一种两总线电磁阀控制系统及控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种两总线电磁阀控制系统，外部交流控制信号经过两条电线传送至接口的一端，接口的另一端与整流电路连接，整流电路的输出端依次串接信号接收解调电路单元和信号调制电路单元，同时整流电路的输出串联二极管D3后连接电源转换单元，外部交流控制信号经过整流和降压后为单片机供电，外部交流控制信号经过整流后为电源转换单元供电；信号接收解调电路单元的输出接入单片机的数据接收引脚，单片机的数据输出引脚连接信号调制电路单元的输入端，信号调制电路单元将处理后的数据输出到外部信号线上；单片机的输出端与电磁阀线圈驱动单元连接。
【专利说明】
一种两总线电磁阀控制系统及控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及电磁阀控制技术领域，尤其涉及一种两总线电磁阀控制系统及控制方法。
【背景技术】
[0002]随着中国经济的高速发展，电磁阀作为自动化系统的一种执行器，近年来用量急剧上升国产化水平也有了跨跃式的提高，其产品基本上可以满足我国重大装备配套的需求。产品出口已遍布世界30多个国家和地区。产品被广泛用于机械、石油化工、纺织、冶金、医疗、环保、农业、造船、造纸、电力、轻纺、建材、制药、交通运输、消防、制冷、航海、航空、铁路、印染、橡胶及国防科研等各经济、生活领域行业。然而在施工现场，尤其是需要用到数量较多的电磁阀时与电磁阀连接的控制电缆就会很多，给施工走线、每个阀的位置标记、工作状态标记等关于阀体的安装和检测带来不少烦恼，一来加大了施工难度，二来用材成本很尚O
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种两总线电磁阀控制系统及控制方法，只用两根电线即可实现对1-255个电磁阀的单独控制，大大降低了安装材料成本和施工难度。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0005]—种两总线电磁阀控制系统，外部交流控制信号经过两条电线传送至接口的一端，接口的另一端与整流电路连接，整流电路的输出端依次串接信号接收解调电路单元和信号调制电路单元，同时整流电路的输出串联二极管D3后连接电源转换单元，外部交流控制信号经过整流和降压后为单片机供电，外部交流控制信号经过整流后为电源转换单元供电；
[0006]信号接收解调电路单元的输出接入单片机的数据接收引脚，单片机的数据输出引脚连接信号调制电路单元的输入端，信号调制电路单元将处理后的数据输出到外部信号线上;单片机的输出端与电磁阀线圈驱动单元连接。
[0007]所述整流电路为全桥整流电路。
[0008]所述信号接收解调电路单元包括:整流电路的一个输出端接二极管D2的负极，二极管D2的正极和整流电路的另一个输出端之间串联电阻Rll和R18，电阻Rll和R18的公共端接所述单片机的数据接收引脚，同时该公共端还连接二极管D6的正极，二极管D6的负极接电源。
[0009]所述信号调制电路单元包括:整流电路的一个输出端接三极管Ql的集电极，三极管Ql的发射极串接电阻后接整流电路的另一个输出端，三极管Ql的基极接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接电源，三极管Q2的发射极和基极之间串接电阻R23，三极管Q2的基极连接电阻后接所述单片机的数据输出引脚。
[0010]所述电源转换单元采用降压转换芯片TPS54062，输出5V电压为单片机供电。
[0011]所述降压转换芯片的2引脚接所述二极管D3的负极，2引脚与地之间并联两条支路，一条支路上串联电容，另一条支路上串联两个电阻，两个电阻的公共端接降压转换芯片的3引脚，降压转换芯片的3引脚4引脚与地之间串联有电阻，I引脚和8引脚之间连接电容，8引脚连接电感后接电源VCC，电源VCC与地之间并联两条支路，一条支路上串联电容，另一条支路上串联电阻R14、R15和R22，R15和R22的公共端还与降压转换芯片的5引脚连接，降压转换芯片的6引脚与地之间并联两条支路，一条支路上连接电容，另一条支路上串联电阻和电容。
[0012]电磁阀线圈驱动单元包括:所述单片机的输出端与场效应管Q4的源极之间串联电阻，同时场效应管Q4的源极接地，场效应管Q4的栅极连接二极管D5的负极，同时连接三极管Q3的发射极，二极管D5的正极接所述单片机的输出端，三极管Q3的基极接所述单片机的输出端，集电极接地，场效应管Q4的漏极与电源VIN之间并联有电阻和二极管D4，二极管D4的两端连接电磁阀的线圈。
[0013]所述单片机采用微处理器PIC16F886。
