专利名称：能使电子控制系统适用较宽环境温度范围的方法及控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能使电子控制系统适用较宽环境温度范围的方法及应用该 方法的电子控制系统。
背景技术：
目前的各种电子控制系统由于制造成本方面的原因，能够适应的温度环境都 有限，而适用的温度范围越大，对制造时的元器件的要求也越高，制造成本也越 高。尤其是大型工业设备的电子控制装置，如果将其运行环境的适应温度能力提 高几度，其造价有可能成倍甚至几倍地增长，因此使得很多工业设备中电子控制 系统占了设备价值的很大比例，增加了生产成本。如目前一般使用的控制电路，其设计标准能正常工作在常温下，当面对一些 极端的温度环境时，就可能因环境温度的变化出现故障。
发明内容
本发明的一个主要目的是提供一种能够用较低的成本使电子控制系统适用 较宽的温度范围的方法，本发明的另一 目的则是提供一种根据上述方法的电子控 制系统。本发明的目的是通过以下方法实现的对相应的电子控制装置A予以封闭或 置于一个相对封闭的环境中加以隔离，同时设置一个温度适应范围较大的电子控制系统B，该控制系统B设有温度传感器和至少包含加热器、冷却器的自动温度 调节装置，至少控制系统B的温度传感器在电子控制装置A的封闭空间内，当相 应的电子控制装置A需要工作时，所述的电子控制系统B首先启动工作，并通过 温度传感器探测电子控制装置A的工作环境温度，根据测得的实际情况决定是否 先启动温度调节装置，如果电子控制装置A的工作环境温度不在正常工作值内， 电子控制系统B则启动温度调节装置加温或降温，待电子控制装置A的工作环境 温度达到工作指标后，再启动电子控制装置A开始工作。根据上述的方法的能够用较低的成本使电子控制系统适用较宽的温度范围 的电子控制系统，包括由电源(9)和受控设备的电子控制装置A，其特点是该电
子控制装置A设有一个相对封闭的外壳体形成一个相对封闭的环境，同时设有一 个针对该封闭环境的温度控制系统B，该温度控制系统B包含中央处理器U8，中 央处理器U8设有温度传感器和包含加热器、冷却器的温度调节驱动控制装置(4)， 该温度调节驱动控制装置(4)由控制器U2、驱动器、加热器、冷却器、风扇组和 至少一个温度传感器构成，驱动器为至少一个继电器J组成继电器组J1 J6，所述 的加热器、冷却器和风扇组的电源开关设于继电器组J1 J6的控制触点J1K J6K 的电压回路中，温度传感控制器的信号输出端连接于中央处理器U8上。上述的中央处理器U8还可设有湿度传感器，所述的温度调节驱动控制装置还 可设有湿度传感器。上述的温度传感控制器与中央处理器U8之间最好设有信号放大器U9A和信 号低通滤波器(7)，信号低通滤波器(7)包含电感L1和运算放大器U9B，电感 Ll的电压回路中设有控制开关晶体管Q5，该控制开关晶体管Q5的控制极与中央 处理器U8连接。上述的中央控制器U8上还可设有LED显示器(2)、数据通讯控制器(1)、 状态显示器(6)、输入控制器(5)、电源检测器(10)、报警器SPK中的至少一种。在使用中，电子控制装置A适用于较大型的电子控制系统，可以较低要求设 计，运行于比较理想的环境中，设于一个相对封闭的环境中，而电子控制系统B 按较高的要求设计，能够适应较大的温度范围，使用时则首先启动电子控制系统B 工作，调节电子控制装置A的工作环境温度，待电子控制装置A的工作环境温度 达到工作指标后，再启动电子控制装置A开始工作，就能够用较低的成本使电子 控制系统适用较宽的温度范围，并保证系统的性能稳定性，尤其适用于大型 工业设备的控制系统中使用。
图1是本发明的方法实施例1的示意图。图2是本发明实施例1的电子控制系统的结构示意图。图3是本发明实施例1的电子控制系统的电路图。图4是本发明实施例1的电子控制系统控制流程的示意图。图5是本发明实施例1的电子控制系统控制流程中的中断程序的示意图。图中所示l为数据通讯控制器，2为LED显示器，3为复位控制器，4为温
