专利名称：一种机车热风机控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及机车驾驶室里温度控制领域，具体涉及ー种机车热风机控制器。
背景技术：
目前，在我国鉄路各基层单位仍有大量DF4B(。)型机车在使用。特别是在西北、东北高寒地区，出于防寒考虑，df4b(。)型机车都装备了热风机供暖装置。该供暖装置一直存在以下弊端控制方式为手动控制，自动化程度不高，无法与上位机相连，实现不了中央集中控制；能量消耗大，驾驶员启动加热装置后，温度达到适宜时，经常忘记断开电源，造成能源浪费，同时由于电阻长期发热，导致电阻瓷架和电阻片烧坏，设备更换频繁，经常费用较高；操控性能差，加热电阻的功率选择，完全由驾驶员凭经验选择，増加了驾驶员的劳动强度。
随着电カ电子技术和计算机技术的发展，智能控制理论和可控硅技术的应用，智能控制机应时而生。鉄路特别是高铁机车，智能化程度越来越高。原有的机车也要进行技术更新，如何创造ー个舒适的机车驾驶室、降低驾驶员的劳动强度已成为目前必须要攻克的技术难题。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供ー种机车热风机控制器，针对机车现有驾驶室温度控制相对落后的状况，采用可控硅控制技术与智能化程度高的单片机控制，代替原有的人工控制热风机，从而实现降低驾驶员劳动强度，创造ー个舒适的机车驾驶室的目标，同时又提高效率，节能减排，智能操控，降低经常费用成本。本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现
ー种机车热风机控制器，包括主电路、控制盒，主电路包括可控硅电路、AC/DC控制电源、信号隔离及驱动电路、单片机控制系统、信号隔离及驱动电路、温度检测电路、报警电路、温度显示电路、机车驾驶员给定信号输入电路、CAN总线电路。其中，可控硅电路输入端与外接电源连接，输出端与加热电阻器接ロ相连，信号隔离及驱动电路接入可控硅电路，AC/DC控制电源、温度检测电路、机车驾驶给定信号输入电路ー并接入单片机控制系统，单片机控制系统与信号隔离及驱动电路、温度显示报警电路连接。控制盒包括AC380V接线端子、机车驾驶员输入信号及CAN线端子、风扇、散热器、PCB板、单片机控制系统、可控硅集成模块、变压器、温度传感器、LED显示及报警电路接ロ、LED显示及报警，散热器与可控硅集成模块成一体，单片机控制系统固定于PCB板上，其与机车通信电路采用CAN总线双向连接，主电路中的各个电路与控制盒相对应接ロ连接。在本发明中，所述外接电源为机车电源。在本发明中，所述控制器外壳结构为铁制品结构。在本发明中，所述可控硅电路控制两台电阻型发热器。在本发明中，所述单片机控制系统为AT89C51CC03芯片。在本发明中，所述机车驾驶员给定信号输入电路米用光电稱合芯片PC817。
在本发明中，所述信号隔离电路及驱动电路2采用M0C3063光电双向可控硅驱动芯片。有益效果本发明ー种机车热风机控制器，采用可控硅控制技术与智能化程度高的单片机系统控制，通过温度传感器采集环境温度，运用模糊控制方法，得出最佳的控制模式，从而自动控制热风机的加热电阻器和风扇的工作，同时用户能自主进行功耗模式选择，代替了原有的人工控制热风机，最大程度的节省能量消耗，实现智能操控，安装方便，温度定义直观，能够实现实时生效，具有记忆储存功能，易于操作，性能稳定，同时降低了经常费用成本。
图I为本发明的较佳实施例中控制盒结构示意图。 图2为本发明的较佳实施例主电路连接示意图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进ー步阐述本发明。參见图I的ー种机车热风机控制器，在本实施例中，控制盒包括AC380V接线端子I、机车驾驶员输入信号及CAN线端子2、风扇3、散热器4、PCB板5、变压器6、温度传感器7、LED显示及报警电路接ロ 8、LED显示及报警9。AC380V接线端子I和机车驾驶员输入信号及CAN线端子2置于控制盒外，主体焊接在PCB板5上，方便接线。风扇3采取外排方式，固定在控制盒的外側，并与散热器4紧密连接在一起，散热器4与可控硅集成模块成一体，PCB板5、变压器6、温度传感器7通过螺母固定在控制盒内，LED显示及报警电路接ロ 8置于控制盒外，其主体焊接在PCB板5上，LED显示及报警9设置在控制盒的侧面，单片机控制系统固定于PCB板5上。控制盒工作时，变压器6为控制盒提供电源，温度传感器7将实时检测的温度数据传输至PCB板5上的单片机控制系统，经过单片机控制系统处理得出最佳控制方式，LED显示及报警9显示此时最高温度和最低温度及实测温度，若系统超过设置温度，LED显示及报警9将会报警，蜂鸣器响起，反之控制器继续工作，风扇3和散热器4共同为PCB板5提供散热。