[0014]—种两总线电磁阀控制方法，包括，外部交流控制信号经过两条电线将信号送给整流电路，整流电路的输出经过二极管后为电源转换单元供电，外部交流控制信号经过整流和降压后为单片机供电，同时整流电路的输出还串接有信号接收解调电路单元和信号调制电路单元；
[0015]信号接收解调电路单元把外部信号线上的控制信号接收并解调到单片机的数据接收引脚，单片机运算处理数据接收引脚的数据信息，然后由数据输出引脚将运算后的信息经过信号调制电路单元发送至外部信号线上完成系统的状态检测和识别信息功能；
[0016]当外部信号发来开阀或关阀指令后由单片机运算后在其输出端输出一开关信号至电磁阀线圈驱动单元以控制电磁阀线圈的通或断电工作。
[0017]本发明的有益效果:
[0018]外部交流控制信号经过两条电线可以同时并联1-255个本发明提供的两总线电磁阀控制系统，实现了仅用两根传输信号线和少量硬件的情况下，完成了对1-255个控制终端(电磁阀)的设置和识别控制，大大减少了以往控制线缆的数量，提高了系统的稳定性，大大降低了施工难度和材料成本，节省了施工周期。增强了整个系统的灵活性。
【附图说明】
[0019]图1为本发明与外部主控系统的连接图；
[0020]图2为本发明的系统图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0022]如图1所示，外部的主控系统发送控制信号，本发明提供的一种两总线电磁阀控制系统通过两根电线即可接收到电源信号和控制信号，一个主控系统可以同时并联1-255个本发明提供的控制系统，完成1-255个电磁阀的控制。
[0023]如图2所示，一种两总线电磁阀控制系统，该技术采用2条电线(M-A和M-B两条线)即可实现每个阀体的单独信号传送和电源供给任务，通过接口 J5接受外部主控系统的控制信号。该技术核心主要由PIC16F886和TPS54062组成，其中PIC16F886微处理器处理完成电缆线上传送来的地址信号和控制信号。
[0024]丁卩554062与03、04、05、08、09电容器还有1^1电感器以及1?10、1?12、1?13、1?14、1?15、R21、R22电阻器组成电源转换单元负责把外部信号线上的电源信号解调至主板需要的电源电压供给。
[0025]电源转换单元采用降压转换芯片TPS54062，输出5V电压为单片机供电。
[0026]降压转换芯片的2引脚接所述二极管D3的负极，2引脚与地之间并联两条支路，一条支路上串联电容，另一条支路上串联两个电阻，两个电阻的公共端接降压转换芯片的3引脚，降压转换芯片的3引脚4引脚与地之间串联有电阻，I引脚和8引脚之间连接电容，8引脚连接电感后接电源VCC，电源VCC与地之间并联两条支路，一条支路上串联电容，另一条支路上串联电阻R14、R15和R22，R15和R22的公共端还与降压转换芯片的5引脚连接，降压转换芯片的6引脚与地之间并联两条支路，一条支路上连接电容，另一条支路上串联电阻和电容。
[0027]接插件邗、全桥整流01、二极管02、03、06、三极管叭、02以及电阻器1?11、1?18、1?19、R20、R23、组成了外部信号解调电路单元，负责把外部送来的控制信号解调给微处理器PIC16F886进行信号的识别和处理。
[0028]信号接收解调电路单元包括:整流电路的一个输出端接二极管D2的负极，二极管D2的正极和整流电路的另一个输出端之间串联电阻Rll和R18，电阻Rll和R18的公共端接所述单片机的数据接收引脚，同时该公共端还连接二极管D6的正极，二极管D6的负极接电源。
[0029]信号调制电路单元包括:整流电路的一个输出端接三极管Ql的集电极，三极管Ql的发射极串接电阻后接整流电路的另一个输出端，三极管Ql的基极接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接电源，三极管Q2的发射极和基极之间串接电阻R23，三极管Q2的基极连接电阻后接所述单片机的数据输出引脚。
[0030]电阻器R1、二极管D4、D5、电容器C10、场效应管Q4和接插件Jl组成了电磁阀输出驱动电路单元来完成外部信号控制电磁阀体电源的任务。单片机的输出端与场效应管Q4的源极之间串联电阻，同时场效应管Q4的源极接地，场效应管Q4的栅极连接二极管D5的负极，同时连接三极管Q3的发射极，二极管D5的正极接所述单片机的输出端，三极管Q3的基极接所述单片机的输出端，集电极接地，场效应管Q4的漏极与电源VIN之间并联有电阻和二极管D4，二极管D4的两端连接电磁阀的线圈。
[0031]—种两总线电磁阀控制方法，该方法主要是外部交流控制信号经过两条电线传送至主板J5端经过与之连接的Dl全桥整流器变为直流信号后送至后级，经过D3给TPS54062供电，TPS54062将前级输入的高电压信号转换为微处理器PIC16F886应用的5V电压。