度调节驱动控制装置，5为输入控制器，6为状态显示器，7为信号低通滤波器，8 为信号放大器，IO为电源检测器。AVCC为模拟电源，C1 C31为电容，D1 D3为发光二极管，D4、 D5为稳 压二极管，D6为整流器，J1 J6为继电器，J1K J6K为继电器的触点开关，JP1 JP4为插接口， Ll、 L2为电感，Q1 Q6为三极管，R1 R29为电阻，S1 S5为 按键开关，U1 U8、 UIO、 Ull为集成芯片，U9A、 U9B为集成运算放大器，V 为设备电源，VBAT为外部电源，VCl+、 VC2+为内部电源，W1 W6为加热器、 冷却器、风扇组等设备。
具体实施例方式实施例1:参照图1 5,包括由电源9和受控设备的电子控制装置A，该电子控制装置 A为适用于-15-C 30。C之间工作的大型工业设备的控制装置，将其设于一 个相对封闭的外壳体中形成一个相对封闭的环境，同时设有一个针对该封闭环境 的温度控制系统B，该温度控制系统B为适用于-35。C 6(TC之间工作的高可 靠性小型控制系统，包含中央处理器U8，其芯片为MSP430F2274微处理器， 中央处理器U8设有温度传感器、湿度传感器、温度调节驱动控制装置4、 LED显 示器2、数据通讯控制器l、状态显示器6、输入控制器5、电源检测器IO、报警 器SPK。温度传感器和湿度传感器连接于接口JP3上，温度传感器、湿度传感器 与中央处理器U8之间设有信号放大器U9A和信号低通滤波器7，信号低通滤波器 7包含电感L1和运算放大器U9B，电感Ll的电压回路中设有控制开关晶体管Q5， 该控制开关晶体管Q5的控制极与中央处理器U8连接，中央处理器U8上还设有 为上述的信号放大器U9A和信号低通滤波器7提供模拟电源AVCC的电感L2， 运算放大器U9B、 U9B采用一对MCP6002芯片；温度调节驱动控制装置4的控制 器U2为ULN2003/SO驱动芯片，控制器U2上的驱动器由继电器J1 J6共6个继 电器构成，可同时控制6台设备，本实例的设备为加热器、加热器风扇、制冷器、 制冷器风扇四组设备W1 W4，继电器J1 J4的接触开关J1K J4K设于上述设 备W1 W4的启动器电源的电压回路中，继电器J5、 J6及其接触开关J5K、 J6K 备用，实际使用中可用以控制电子控制装置A的启动电源；报警器SPK连接于控 制器U2上；LED显示器2由4组数码管U3 U6组成；数据通讯控制器1主要由 专用芯片U1构成，芯片型号为SPX3232EEA，数据通讯专用芯片Ul上设有数据
通讯接口JP1;状态显示器6由一组红、黄、绿不同颜色的发光二极管D1 D3组 成；输入控制器5为一组按键S2 S5，可输入相关的控制参数值，电源检测器IO 由三极管Q6构成，其控制极和积电极分别连接于VCl+和VC2+电源端，系统还 提供了复位芯片U7构成的复位器和调试测试接口 JP2。参照图4、图5，本控制系统工作过程如下系统加电后，中央处理器U8复 位后启动开始工作，温度传感器探测电子控制装置A的环境温度是否在-15°C 30'C之间，如果在适合的范围内，即可直接发出指令启动电子控制装置A， 并进入实时监测，如果出现电子控制装置A的环境温度超出-15X: 3(TC的范 围，则随时启动加热器、加热器风扇或者制冷器、制冷器风扇进行提高或降低工 作环境的温度，以保证电子控制装置A能够正常工作。在实际应用中可将控制温 度范围设置为稍小于上述范围，如—l(TC 25。C之间。实施例2:与实施例1相比，本实施例的不同在于所温度调节驱动控制装置4还设 有抽湿空调机，可防止环境湿度过大而影响电子控制装置A正常工作，同时整个 控制系统B均安装在电子控制装置A的封闭空间内。实施例3:与实施例1相比，本实施例的不同在于所述温度调节驱动控制装置4的 驱动器的继电器J1 J6的上各设有两组接触开关，每一个继电器均可同时控制两 台需要同时工作的设备，可将如加热器、加热器风扇和制冷器、制冷器风扇的启 动电源分别由继电器J1和J2控制，同时还设有抽湿空调机，由继电器J3控制， 其余的3组继电器J4 J6则可控制3套外部大型工业设备的控制装置A，所术电 子控制装置A均为适用于-5'C 25-C之间工作的大型工业设备的控制装置。实施例4:与实施例l相比，本实施例的不同在于所述温度调节驱动控制装置4的 驱动器为双向可控硅，且所述的双向可控硅设于受控设备W1 W6的启动电源的 电压回路中，双向可控硅的控制极与控制器U2连接。
