一种具有三相电源智能相序检测与判断功能的温控器的制造方法

一种具有三相电源智能相序检测与判断功能的温控器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有三相电源智能相序检测与判断功能的温控器，应用于数控机床附件之油冷机设备中，包括电源模块、CPU控制模块、输出驱动与控制模块、温度传感器模块、I/O输入模块、显示器模块、异常告警指示模块、按键模块和相位序列采集模块。该温控器结合机床油冷机的制冷技术，操作简单、控温简单、抗干扰能力强，具有记忆故障前运行模式功能，是适用于各种制冷设备的智能化控制系统，本产品针对机床压缩机制冷添加了三相鉴相功能，克服马达设备在使用三相交流电过程中电机由于正相、反相、缺相造成马达反转的物理硬损耗问题，根据外部环境的影响，由内外两个探头的温差来实现温度的合理调节。
【专利说明】—种具有三相电源智能相序检测与判断功能的温控器

【技术领域】
[0001]本发明涉及电气自动化控制仪器的【技术领域】，特别涉及一种具有三相电源智能相序检测与判断功能的温控器。

【背景技术】
[0002]在日常生活和工农业生产中经常会需要对温度进行检测和控制，现有技术中温度控制器通过将受控对象的温度转化为电压、电阻、电流等信息实现对一定范围内的温度进行控制调节，配合微处理器后还能按用户要求设定各种时间段的开关和各种预设好的模式下自动运行调节温度，适用于冷库、中央空调、单户取暖、地暖及各种燃油、燃气锅炉以及数控机床附件之油冷机等设备的使用。
[0003]温度控制器的种类繁多，目前工业上最为常用的温度控制器主要有凝露温度控制器和智能双温度控制器等。凝露温度控制器中一路凝露，一路温度实数显精密控制。按键设定控制值，自动控制相应负载来调节环境的温度和湿度。智能双温度控制器中二路温度实行数显精密控制，按键设定控制值，自动控制相应负载来调节环境的温度和湿度。
[0004]以上这些温控器都是只能单方面对温度进行控制，这类温控器在家庭环境中对温度没有特殊要求的情况下问题不大，但是使用在一些对温度精度要求较高的环境时，比如工业上数控机床对机床主轴温度监测控制时，温差过大时产生水珠甚至于造成被冷却对象起锈，现有的温控器因缺乏报警提示组件，就需要采用人工的方式一直监控温度情况，十分不便，监控人员长时间监控工作也容易因疏忽大意造成损失。
[0005]同时以上这些温控器也往往不能兼顾压缩机马达和油泵马达在使用三相交流电过程中电机由于正相、反相、缺相的给马达造成的物理硬损耗的问题，不具备三相交流电源鉴相功能。


