基于触摸屏及单片机的消防水泵组巡检控制仪的制作方法
【专利摘要】基于触摸屏及单片机的消防水泵组巡检控制仪。属消防水泵的控制设备。包括：基于单片机MCU的控制板，连接于单片机输入信号接线端子板，受控于单片机的继电器组，输出信号接线端子板，异步通讯串行接口接线端子，电源接口接线端子，其特征是还包括：将外部控制信号直接发送至单片机的可编程触摸屏；控制板上输入信号接线端子板与单片机MCU之间设串接有光耦隔离模块；控制板上单片机MCU与继电器组之间串接有继电器驱动和隔离电路模块；在控制板上独立设有连接于单片机MCU的实时时钟电路模块。经试用：与现有技术相比革除了实体按钮，因此系统精简，体积缩小，元器件减少；设计合理，维护简便，有效提高了控制系统的可靠性。
【专利说明】基于触摸屏及单片机的消防水泵组巡检控制仪
[0001]【技术领域】:本实用新型属于消防水泵的控制设备，特别是一种基于触摸屏及单片机的消防水泵组巡检控制仪。
[0002]【背景技术】:现有技术文献1、CN102252053.A公开了一种基于单片机的消防水泵组小型巡检控制仪。其特征是包括:“设在小型机箱内的基于单片机MCU的控制板，设在小型机箱面板上的、连接于控制板MCU中显示驱动电路的显示屏和发光二极管信号灯组以及经控制板上光电耦合器和MCU中开关量整形电路的显示屏按钮组，连接于控制板上MCU中模拟信号处理电路和开关量整形电路的输入信号接线端子板，设在小型机箱内的、连接于控制板上MCU中继电器驱动电路的继电器组，经继电器组驱动消防控制柜水泵组交流接触器的输出信号接线端子板，连接于控制板上MCU中RS485通信驱动电路的异步通讯串行接口接线端子，连接于控制板MCU中电源电路的电源接口接线端子”。
[0003]现有技术文献2、ZL201320043677.4公开了一种智能数字消防巡检自动控制器。其特征是包括:“微控制单片机、光耦、驱动继电器、RS485通信芯片、LM358芯片、稳压管、自动/手动旋钮开关、控制器壳体。由微电脑控制、有自动和手动巡检功能、其自动巡检周期能按需要设定、消防泵可逐台启动运行、巡检中发现故障能有声、光报警、具有故障记忆功能、在巡检中遇消防信号自动退出巡检、进入消防运行状态”。
[0004]现有技术文献3、ZL200720149401.9公开了一种智能消防巡检装置。其特征是包括:“可设定巡检周期和巡检时间的单片机测控部分，所述单片机测控部分包括在线测绝缘部分和控制部分，其中控制部分包括单片机，在线测绝缘部分包括直流电源和至少一个电阻，所述智能消防巡检装置还包括低频电源以及与所述单片机相连的液晶显示屏”。
[0005]现有技术文献1、2、3所述的消防水泵组小型巡检控制仪或智能消防巡检装置在实际使用中存在如下不足:
[0006]1.操作使用按钮或者旋钮控制，造成系统体积大且结构复杂，附设设备繁冗。
[0007]2.均采用普通的显示屏，尺寸小，分辨率低，因此显示能力有限，无法完全显示各台水泵的运行状态、巡检记录信息、历史故障信息；更不具备配合于单片机的编程控制功能和人机界面处理系统。
[0008]触摸屏，又称触控屏Touch panel。是可接收触头或手指等输入讯号的感应式液晶显示装置，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，因此，可用以取代机械式的按钮面板。可编程触摸屏，ProgrammableSmart IXD，常用英文字母的缩写PS-1XD表示。是一种包含IXD显示屏、IXD控制器、触摸屏、人机界面处理系统和通讯接口于一体的智能显示模组。PS-1XD搭载了专用图形操作系统Gon，通过PC上的可视化组态编辑软件即可轻松设计和生成系统所需图形界面。因此具有集输入、显示为一体，简单、方便、自然、易操作；且坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等优点，它赋予了设备以崭新的面貌，是一种新型的人机交互方式。利用这种技术，用户只要用手指轻轻地触碰计算机显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作，从而使人机交互更为直截了当，这种技术大大方便了那些不懂电脑操作的使用者。
