于此，可以理解的是图1仅为了示例性的目的而将该场景示出为各猪舍单元组成的养猪场。
28.如图1所示，根据本实用新型的方案，可以在猪舍中布置多个养殖单元，例如，某个猪舍中包括a栋养殖单元和b栋养殖单元，其中a栋养殖单元中包括1-8个栏位，b栋养殖单元中同样包括1-8个栏位。在对该猪舍进行供水系统设计时，可以设计主供水管线102对整体的猪舍进行供水，并利用分供水管线103对每栋养殖单元中的不同栏位101进行供水。在对每个栏位进行供水设计时，可以通过独立的供水管线对每个栏位进行供水，在该独立的供水管线上设置单向阀105以实现对该栏位内的供水控制。任意两个栏位也可以通过同一个分供水管线进行供水，并通过三通阀 104进行供水控制。基于此，猪舍中的供水系统中可能包括至少两种类型的电控阀。
29.将前述电控阀和场区内的控制面板106进行连接，可以实现对场区中至少两种类型的电控阀的控制，从而有效提升场区中的供水控制的准确性和可靠性。
30.可以理解的是前述供水系统在猪舍中的设置方式仅仅是示例性的而非限制性的，本领域技术人员还可以根据实际环境和猪舍设计构造将供水系统设置于其他位置处。
31.图2是示意性示出根据本实用新型的实施例的一种用于控制电控阀的装置200的示意图。可以理解的是图2中所示出的装置可以在图1中所示出的场景中的控制面板106中实施，因此关于图1所描述内容也同样适用于图2。
32.如图1所示，根据本实用新型的方案，该用于控制电控阀的装置200 可以用于对场区内的至少两种类型的电控阀进行控制。具体地，该装置可以包括继电器204、第一运放电路201、第二运放电路202和处理电路203。
33.继电器204可以串接于电控阀和供电电源之间的回路中，以便于控制电控阀动作。在一些实施例中，电控阀可以通过继电器连接电源，当控制继电器断开电源和电控阀之间
的供电回路时，可以控制该电控阀停止工作。当控制继电器连通电源和电控阀之间的供电回路时，可以控制该电控阀正常工作。该电控阀的驱动机构可以包括电磁驱动机构或电机驱动机构。基于此，该电控阀包括电磁阀或电动阀。
34.第一运放电路201和第二运放电路202可以与前述电控阀和供电电源之间的回路中设置的取样电阻连接，用于获取电控阀的工作电流。在一些实施例中，该取样电阻可以连接于供电电源和电控阀之间的线路上，还可以设置于电控阀和地之间的线路上。第一运放电路和第二运放电路均与该取样电阻连接，可以检测电控阀的工作电流。在一个应用场景中，该第一运放电路和第二运放电路的设置可以实现对至少两种类型的电控阀的工作电流进行检测。例如，针对单向阀或三通阀的工作电流检测时，第一运放电路和第二运放电路均可以输出相应的电平信号，通过对第一运放电路输出的电平信号和第二运放电路输出的电平信号进行判断，就可以判断该单向阀或三通阀是否正常工作。
35.处理电路203可以与第一运放电路201和第二运放电路202连接，用于获取第一运放电路和第二运放电路采集的工作电流。该处理电路203还与前述继电器204连接，以便于控制该继电器204的开关状态以使电控阀动作。在利用第一运放电路和第二运放电路对回路中的工作电流进行检测时，可以采用逻辑判别的方式现对不同类型的电控阀进行判别。基于此，该处理电路可以通过相应的中央处理器及其外围电路实现。例如中央处理器中可以提前烧录判断逻辑程序，基于该判断逻辑程序来分析电控阀的类型和工作状态。可以理解的是前文中的中央处理器可以采用市面上流通的处理器来重现上述方案，因此这里不对中央处理器的型号和实体结构进行限定。
36.作为举例，在实际操作中，单向阀和三通阀正常工作时的电流大小存在较大差异，例如单向阀工作时回路中的电流约为250ma，而三通阀动作时的电流则为20ma左右。根据该两路运放电路，可以实现对这两种不同类型的电控阀的判别。当单向阀动作时，检测到电流比较大，则表示动作。当电流为0时，表示此路单向阀异常或者断路、短路。当三通阀动作时，检测电流有时为正常，若是一直有则别是三通阀堵转。若电流过大，则三通阀损坏，若为0电压，则三通阀断路。
37.也就是说，通过两个运放电路可以将工作电流转换为“0”和“1”两种电平信号，当两个运放电路输出不同的电平信号时，可以对电控阀的类型和工作状态进行判定。例如第一运放电路和第二运放电路分别输出“00”、“01”、“10”和“11”这四种不同的状态时，分别可以表示“单向阀或三通阀均断路或损坏”、“单向阀动作”、“三通阀动作”和“两种电控阀均动作或单向阀动作且三通阀堵转”。可以理解的是这里对处理电路判别电控阀的类型和工作状态的描述仅是示例性说明，本实用新型的方案并不受此限制，该过程还可以采用其他的方式来实现。
38.在一些实施例中，该场区中的电控阀的类型可以包括单向阀和/或三通阀。当利用第一运放电路和第二运放电路检测电控阀的工作电流时，可以采用第一运放电路检测该三通阀的工作电流，并采用第二运放电路检测单向阀的工作电流。处理电路根据该第一运放电路和第二运放电路检测的工作电流对电控阀的类型和工作状态进行判定，从而实现对场区中供水的精准控制。
