一种远程无线控制系统的现场控制装置的制作方法

本实用新型涉及远程监控控制系统技术领域，尤其涉及一种远程无线控制系统的现场控制装置。

背景技术：

传统继电器控制系统想要进行一个控制行为，需要用导线将控制开关、控制按钮、传感器等与若干中间继电器、时间继电器、计数继电器等指令输入设备连接，组成的具有一定逻辑的控制电路相连接，然后通过输出设备去控制被控对象关闭或运行，在这种控制系统中，控制要求的传递必须通过控制电路的硬接线来完成。

但是，有线连接会受到距离、环境等因素的限制，只能在小范围内实施，已愈来愈不能满足现代社会的控制要求，因此需要能够进行无线连接的继电器控制系统，对继电器控制系统进行拓展。

近年来，也有不少企业在继电器控制系统方面使用了蓝牙mesh组网的方式，以无线连接的方式代替有线连接的方式避免了系统中布线的困难，但是这种方法虽然也只是解决了布线的困难，还是不能实现远距离控制。

例如，在垃圾填埋场除臭系统中，需要被控制的有风炮、喷淋管、气体浓度传感器等装置，由于垃圾填埋场存在大量恶臭气体，恶臭气体会对人体呼吸、消化、心血管、内分泌系统都会造成不同程度的毒害，将除臭系统的控制室设置在垃圾填埋场周边明显是不合理的，并且对于范围较大的垃圾填埋场，短距离的无线控制只用一个控制室也满足不了要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题，提供一种能够应用在继电器控制系统，并满足远距离监控现场设备的具有无线通信的远程无线控制系统的现场控制装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种远程无线控制系统的现场控制装置，包括中央处理器模块、电源模块、交流接触模块和远程通信模块，

所述电源模块用于将交流输入电源整流、降压、稳压、滤波为稳定的直流电压，提供整个电路使用，

所述中央处理器模块用于实现整个电路的控制逻辑，

所述交流接触模块连接中央处理器模块，用于连接外部的负载设备，通过接收中央处理器的指令控制外部的负载设备的动作，

所述远程通信模块连接中央处理器模块，用于与该现场控制装置匹配的中央控制装置进行远程通信。

进一步的，还包括漏电检测模块，所述漏电检测模块连接在中央处理器模块和交流接触模块之间，用于检测负载的输入电路是否漏电，漏电后断开交流接触模块。

进一步的，还包括计量模块，所述计量模块连接中央处理器，用于采集负载的输入电路的电气信息。

进一步的，还包括电能脉冲输出模块，所述电能脉冲输出模块连接计量模块，用于将计量模块采集的电气信息输出到外接的数显表上。

进一步的，所述远程通信模块包括串行通信模块和无线局域网模块，所述串行通信模块和无线局域网模块中的其中一个作为主要通信模块，根据接收数据的速度进行选择，选择接收数据的速度较快的模块作为主要通信模块。

进一步的，所述串行通信模块采用rs-485通信。

进一步的，所述无线局域网模块采用lora通信。

进一步的，还包括传感器检测电路模块，所述连接中央处理器模块，用于连接外部传感器，将传感器读取的信息发送至中央处理器模块进行处理。

进一步的，还包括遥信输入模块，所述遥信输入模块连接中央处理器模块，用于连接外部数据输入装置，并接收外部数据信号，将该数据发送至中央处理器模块进行处理。

进一步的，所述中央处理器模块采用stm32f401rc芯片。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型在满足传统继电器控制系统的基础上提出了一种远程无线控制系统的现场控制装置，该现场控制装置能够与现场控制装置匹配的中央控制装置进行远程通信，解决了控制要求的传递通过控制电路的硬接线或只能短距离的无线通信来完成的限制。并且增设了双路通信的方式，根据响应速度的优先选择具体的通信方式进行远距离通信，利用了双路通信各自的优点和规避了各自的缺点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型现场控制装置的总体架构图；

图2是本实用新型一种实施例的电源模块的电路图；

图3是本实用新型一种实施例的中央处理器模块的电路图；

图4是本实用新型一种实施例的交流接触模块的电路图；

图5是本实用新型一种实施例的远程通信模块的电路图；

图6是本实用新型现场控制装置的总体拓展架构图；

图7是本实用新型一种实施例的漏电检测模块的电路图；

图8是本实用新型一种实施例的计量模块的电路图；

图9是本实用新型一种实施例的电能脉冲输出模块的电路图；

图10是本实用新型一种实施例的传感器检测电路模块的电路图；

图11是本实用新型一种实施例的遥信输入模块的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

下面通过具体实施方式对本实用新型的总体架构、电路设计方案以及程序工作流程给出进一步的说明。

如图1所示，该远程无线控制系统包括发送端和接收端，即中央控制装置和现场控制装置，本发明为现场控制装置的技术方案，该现场控制装置包括中央处理器模块、电源模块、交流接触模块和远程通信模块，其中由电源模块将220v或380v的交流输入电源整流、降压、稳压、滤波为稳定的直流电压，提供整个电路使用，中央处理器模块实现整个电路的控制逻辑，远程通信模块与该现场控制装置匹配的中央控制装置进行远程通信，接收中央控制装置发送的命令以及反馈信息给中央控制装置，交流接触模块连接负载设备，接收中央处理器的指令控制负载设备的动作。