[0009]单片微型计算机简称单片机,是典型的嵌入式微控制器Microcontroller Unit,常用英文字母的缩写MCU表示。单片机又称单片微控制器，是一种集成电路芯片，采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O 口和中断系统、定时器/计时器和包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。单片机具有体积小、控制功能强、功耗低、环境适应能力强、扩展灵活和使用方便等优点，用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统、通信系统、信号检测系统、无线感知系统、测控系统、机器人等应用控制系统。
[0010]研究并设计一种系统精简，体积缩小，元器件减少，维护简便，有效提高了控制系统可靠性的基于触摸屏及单片机的消防水泵组巡检控制仪是必要的。
[0011]实用新型内容:本实用新型的目的是克服现有技术的不足，研究并设计一种系统精简，体积缩小，元器件减少，维护简便，有效提高了控制系统可靠性的基于触摸屏及单片机的消防水泵组巡检控制仪。
[0012]本实用新型的目的是这样实现的:
[0013]一种基于触摸屏及单片机的消防水泵组巡检控制仪，包括:设在小型机箱内的基于单片机MCU的控制板，连接于单片机MCU的输入信号接线端子板，受控于控制板上单片机MCU的继电器组，经继电器组驱动消防控制柜水泵组交流接触器的输出信号接线端子板，连接于控制板上单片机MCU中RS485通信驱动电路的异步通讯串行接口接线端子，连接于控制板上单片机MCU中电源电路的电源接口接线端子，其特征是还包括:位于小型机箱面板上的、将外部控制信号直接发送至单片机MCU的可编程触摸屏PS-LCD，所述可编程触摸屏连接于电源接口接线端子；控制板上输入信号接线端子板与单片机MCU之间设串接有光耦隔离模块；控制板上单片机MCU与继电器组之间串接有继电器驱动和隔离电路模块；在控制板上独立设有连接于单片机MCU的实时时钟电路模块。
[0014]所述控制板上设有的单片机MCU选用STC12C5A60S2单片机/或功能相同的其他型号单片机。
[0015]所述可编程触摸屏PS-LCD选用型号GLM-70W-C的可编程触摸屏/或功能相同的其他型号可编程触摸屏。
[0016]所述可编程触摸屏PS-1XD上控件对象包括有:操作PS-1XD中所有的软件图形元素，如确认软件图形、文本框软件图形、进度条软件图形、及至少包括自动状态信号灯，巡检状态信号灯，消防状态信号灯，水泵故障信号灯，水位过低报警灯在内的信号灯组等软件图形；及硬件单元，如串口、背光、蜂鸣器；每个控件对象都有对应的识别号ID、属性和操作方法。
[0017]如图1中所示，所述输入信号接线端子板至少包括有:消防外控信号的接线端子，水池水位信号接线端子，水泵故障信号接线端子，管路压力的模拟量信号接线端子，水泵运行反馈信号接线端子。如图3中所示，所述消防控制信号是来自于消防控制中心和消火栓的消防启动信号；水泵组运行信号是相应消防泵在巡检时的运行信号，来自消防控制柜的交流接触器；水池水位信号是来自消防水池的水位信号；管路压力信号是取自消防管道4-20毫安的压力模拟量信号；水泵故障信号是取自消防水泵运行时的过载、过流、短路电流号。
[0018]如图1中所示，所述输出信号接线端子板至少设有:水泵组启动接线端子组，打开、关闭电动阀用继电器接线端子，报警信号接线端子，反馈到消防控制中心的巡检水泵运行信号接线端子。如图3中所示，所述巡检仪的输出信号接线端子是巡检仪和消防控制柜之间连接的接线端子；巡检仪通过内部继电器的无源接点接通消防控制柜相应消防泵和电动阀的接触器线圈，利用消防控制柜的电器元件使消防水泵运行，达到巡检的目的。如图1中所示，所述的巡检仪是通过输出信号接线端子将巡检水泵运行信号反馈到消防控制中心；所述巡检仪的RS485接口通过电缆和消防控制中心的监控系统进行通讯。
[0019]本实用新型实施得到的基于触摸屏及单片机的消防水泵组巡检控制仪的使用方法是:
