一种智能油烟净化设备控制箱的制作方法

本发明涉及油烟净化设备控制箱，特别涉及一种智能油烟净化设备控制箱。

背景技术：

目前，现有的油烟净化设备控制箱由于只具有开关控制功能，不具备数据监测、电流保护、油烟净化设备工作时间累计、智能控制功能，远远不能满足市场对油烟净化设备控制箱高品质多功能的需求，因此，研发一种智能油烟净化设备控制箱是本领域技术人员面临的重要课题。

技术实现要素：

鉴于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种智能油烟净化设备控制箱。用以实现数据监测、电流保护、油烟净化设备工作时间累计、灯管损坏提醒等智能控制功能。时时在线数据监测，保证处理后的气体符合环保要求；电流监测功能，保证设备的安全运行，过电流自动断电；油烟净化设备累计工作时间统计，及时提醒维护人员更换损耗部件；灯管损坏检测，及时提醒更换损坏灯管；智能控制功能具有现场控制、风机联动控制、远程控制三种不同的控制方式满足更多的现场需求。

本发明采取的技术方案是：一种智能油烟净化设备控制箱，其特征在于：包括空气开关、面板开关、液晶触摸显示器、工作指示灯、报警指示灯、控制主板、1～n个接触器、油烟传感器和均流器开关，其中空气开关为总电源开关分别与面板开关、1～n个接触器相连；面板开关为主板电源开关与控制主板相连；液晶触摸显示器与控制主板相连用于显示工作状态和各项参数；1～n个接触器的输入端与控制主板相连，输出端分别连至1～n个油烟净化设备用于对油烟净化设备的控制；工作指示灯与控制主板相连用于提示当前的工作状态；报警指示灯与控制主板相连用于对非正常状态的报警；油烟传感器连至控制主板用于对油烟净化结果的监测保证设备的正常运行；均流器开关连至控制主板用于对均流器的状态监测；所述的控制主板为整个系统的中央处理单元分别与风机、计算机相连。

本发明所述的中央处理单元包括电源电路、cpu处理电路、接触器控制电路、液晶通信电路、电流采样电路和数据存储电路，其中电源电路分别与cpu处理电路、接触器控制电路连接；接触器控制电路连接接触器；接触器控制电路、液晶通信电路、电流采样电路和数据存储电路分别与cpu处理电路连接；cpu处理电路分别连接油烟传感器、均流器开关、风机和计算机。

本发明所产生的有益效果是：通过智能油烟净化设备控制箱的设计，具有现场控制、远程控制、风机联动三种不同的工作模式，满足了不同的环境要求。保证了油烟净化设备的可靠高效的运行，保证油烟净化设备处理后的气体排放符合环境保护要求，对环境污染的控制具有很大的促进作用。控制箱具有记录净化设备工作时间、净化设备工作状态监测、设备过电流保护、均流器状态监测、油烟净化数据监测、各项报警输出功能。根据油烟净化监测数据控制不同的油烟净化设备工作，做到高效节能。智能油烟净化设备控制箱同时也适合其他需要净化处理的设备。

附图说明

图1为本发明的系统框图；

图2为本发明的控制主板原理框图；

图3为本发明的cpu处理电路原理图；

图4为本发明的电源电路原理图；

图5为本发明的电流采样电路原理图；

图6为本发明的接触器控制电路原理图；

图7为本发明的液晶通信电路原理图；

图8为本发明的数据存储电路原理图；

图9为本发明的工作流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，一种智能油烟净化设备控制箱包括空气开关、面板开关、液晶触摸显示器、工作指示灯、报警指示灯、控制主板、1～n个接触器、油烟传感器和均流器开关，其中空气开关为总电源开关分别与面板开关、1～n个接触器相连；面板开关为主板电源开关与控制主板相连；液晶触摸显示器与控制主板相连用于显示工作状态和各项参数，同时接收现场的控制命令对整个系统进行操作；1～n个接触器的输入端与控制主板相连，输出端分别连至1～n个油烟净化设备用于对油烟净化设备的控制；工作指示灯与控制主板相连用于提示当前的工作状态；报警指示灯与控制主板相连用于对非正常状态的报警；油烟传感器连至控制主板用于对油烟净化结果的监测保证设备的正常运行；均流器开关连至控制主板用于对均流器的状态监测，保证油烟净化设备工作时均流器为闭合状态，防止有害光照射伤人，控制主板为整个系统的中央处理单元分别与风机、计算机相连。

智能油烟净化设备控制箱设有外壳用来保护各个部件。其中控制主板、空气开关、1～n个接触器安装在箱体底板上，面板开关、液晶触摸显示器、工作指示灯、报警指示灯安装在面板上，油烟传感器安装在净化设备出风口位置。

如图2所示，本发明的中央处理单元包括电源电路、cpu处理电路、接触器控制电路、液晶电路、电流采样电路和数据存储电路，其中电源电路分别与cpu处理电路、接触器控制电路连接；接触器控制电路连接接触器；接触器控制电路、液晶通信电路、电流采样电路和数据存储电路分别与cpu处理电路连接；cpu处理电路分别连接油烟传感器、均流器开关、风机和计算机。