[0032]由02、町1、1?18、06组成的信号接收解调电路单元把外部信号线上的控制信号接收并解调到微处理器PIC16F886的18脚，由内部程序运算处理该端口的数据信息，然后由其自身的17脚输出程序运算后的结果信息到由讥、1?19、02、1?23、1?20组成的信号调制电路单元发送(也是通过M-A和M-B两条线输送出去)至外部信号线上完成主板系统的状态检测和识别信息功能。
[0033]当外部信号发来开阀指令后由微处理器PIC16F886内部程序运算后在其2脚输出一开关信号至由則、05、03、04、(:10、04、11组成的开关控制单元电路控制电磁阀线圈的通/断电工作。
[0034]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1.一种两总线电磁阀控制系统，其特征是，外部交流控制信号经过两条电线传送至接口的一端，接口的另一端与整流电路连接，整流电路的输出端依次串接信号接收解调电路单元和信号调制电路单元，同时整流电路的输出串联二极管D3后连接电源转换单元，外部交流控制信号经过整流和降压后为单片机供电，外部交流控制信号经过整流后为电源转换单元供电； 信号接收解调电路单元的输出接入单片机的数据接收引脚，单片机的数据输出引脚连接信号调制电路单元的输入端，信号调制电路单元将处理后的数据输出到外部信号线上；单片机的输出端与电磁阀线圈驱动单元连接。2.如权利要求1所述一种两总线电磁阀控制系统，其特征是，所述整流电路为全桥整流电路。3.如权利要求1所述一种两总线电磁阀控制系统，其特征是，所述信号接收解调电路单元包括:整流电路的一个输出端接二极管D2的负极，二极管D2的正极和整流电路的另一个输出端之间串联电阻Rll和R18，电阻Rll和R18的公共端接所述单片机的数据接收引脚，同时该公共端还连接二极管D6的正极，二极管D6的负极接电源。4.如权利要求1所述一种两总线电磁阀控制系统，其特征是，所述信号调制电路单元包括:整流电路的一个输出端接三极管QI的集电极，三极管Ql的发射极串接电阻后接整流电路的另一个输出端，三极管Ql的基极接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接电源，三极管Q2的发射极和基极之间串接电阻R23，三极管Q2的基极连接电阻后接所述单片机的数据输出引脚。5.如权利要求1所述一种两总线电磁阀控制系统，其特征是，所述电源转换单元采用降压转换芯片TPS54062，输出5V电压为单片机供电。6.如权利要求5所述一种两总线电磁阀控制系统，其特征是，所述降压转换芯片的2引脚接所述二极管D3的负极，2引脚与地之间并联两条支路，一条支路上串联电容，另一条支路上串联两个电阻，两个电阻的公共端接降压转换芯片的3引脚，降压转换芯片的3引脚4引脚与地之间串联有电阻，I引脚和8引脚之间连接电容，8引脚连接电感后接电源VCC，电源VCC与地之间并联两条支路，一条支路上串联电容，另一条支路上串联电阻R14、Rl 5和R22，R15和R22的公共端还与降压转换芯片的5引脚连接，降压转换芯片的6引脚与地之间并联两条支路，一条支路上连接电容，另一条支路上串联电阻和电容。7.如权利要求1所述一种两总线电磁阀控制系统，其特征是，所述电磁阀线圈驱动单元包括:所述单片机的输出端与场效应管Q4的源极之间串联电阻，同时场效应管Q4的源极接地，场效应管Q4的栅极连接二极管D5的负极，同时连接三极管Q3的发射极，二极管D5的正极接所述单片机的输出端，三极管Q3的基极接所述单片机的输出端，集电极接地，场效应管Q4的漏极与电源VIN之间并联有电阻和二极管D4，二极管D4的两端连接电磁阀的线圈。8.如权利要求1所述一种两总线电磁阀控制系统，其特征是，所述单片机采用微处理器PIC16F886。9.一种两总线电磁阀控制方法，其特征是，包括，外部交流控制信号经过两条电线将信号送给整流电路，整流电路的输出经过二极管后为电源转换单元供电，外部交流控制信号经过整流和降压后为单片机供电，同时整流电路的输出还串接有信号接收解调电路单元和信号调制电路单元； 信号接收解调电路单元把外部信号线上的控制信号接收并解调到单片机的数据接收引脚，单片机运算处理数据接收引脚的数据信息，然后由数据输出引脚将运算后的信息经过信号调制电路单元发送至外部信号线上完成系统的状态检测和识别信息功能； 当外部信号发来开阀或关阀指令后由单片机运算后在其输出端输出一开关信号至电磁阀线圈驱动单元以控制电磁阀线圈的通或断电工作。
【文档编号】G05B19/042GK105929739SQ201610345495
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】刘黎利, 娄胜利, 袁鹏, 陈凡芝
【申请人】大成（济南）路桥科技有限公司