[0020]外部开关量信号经过输入端子-光耦隔离模块，被单片机MCU接收，成为单片机MCU内部程序的控制或判断条件；外部控制信号通过触摸屏发送至单片机MCU，成为单片机MCU内部程序的控制或判断条件。单片机MCU不断循环检测输入信号，内部程序执行，并实时输出控制信号经过继电器驱动和隔离电路，控制继电器的开闭，继电器的开闭状态再通过输出端子传输至外部，控制电动阀，交流接触器，指示灯等按巡检要求执行如下过程:
[0021]手动运行方式:通过可编程触摸屏进行设置手动巡检的方式，设定需要巡检的消防水泵的运行时间——按确认软件图形——相应消防管路的电动阀自动关闭——消防水泵运行——消防管路的水压经泄压回路释放——运行时间达到设定的时间后自动停止运行——消防管路的电动阀自动开启，完成单台水泵的巡检周期；若需要，依次进行下一台水泵的手动巡检；上述过程实时显示于可编程触摸屏上。
[0022]自动运行方式:通过可编程触摸屏进行设置自动巡检的方式，设定巡检消防泵的顺序、巡检周期、巡检运行时间、巡检间隔时间；按确认软件图形，消防泵就按照设定的参数进入巡检状态:消防管路的电动阀自动关闭——消防泵按照设定的顺序、运行时间、间隔时间进行逐台巡检——消防管路产生的水压经泄压回路释放；当一个巡检周期完成后，消防泵停止运行，管路电动阀经延时后开启，等待下一周期再重复巡检。
[0023]在巡检的过程中，可编程触摸屏显示巡检水泵的序号、工作状态、运行时间、水池水位、电动阀开闭状态、故障报警等相关参数。
[0024]在巡检过程中，若输入回路接收到消防中心或消火栓的消防外控制信号后，经过输入端子一光耦隔离模块，被单片机MCU接收，成为单片机MCU内部程序的控制或判断条件；立即发出停止巡检控制信号，控制继电器的断开，巡检过程立即停止，与此同时，迅速开启消防管路进入消防状态。
[0025]同理，巡检控制仪在手动或自动巡检时，水泵的交流接触器接点将运行信号反馈如图1中所示反馈到巡检仪的输入端，由单片机MCU内部RS485通信驱动电路处理后经异步通讯串行接口接线端子，将实时信号传送到消防控制中心。同理，当消防水泵发生过载或电路故障时，巡检控制仪停止巡检，同时发出并显示报警信号，巡检仪自动退出巡检，消防泵控制柜恢复到原有状态，保证消防水泵的正常启动运行。
[0026]巡检控制仪在自动巡检的过程中，信号灯组的自动状态信号灯、巡检状态信号灯、消防状态信号灯、水泵故障信号灯、水位过低报警灯等软件图形根据系统的运行分别在可编程触摸屏上显示其实时的工作状态。
[0027]本实用新型实施得到的基于触摸屏及单片机的消防水泵组巡检控制仪，经试用，与现有技术相比显示了如下有益效果:[0028]1、革除了控制按钮或者旋钮，因此系统精简，体积缩小，元器件减少。与现有技术文献1、2、3所述的同类巡检控制设备操作使用中均必须通过实体按钮或者旋钮相比，本实用新型实施得到的基于触摸屏及单片机的消防水泵组巡检控制仪，革除了控制按钮或者旋钮，通过触摸屏设置控制信号传递给单片机，同时输入信号接线端子板反馈的外部信号也传递给单片机，经过单片机内部固化程序的处理，控制相应的继电器动作，从而驱动经输出信号端子板连接的设备执行元件运行，实现消防水泵组巡检控制过程，因此系统精简，体积缩小，元器件减少。
[0029]2、设计合理，维护简便，有效提高了控制系统的可靠性。本实用新型基于可编程触摸屏及单片机，设计合理，不但采用了集输入、显示为一体，具有简单、方便、自然、易操作等的可编程触摸屏替代只能起显示作用的显示屏，并且采用了模块化的设计理念，不但可编程触摸屏，单片机，继电器组，输入或输出信号接线端子板，通讯接线端子板单独设置于小型机箱内的控制板上以便于维护更换，而且与现有技术文献1、2、3所述的同类巡检控制设备相比，还在控制板上单独设置了光耦隔离模块、继电器驱动和隔离电路模块、实时时钟电路模块，这一方面，可将来自及输入信号接线端子板的，或由输出信号接线端子板的有损于单片机的外部强电流，隔离于单片机之外，从而有效地保护了单片机的正常稳定工作；另一方面，即使光耦隔离模块、继电器驱动和隔离电路模块、实时时钟电路模块受到损坏，也都可以方便地插拔进行维修或更换。与元器件多、控制过程过于复杂的现有技术文献1、2、3所述的同类巡检控制设备使用时相比，显得设计合理，维护简便，这就必然有效提高了控制系统的可靠性。
[0030]【专利附图】
【附图说明】:图1为符合本实用新型主题的结构示意框图；图2为本实用新型的面板示意图；图3为本实用新型的接线端子示意图；