參见图2的ー种机车热风机控制器，在本实施例中，主电路包括可控硅电路10、信号隔离及驱动电路11、温度检测电路12、AC/DC电源电路13、单片机控制系统14、CAN总线电路15、温度显不和报警电路16、机车驾驶员给定输入信号电路17、电阻加热器18、机车电源19。工作时，机车驾驶员开启机车热风机控制器，温度检测电路12将检测的温度数据传输至单片机控制系统14 ;单片机控制系统14进行比较运算，运用模糊控制算法，得出最佳控制方式，产生开关控制信号，该信号经信号隔离电路及驱动电路11对可控硅集成模块控制，通过可控硅电路10自动控制电阻加热器18的工作；经过温度显示和报警电路16的传输在控制盒上显示此时最高温度和最低温度及实测温度，若热风机长时间工作或者出现异常情况导致环境温度高于设定的最高温度吋，则热风机停止工作且控制盒内蜂鸣器报警；当热风机停止工作一段时间后，如果环境温度低于设定的最高温度吋，则控制盒内蜂鸣器停止报警；如果环境温度继续降低，当低于设定的最低温度吋，则热风机继续工作；如此循环。在此过程中机车驾驶员可以根据需求通过机车驾驶员给定信号输入电路17完成对温度控制目标值的设定、功耗模式选择、手/自动控制选择，送至单片机控制系统14 ;单片机控制系统14根据机车驾驶员的设定实时生效。在整个工作中通信电路CAN总线电路15完成单片机控制系统14与外部的通信。 在本实施例中，主电路中的各个电路与控制盒相对应接ロ连接。在本实施例中，可控硅电路10和AC/DC电源电路13外接机车电源19。在本实施例中，AC/DC电源电路13采用380VAC/12V变压器，经过降压整流后供控制器及风扇3电源。
在本实施例中，机车驾驶员给定控制信号输入接ロ电路17采用光电耦合芯片PC817避免了外界对单片机控制系统14的干扰。在本实施例中，信号隔离电路及驱动电路11采用M0C3063光电双向可控硅驱动芯片实现信号隔离和可控硅驱动，避免强电及外界对单片机控制系统14的干扰，同时实现驱动功能。在本实施例中，CAN总线电路15采用PCA82C250作为CAN总线收发器，在收发器之间加高速光耦6N137，增强CAN节电抗干扰能力。在本实施例中，单片机控制系统14采用ATMEL公司的高速/低功耗/超强抗干扰的单片机AT89C51CC03，该芯片工作电压5. 5V-3V,有EEPROM功能。在本实施例中，可控硅集成模块采用ST公司三端双向可控硅BTA41600B模块，该模块工作电流可达40A，栅极触发电流50mA，工作温度范围_40°到125°，有极强的带负载能力。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.一种机车热风机控制器，包括主电路、控制盒，主电路包括可控硅电路、AC/DC控制电源、信号隔离及驱动电路、单片机控制系统、信号隔离及驱动电路、温度检测电路、报警电路、温度显示电路、机车驾驶员给定信号输入电路、CAN总线电路；控制盒包括AC380V接线端子、机车驾驶员输入信号及CAN线端子、风扇、散热器、PCB板、单片机控制系统、可控硅集成模块、变压器、温度传感器、LED显示及报警电路接口、LED显示及报警；其特征在于，可控硅电路输入端与外接电源连接，输出端与加热电阻器接口相连，信号隔离及驱动电路接入可控硅电路，AC/DC控制电源、温度检测电路、机车驾驶给定信号输入电路一并接入单片机控制系统，单片机控制系统与信号隔离及驱动电路、温度显示报警电路连接；控制盒中散热器与可控硅集成模块成一体，单片机控制系统固定于PCB板上，其与机车通信电路采用CAN总线双向连接，主电路中的各个电路与控制盒相对应接口连接。
2.根据权利要求I所述的一种机车热风机控制器，其特征在于，所述通信电路采用CAN总线。
3.根据权利要求I所述的一种机车热风机控制器，其特征在于，所述单片机控制系统为 AT89C51CC03 芯片。
全文摘要
一种机车热风机控制器，包括主电路、控制盒，主电路包括可控硅电路、AC/DC控制电源、信号隔离及驱动电路、单片机控制系统、信号隔离及驱动电路、温度检测电路、报警电路、温度显示电路、机车驾驶员给定信号输入电路、CAN总线电路。可控硅电路和AC/DC电源电路外接机车电源，主电路中的各个电路与控制盒相对应接口连接，单片机控制系统与机车通信电路采用CAN总线双向连接。本发明温度控制精度高，智能化操控，能够实现实时生效，具有记忆储存功能，性能稳定，同时降低了经常费用成本。
文档编号G05B19/042GK102681469SQ20121018567
公开日2012年9月19日 申请日期2012年6月7日 优先权日2012年6月7日
发明者艾卫中, 许红寨 申请人:湖南农业大学