本发明的电源电路主要完成电源的转换功能，为整个控制主板提供电源，cpu处理电路负责控制液晶通信电路控制显示液晶，接收液晶返回信号，接收电流信号进行判断，对数据存储电路进行读取和存储操作，接收油烟传感器信号、均流器开关信号、风机联动信号、远程控制信号，根据综合信息处理控制接触器控制电路进行动作。接触器控制电路接收cpu处理电路的控制信号控制接触器的通断，液晶通信电路负责cpu处理电路和液晶触摸屏之间的通信，电流采样电路把交流电流信号转换成直流电压信号传给cpu处理电路进行模数转换，数据存储电路进行数据存储，保证各项数据保存完好。

控制主板有三种工作模式可供选择，分别是现场控制、风机联动控制、远程控制，可通过触摸液晶屏进行选择。cpu要判断是哪一种工作模式，哪一种控制信号才会起作用，cpu接收到控制接触器电路的命令后，通过均流器开关先判断均流器是否在闭合状态，只有在均流器闭合时才执行接触器闭合命令，断开显示均流器断开报警，同时报警指示灯亮，接触器控制电路通过光耦进行隔离，防止对cpu电路产生干扰。接触器闭合后，控制工作指示灯亮，并开始记录设备工作时间，通过电流采样电路检测设备的工作电流，同时判断电流是否正常，正常则继续工作，否则马上停止工作，设备工作后通过油烟传感器检测处理后的气体是否符合要求，符合要求通过液晶显示达标，不符合显示未达标，并且控制报警灯亮。工作时间、工作电流、报警信息通过数据存储电路保存，以便后续检查。

如图3所示，本发明的cpu处理电路采用msp430f149处理器u3、tl431基准稳压源u5、程序编译端口cn1，处理器u3的1脚与电解电容c15的正极、陶瓷电容c16的一端连接，电解电容c15的负极、陶瓷电容c16的另一端与3.3v电源的地端连接，处理器u3的7脚和基准稳压源u5的1脚和8脚、电阻r13的一端、陶瓷电容c20的一端、电解电容c19的正极相连，电阻r13的另一端与3.3v电源的正极相连，基准稳压源u5的2脚、3脚、6脚、7脚、陶瓷电容c20的另一端、电解电容c19的负极与3.3v电源的地端相连，处理器u3的8脚与晶体振荡器y2的一端、陶瓷电容c17的一端相连，处理器u3的9脚与晶体振荡器y2的另一端、陶瓷电容c18的一端相连，陶瓷电容c17的另一端、陶瓷电容c18的另一端与3.3v电源的地端相连，处理器u3的30脚与工作指示灯相连，处理器u3的31脚与报警指示灯相连，处理器u3的42脚与均流器开关相连，处理器u3的43脚与计算机相连，处理器u3的52脚与晶体振荡器y1的一端、陶瓷电容c12的一端相连，处理器u3的53脚与晶体振荡器y1的另一端、陶瓷电容c13的一端相连，陶瓷电容c12、陶瓷电容c13的另一端与3.3v电源的地端相连，处理器u3的54脚与程序编译端口cn1的1脚相连，处理器u3的55脚与程序编译端口cn1的2脚相连，处理器u3的56脚与程序编译端口cn1的3脚相连，处理器u3的54脚与程序编译端口cn1的1脚相连，处理器u3的57脚与程序编译端口cn1的4脚相连，处理器u3的58脚与程序编译端口cn1的6脚、轻触按键s1、电阻r6、陶瓷电容c14的一端相连，程序编译端口cn1的5脚与3.3v电源的地端相连，程序编译端口cn1的7脚与3.3v电源的正极相连，电阻r6的另一端与3.3v电源的正极相连，轻触按键s1、陶瓷电容c14的另一端与3.3v电源的地端相连，处理器u3的59脚与风机相连，处理器u3的61脚与油烟传感器相连，处理器u3的62脚、63脚与3.3v电源的地端相连，处理器u3的64脚与3.3v电源的正极相连。

如图4所示，本发明的电源电路采用lh05-10d0524-01电源模块u1、l1117-3.3v线性稳压器u2，保险f1的一端和热敏电阻r1、压敏电阻vr1的一端相连，保险f1的另一端与电源的l极相连，热敏电阻r1的另一端与电源模块u1的3脚相连，压敏电阻vr1的另一端与电源的n极和电源模块u1的2脚相连，电源模块u1的1脚与大地相连，电源模块u1的4脚与电解电容c5的负极和陶瓷电容c6的一端相连为5ｖ电源的地端，电源模块u1的５脚与电解电容c5和陶瓷电容c6的另一端连接为5v电源的正极，电源模块u1的6脚悬空，电源模块u1的7脚与电解电容c1的负极和陶瓷电容c2的一端相连为24v电源的地端，电源模块u1的8脚与电解电容c1和陶瓷电容c2的另一端连接为24v电源的正极，5v电源的正极与电解电容c7的正极和线性稳压器u2的3脚相连，线性稳压器u2的2脚和电解电容c8的正极和陶瓷电容c9的一端相连为3.3v电源的正极，线性稳压器u2的1脚、电解电容c7的负极、电解电容c8的负极、陶瓷电容c9的另一端与5ｖ的地端相连为3.3ｖ电源的地端。