权利要求
1、一种能够用较低的成本使电子控制系统适用较宽的温度范围的方法，其特征在于通过以下过程实现对相应的电子控制装置A予以封闭或置于一个相对封闭的环境中加以隔离，同时设置一个温度适应范围较大的电子控制系统B，该控制系统B设有温度传感器和至少包含加热器、冷却器的自动温度调节装置，至少控制系统B的温度传感器在电子控制装置A的封闭空间内，当相应的电子控制装置A需要工作时，所述的电子控制系统B首先启动工作，并通过温度传感器探测电子控制装置A的工作环境温度，根据测得的实际情况决定是否先启动温度调节装置，如果电子控制装置A的工作环境温度不在正常工作值内，电子控制系统B则启动温度调节装置加温或降温，待电子控制装置A的工作环境温度达到工作指标后，再启动电子控制装置A开始工作。
2、 一种能够用较低的成本使电子控制系统适用较宽的温度范围的控制系统, 包括由电源(9)和受控设备的电子控制装置A，其特征在于所述电子控制装置A 设有一个相对封闭的外壳体形成一个相对封闭的环境，同时设有一个针对该封闭 环境的温度控制系统B，该温度控制系统B包含中央处理器U8，中央处理器U8 设有温度传感控制器和包含加热器、冷却器的温度调节驱动控制装置(4),该温 度调节驱动控制装置(4)由控制器U2、驱动器、加热器、冷却器、风扇组和至少 一个温度传感器构成，驱动器为至少一个继电器J组成继电器组J1 J6，所述的加 热器、冷却器和风扇组的电源开关设于继电器组J1 J6的控制触点J1K J6K的 电压回路中，温度传感控制器的信号输出端连接于中央处理器U8上。
3、 根据权利要求2所述的能够用较低的成本使电子控制系统适用较宽的温 度范围的控制系统，其特征在于所述的中央处理器U8上还设有湿度传感器。
4、 根据权利要求2或3所述的能够用较低的成本使电子控制系统适用较宽 的温度范围的控制系统，其特征在于所述的温度传感控制器与中央处理器U8之间 设有信号放大器U9A和信号低通滤波器(7)，信号低通滤波器(7)包含电感L1 和运算放大器U9B，电感L1的电压回路中设有控制开关晶体管Q5，该控制开关 晶体管Q5的控制极与中央处理器U8连接。
5、 根据权利要求2或3所述的能够用较低的成本使电子控制系统适用较宽 的温度范围的控制系统，其特征在于设有状态显示器(6)。
6、 根据权利要求4所述的能够用较低的成本使电子控制系统适用较宽的温 度范围的控制系统，其特征在于设有状态显示器(6)。
7、 根据权利要求2或3所述的能够用较低的成本使电子控制系统适用较宽 的温度范围的控制系统，其特征在于设有输入控制器(5)。
8、 根据权利姜求4所述的能够用较低的成本使电子控制系统适用较宽的温 度范围的电子控制系统，其特征在于设有输入控制器(5)。
9、 根据权利要求2或3所述的能够用较低的成本使电子控制系统适用较宽 的温度范围的控制系统，其特征在于设有LED显示器(2) 、 ^^遞讽^^/器O入 电源检测器(10)和报警器SPK。
10、 根据权利要求4所述的能够用较低的成本使电子控制系统适用较宽的温 度范围的控制系统，其特征在于设有LED显示器(2) 、 ^^遞讽;^谅/器m 、 电源检测器(10)和报警器SPK。
全文摘要
本发明涉及一种能使电子控制系统适用较宽环境温度范围的方法及其电子控制系统，其要点为对相应的电子控制装置A予以封闭或置于一个相对封闭的环境中加以隔离，同时设置一个温度适应范围较大的电子控制系统B，该控制系统B设有温度传感器和至少包含加热器、冷却器的自动温度调节装置，当电子控制装置A需要工作时，电子控制系统B首先启动并调节电子控制装置A的工作环境温度后，再启动电子控制装置A开始工作。在使用中，电子控制装置A可以较低要求设计，能够用较低的成本使电子控制系统适用较宽的温度范围，并保证系统的性能稳定性，尤其适用于大型工业设备的控制系统中使用。
文档编号G05B19/04GK101398675SQ20071015166
公开日2009年4月1日 申请日期2007年9月26日 优先权日2007年9月26日
发明者李林青 申请人:新疆新华能开关有限公司