如图6所示，该现场控制装置可以增设漏电检测模块、计量模块、电能脉冲输出模块、传感器检测电路模块、遥信输入模块等进行拓展，其中由漏电检测模块检测负载的输入电路是否漏电，漏电后断开交流接触模块，计量模块采集负载的输入电路的电气信息，电能脉冲输出模块将计量模块采集的电气信息输出到外接的数显表上，传感器检测电路模块将传感器读取的信息发送至中央处理器模块进行处理，遥信输入模块接收外部数据信号发送至中央处理器模块进行处理。

此外，还可以增设储存器模块、计时器模块、继电器模块进行拓展，其中由储存器模块为中央处理器中的程序运行提供储存空间，计时器模块提供定时功能限定中央处理器的响应和中断的时间信息，继电器模块接收中央处理器的指令控制外接的报警器和指示灯等运行。

下面以实施例的方式介绍各个模块。

如图2所示，图2为一种实施例的电源模块的电路，该电源模块选择了可以输入5v、12v两路不同直流电压的ac-dc电源芯片pt15-wd05p12u用于交流输入电源的整流、降压，交流输入电源经过ac-dc电源芯片pt15-wd05p12u获得5v、12v两路不同直流电压，5v电压经过p6smb30catvs-2稳压管稳压、电容c68和c66滤波后输出较为稳定的5v电压，12v电压经过p6smb30catvs-7稳压管稳压、电容c69和c67滤波后输出较为稳定的12v电压。12v电压继续通过dc-dc同步整流减压芯片mp1482获得高精度的5v电压，再dc-dc同步整流减压芯片通过lr1118-33aa3-ar获得高精度的3.3v电压。电源模块得到的5v、12v、3.3v直流电压为整个现场控制装置所有的电气元器件提供供电。

如图3所示，图3为一种实施例的中央处理器模块的电路，该中央处理器模块选择了arm处理器芯片stm32f401rc作为该中央控制装置的核心处理器，通过j4接口连接pc端向stm32f401rc芯片写入控制程序，为现场控制装置提供并实现控制逻辑。

如图4所示，图4为一种实施例的交流接触模块的电路，该交流接触模块接收中央处理器提供信号控制负载的通断，控制负载启动时，relayswitch端提供一个低电平的信号，三极管q8不导通，继电器k1闭合，使得与继电器k1接触的负载的交流接触器吸合，从而负载启动。控制负载关闭时同理。

如图5所示，图5为一种实施例的远程通信模块的电路，其包括串行通信模块和无线局域网模块了，中央处理器中其中重要的控制逻辑，串行通信模块和无线局域网模块中的其中一个作为主要通信模块，中央控制装置同时发送串行通信信号和无线局域网信号，现场控制装置接收数据的速度进行选择，选择接收数据的速度较快的模块作为主要通信模块。

其中串行通信模块采用rs-485通信，通过双通道数字隔离器adum1201进行信号的隔离传输，以减少外部干扰，最终经过数据收发电路芯片adm487转换为485信号，通过jp8接口连接的外部485无线接收器，与中央控制装置进行远程通信。

无线局域网模块采用lora通信，中央控制装置设置有网关信息通过gprs找到现场控制装置进行匹配，现场控制装置中央处理器通过j10接口连接外接lora通信通信模块，与中央控制装置进行远程通信。

如图7所示，图7为一种实施例的漏电检测模块的电路，该漏电检测模块通过m54123芯片进行漏电检测以及保护，m54123芯片通过检测流经m54123-vr端与m54123-in端之间的电流大小来判断是否存在漏电。其中m54123-vr端与m54123-in端通过jp2接口连接外部检测负载的输入电路的电流互感器，如果出现漏电情况m54123芯片的os引脚电平会被拉高，三极管q9导通，交流接触模块的leakinput端电平被拉高，三极管q6导通，三极管q8导通，继电器k1将一直处于断开状态，使得与继电器k1接触的负载的交流接触器断开，从而负载关闭，从而保护外部负载。

如图8所示，图8为一种实施例的计量模块的电路，该计量模块采用计量芯片rn8302作为核心，通过jp2接口连接外部检测负载的输入电路的电流互感器，获得输入电流的信息。通过连接电压互感器,再通过电压互感器负载的输入电路，获得输入电压的信息。得到输入电流和输入电压的信息后，由计量芯片rn8302计算得到负载的输入电路的其它电气信息，这些电气信息可以反馈的中央控制装置中。

如图9所示，图9为一种实施例的电能脉冲输出模块的电路，该电能脉冲输出模块由光电隔离器el817-b两端分别连接外接的接口jp1和计量模块，接口jp1连接到外接的数显表，将计量模块采集的电气信息输出到外接的数显表上，光电隔离器el817-b使外接的数显表内部的脉冲电路和外界干扰隔离。

如图10所示，图10为一种实施例的传感器检测电路模块的电路，该传感器检测电路模块为4-20ma输入检测电路，输入端连接j3接口，通过j3接口连接外部传感器，外部传感器采集的信息转换为电流信号发送到中央处理器模块进行处理，可以根据外部传感器的信息控制负载的动作。

如图11所示，图11为一种实施例的遥信输入模块的电路，该遥信输入模块连接外部数据输入装置，接收外部数据信号，将该数据发送至中央处理器模块进行处理，可以根据本地的外部数据输入装置的信息控制负载的动作。

上述接口，j4、jp8、j10、jp2、jp1、j3为排线接口，设置在该现场控制装置的外壳上，提供与外部设备的连接导线连接的连接点。

本实用新型的上述实施例并不是对本实用新型保护范围的限定，本实用新型的实施方式不限于此，凡此种种根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，对本实用新型上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本实用新型的保护范围之内。