如图5所示，本发明的电流采样电路采用电流互感器t1，电流采样端子j1的1脚和电流互感器t1的3脚相连，电流采样端子j1的2脚和电流互感器t1的4脚相连，电流互感器t1的1脚与精密金属膜电阻r2的一端和肖特基二极管d1的阳极相连，肖特基二极管d1的阴极和电解电容c3的正极、电阻r30、电阻r29的一端相连，电阻r29的另一端与陶瓷电容c4的一端相连，然后连至处理器u3的60脚，电流互感器t1的3脚、精密金属膜电阻r2的另一端、电解电容c3的负极、电阻r30的另一端、陶瓷电容c4的另一端连接在一起和地端相连。

如图6所示，本发明的接触器控制电路采用tlp281光耦u4、npn型三极管q1，电阻r10的一端连接3.3v电源正极，另一端连接光耦u4的1脚，光耦u4的2脚与处理器u3的37脚相连，光耦u4的4脚连接电阻r7的一端，电阻r7的另一端与24v电源的正极相连，光耦u4的3脚与电阻r11的一端相连，电阻r11的另一端与电阻r12的一端和npn型三极管q1的基极相连，r12的另一端与npn型三极管q1的发射极相连，然后连接到24v电源的地端，npn型三极管q1的集电极与发光二极管d13的阴极、快速开关二极管d11的阳极、继电器k1的1脚相连，发光二极管d13的阳极与电阻r8的一端相连，电阻r8的另一端与快速开关二极管d11的阴极和继电器k1的16脚相连，然后连接到24v电源的正极，继电器k1的4脚、13脚相连，然后连接到接触器线圈的一端，继电器k1的8脚和11脚相连，然后连接到接触器线圈的另一端。

如图7所示，本发明的液晶通信电路采用max3232串口通讯芯片ic6，串口通讯芯片ic6的1脚与陶瓷电容c29的一端相连，陶瓷电容c29的另一端与串口通讯芯片ic6的3脚相连，串口通讯芯片ic6的4脚和陶瓷电容c30的一端相连，陶瓷电容c30的另一端与串口通讯芯片ic6的5脚相连，串口通讯芯片ic6的2脚与陶瓷电容c28的一端相连，陶瓷电容c28的另一端接地，串口通讯芯片ic6的6脚与陶瓷电容c27的一端相连，陶瓷电容c27的另一端接地，串口通讯芯片ic6的15脚接地，串口通讯芯片ic6的16脚接3.3v电源正极，然后连接到陶瓷电容c31的一端，陶瓷电容c31的另一端接地，串口通讯芯片ic6的13脚连接到电阻r16的一端，电阻r16的另一端连接到端子j4的3脚，串口通讯芯片ic6的14脚连接到电阻r15的一端，电阻r15的另一端连接到端子j4的2脚，串口通讯芯片ic6的11脚连接到处理器u3的32脚，串口通讯芯片ic6的12脚连接到处理器u3的33脚，端子j4的1脚接地，端子j4的4脚连接到陶瓷电容c26的一端和电解电容c25的正极，然后接到5v电源的正极，陶瓷电容c26的另一端和电解电容c25的负极相连，然后接地。

如图8所示，本发明的数据存储电路采用fm24lb16铁电存储器u7，铁电存储器u7的1脚、2脚、3脚、4脚、7脚与3.3v电源的地端相连，铁电存储器u7的5脚与电阻r34的一端相连，然后连接到处理器u3的21脚，铁电存储器u7的6脚与电阻r33的一端相连，然后连接到处理器u3的20脚，铁电存储器u7的8脚、电阻r33、电阻r34的另一端与3.3v电源的正极相连。

如图9所示，智能油烟净化设备控制箱执行以下工作流程：空气开关闭合总电源接通；面板开关闭合控制主板电源接通，控制主板开始工作；控制主板判断工作模式，现场控制模式时判断液晶控制按键是否按下，若按键没有按下，则等待按键按下，若按键按下，则判断均流器开关是否闭合；风机联动模式时判断风机是否运行，若风机没有运行，则等待风机运行，若风机运行，则判断均流器开关是否闭合；远程控制模式时判断远程控制开关是否闭合，若远程控制开关没有闭合，则等待远程控制开关闭合，若远程控制开关闭合，则判断均流器开关是否闭合；若均流器开关没有闭合，显示均流器开关断开报警，报警指示灯亮，等待均流器闭合；若均流器闭合，控制接触器闭合，工作指示灯亮，工作时间开始累积计时；判断电流是否过大，若电流过大，则控制接触器断开，显示电流过大报警，报警指示灯亮，若电流没有过大，判断灯管是否有损坏，若有损坏，显示灯管损坏报警，报警指示灯亮，若没有损坏，判断油烟净化是否合格，若不合格，则显示油烟净化不合格报警，若合格，则程序返回循环操作。