[0031]【具体实施方式】:下面结合具体图示进一步说明本实用新型:
[0032]如图1、2、3所示，一种基于触摸屏及单片机的消防水泵组巡检控制仪，包括:设在小型机箱内的基于单片机单片机MCUl的控制板，连接于单片机MCU的输入信号接线端子板5，受控于控制板上单片机MCU的继电器组6，经继电器组驱动消防控制柜水泵组交流接触器的输出信号接线端子板7，连接于控制板上单片机MCU中RS485通信驱动电路的异步通讯串行接口接线端子8，连接于控制板上单片机MCU中电源电路的电源接口接线端子9，其特征是还包括:位于小型机箱面板上的、将外部控制信号直接发送至单片机MCU的可编程触摸屏PS-LCD2，所述可编程触摸屏连接于电源接口接线端子；控制板上输入信号接线端子板与单片机MCU之间设串接有光耦隔离模块3 ;控制板上单片机MCU与继电器组之间串接有继电器驱动和隔离电路模块4 ;在控制板上独立设有连接于单片机MCU的实时时钟电路模块10。
[0033]如图1所示，所述控制板上设有的单片机MCUl选用STM32F103单片机/或功能相同的其他型号单片机。
[0034]如图1、2所示，所述可编程触摸屏PS-1XD2选用型号GLM_70W_C的可编程触摸屏/或功能相同的其他型号可编程触摸屏。所述可编程触摸屏PS-LCD2上控件对象包括有:操作PS-LCD中所有的软件图形元素，如确认软件图形、文本框软件图形、进度条软件图形、及至少包括自动状态信号灯，巡检状态信号灯，消防状态信号灯，水泵故障信号灯，水位过低报警灯在内的信号灯组等软件图形；及硬件单元，如串口、背光、蜂鸣器；每个控件对象都有对应的识别号ID、属性和操作方法。
[0035]如图3所示，所述输入信号接线端子板5至少设有:外部消防控制信号的接线端子51，由外部消防控制信号启动水泵的接线端子52，水泵组巡检运行信号接线端子组53，电动阀打开、关闭信号接线端子55、56，水泵故障的数字信号接线端子57，管路压力的模拟量信号接线端子58，消防用水池水位信号接线端子59。
[0036]如图3所示，所述输出信号接线端子板7至少设有:水泵组启动接线端子组71，打开、关闭电动阀用继电器接线端子72、73，报警信号接线端子74，反馈到消防控制中心的巡检水泵运行信号接线端子75。
[0037]如图3所示，所述连接于控制板上单片机MCU中RS485通信驱动电路的异步通讯串行接口接线端子8 —对外接接口，连接于控制板上单片机MCU中电源电路的电源接口接线端子9 一对外接接口。
【权利要求】
1.一种基于触摸屏及单片机的消防水泵组巡检控制仪，包括:设在小型机箱内的基于单片机MCU(I)的控制板，连接于单片机MCU的输入信号接线端子板(5)，受控于控制板上单片机MCU的继电器组(6)，经继电器组驱动消防控制柜水泵组交流接触器的输出信号接线端子板(7)，连接于控制板上单片机MCU中RS485通信驱动电路的异步通讯串行接口接线端子(8)，连接于控制板上单片机MCU中电源电路的电源接口接线端子(9)，其特征是还包括:位于小型机箱面板上的、将外部控制信号直接发送至单片机MCU的可编程触摸屏PS-LCD (2)，所述可编程触摸屏连接于电源接口接线端子；控制板上输入信号接线端子板与单片机MCU之间设串接有光耦隔离模块(3);控制板上单片机MCU与继电器组之间串接有继电器驱动和隔离电路模块(4);在控制板上独立设有连接于单片机MCU的实时时钟电路模块(10)。
2.根据权利要求1所述的基于触摸屏及单片机的消防水泵组巡检控制仪，其特征是所述控制板上设有的单片机MCU(I)选用型号STC12C5A60S2的单片机/或功能相同的其他型号单片机。
3.根据权利要求1所述的基于触摸屏及单片机的消防水泵组巡检控制仪，其特征是所述可编程触摸屏PS-LCD (2)选用型号GLM-70W-C的可编程智能触摸屏/或功能相同的其他型号可编程触摸屏。
【文档编号】A62C37/50GK203577215SQ201320727851
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年11月14日 优先权日:2013年11月14日
【发明者】顾佳, 巫秋硕, 叶云飞, 沈毅, 叶小光, 沈锦桃 申请人:镇江中福马机械有限公司, 镇江市欧菱电气自动化系统设备有限公司