39.进一步，该第一运放电路和第二运放电路可以包括多种形式的电路结构，例如可以采用以下形式中的一种或多种：电压跟随器和电压比较器。接下来将结合图3和图4分别
对本实用新型中的第一运放电路和第二运放电路的其中一种电路结构进行说明。
40.图3是示意性示出根据本实用新型的实施例的第一运放电路的结构 300的示意图。图4是示意性示出根据本实用新型的实施例的第二运放电路的结构400的示意图。可以理解的是图3和图4中所示出的第一运放电路和第二运放电路的设置可以在图2中所示出的结构中实施，因此关于图 2所描述内容也同样适用于图3和图4。
41.如图3所示，根据本实用新型的方案，该第一运放电路可以包括电压跟随器。电压跟随器可以包括第一运算放大器u31a及其外围电路。具体地，第一运算放大器的同向输入端可以与取样电阻远离地的一端(例如 j16)连接，以获取回路中的电信号。第一运算放大器的反向输入端可以通过一个反馈电阻r34与第一运算放大器的输出端连接，从而将输出电压反馈至该第一运算放大器u31a的反向输入端。接着将该第一运算放大器的输出端与处理电路连接，可以将检测的电流信号发送至处理电路，以便于处理电路根据该第一运放电路检测的工作电流判断电控阀的工作状态。
42.如图4所示，根据本实用新型的方案，该第二运放电路可以包括电压比较器。电压比较器可以包括第二运算放大器u31b及其外围电路。具体地，第二运算放大器u31b的输入端可以与取样电阻远离地的一端(例如 j16)连接，以获取回路中的电信号。第二运算放大器u31b的反向输入端用于输入参考电压，以对输入信号进行鉴别比较。第二运算放大器的输出端与处理电路连接，可以将检测的电流信号发送至处理电路，以便于处理电路根据接收到的工作电流对电控阀的工作状态进行判定。
43.为了向前述第二运算放大器提供稳定的参考电压，该第二运放电路还包括分压电路，用于为第二运算放大器的反向输入端提供设定的参考电压。例如该分压电路可以包括第一电阻r143和第二电阻r144，将第一电阻和第二电阻串联，并将第一电阻和第二电阻的串联连接点与该第二运算放大器的反向输入端连接，以向第二运算放大器提供参考电压。
44.进一步，在第二运算放大器的输出端还可以连接上拉电阻r148，以将第二运算放大器的输出信号钳位在高电平，保证该第二运算放大器提供稳定的输出信号。
45.图5是示意性示出根据本实用新型的实施例的继电器的电路结构500 的示意图。可以理解的是图5中所示出的继电器的设置可以在图2中所示出的结构中实施，因此关于图2所描述内容也同样适用于图5。
46.如图5所示，继电器为单刀双掷继电器。将该单刀双掷继电器的公共端(例如端子3)与供电电源(例如24v直流电源)连接，单刀双掷继电器的常开点(例如vout1)和常闭点(例如vout2)与电控阀的电源端连接，以便于为单向阀供电，或者为三通阀提供正向电流和反向电流。在一些实施例中，当对某个栏位进行供水的供水管线中采用的是单向阀时，可以将该单刀双掷继电器的公共端与供电电源连接单刀双掷继电器的常开点和常闭点与单向阀的电源端连接，以实现对单向阀的控制。同样地，当对某两个栏位进行供水的供水管线中采用的是三通阀时，可以将该单刀双掷继电器的公共端与供电电源连接，如图5中所示出的端子3为公共端，其可以与24v的供电电源连接。单刀双掷继电器的常开点和常闭点与三通阀的电源端连接。如图5中所示出的vout1和vout2可以分别与电控阀的电源端连接。当该单刀装置继电器的公共端与常闭触点5连接时，可以通过该vout2向三通阀提供正向电流。当该单刀装置继电器的公共端与常开触点4连接时，可以通过该vout1向三通阀提供反向电流，从而控制三通阀切换传输通道。
47.在一些实施例中，该装置还可以包括传输接口。将该传输接口与处理电路连接，以便于使得该处理电路以无线方式或有线方式与外部设备连接，以便和外部设备进行信息交互。进一步，该装置中还可以包括告警电路，其与所述处理电路连接，用于在所述电控阀异常时发出告警信号。
48.在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
49.根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本实用新型的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本实用新型方案的限制。
50.另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。
51.虽然本说明书已经示出和描述了本实用新型的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用对本文所描述的本实用新型实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的模块组成、等同或替代方案。