【发明内容】

[0006]本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种具有三相电源智能相序检测与判断功能的温控器。
[0007]本发明的目的通过下述技术方案实现:
[0008]一种具有三相电源智能相序检测与判断功能的温控器，应用于数控机床中，包括电源模块、CPU控制模块、输出驱动与控制模块、温度传感器模块，
[0009]其中，电源模块，与CPU控制模块连接，用于为CPU模块提供工作电压；
[0010]温度传感器模块，与CPU控制模块连接，用于获取环境温度，并将获取的温度数据传递给CPU控制模块；
[0011]CPU控制模块，用于分析和处理温度传感器的反馈信息，并将输出的控制信号发送给输出驱动与控制模块；
[0012]输出驱动与控制模块，与CPU控制模块连接，用于驱动放大CPU控制模块的控制指令，并将控制指令输出到油冷机设备以控制油泵机和压缩机工作；
[0013]该温控器还包括相位序列采集模块，该模块通过使用耐高压的光耦隔离电路，将给外部机床设备供电的三相交流电采集后转换为鉴相所需的低压直流两相相序信号，然后传输到CPU控制模块用于鉴别三相交流电的相位。
[0014]优选的，所述的电源模块可由三相交流电源提供，经变压器变换后得到9-12V交流电，经整流、滤波电路和直流降压后提供5V工作电压给CPU控制模块中单片机，也可连接外部12V直流电源，经整流、滤波电路和直流降压后提供5V直流工作电压给CPU控制模块中单片机。
[0015]优选的，所述的三相交流电被耐高压的光耦隔离电路采集前经过串联电阻和二极管再连接到光耦隔离器件，其中串联电阻的电阻值可以调整，以适应外部三相交流电的电压变化，其中可适应的三相交流电的变化范围达到200?415V，50?60Hz。
[0016]优选的，所述的温度传感器模块包括两个温度传感器探头，分别用于获取外部环境温度和冷却环境温度，其中温度探测器探头使用型号为DS18B20的温度传感器，和CPU控制模块采用单总线信号传输方式连接，不用外加A/D转换器。
[0017]优选的，所述的CPU控制模块采用STC90C58RD单片机，具有IK字节RAM，具有片内Flash程序存储器，支持IAP在应用可编程和ISP在系统可编程，可实现在线软件升级，无需编程器。
[0018]优选的，该控制器还包括I/O输入模块，与CPU控制模块连接，该模块通过外接外部的冷媒压力检测信号、油泵马达过载检测信号、压缩机过载检测信号、液位检测信号后通过光感耦合电路转换后传输到CPU控制模块。
[0019]优选的，所述的输出驱动与控制模块接收到CPU控制模块的控制指令后，将控制指令信号放大，然后通过控制分别对应压缩机、异警、油泵、风扇四个回路通断的继电器的闭合来保证油泵机和压缩机工作在安全状态。
[0020]优选的，该控制器还包括显示器模块，与CPU控制模块连接，该模块包括两组3位LED数码管，分别用于显示温度传感器模块测到的温度数据或是异常时的特殊符号。
[0021]优选的，该控制器还包括异常告警指示模块，与CPU控制模块连接，该模块根据接收到的CPU控制模块的控制指令，驱动对应电源、制冷、风扇、油泵、鉴相、异常和警告七路发光二极管指示灯工作。
[0022]优选的，该控制器还包括按键模块，与CPU控制模块连接，按键模块包括〈set〉键、〈down〉键、<up> 键。
[0023]本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:
[0024]1、本发明以低成本实用型的51单片机控制系统做中央处理器，在保证温控器功能实现的基础上可以有效控制温控器的成本；温度探测器探头使用DS18B20，采用单总线技术，而且不用外加A/D转换器；寄生电源工作，不用单独搭建电源转换电路，各种I/O接口、驱动、显示与按键电路设计都采用上拉电阻设计，电路输出或输入为低电平变化有效，以上特点都使电路更简单，抗干扰能力更强，更能适应恶劣的环境下工作。同时温控系统采用的是相对温度控制技术，对被控制目标实现动态降温控制，该控制结果可以保证被控制目标相对恒温变化，同时防止被控制目标出现结露凝结而产生次生故障。
[0025]2、三相鉴相电路部分使用耐高压的光耦隔离电路，直接将交流电源的相序信号转换为低压直流电源环境下供鉴相所需的两路相序信号，增强电路抗干扰和绝缘能力，鉴相方法是以采集三相电源相序脉冲电平状态信号为坐标，以一个相序脉冲为基准信号为基础，确定另2个相序与基准相序之间的夹角，产生2个不同相序方向的矢量信号为原则，计算机(单片机)根据这2个不同相序的矢量信号判断“缺相”、“反相”和“正相”序结果，与现有采集三相信号技术鉴别或阻容电路组成继电器电压差切换机械触点电路的基础比较节省了三分之一的信号分析资源，同比更加精确的反应马达侧与电源供应测之间的相序变化，更能保证执行马达正、反的结果，该鉴相设计原理可以有效防止因电机反转而造成的电机马达的物理损坏或次生故障。任何时刻计算机(单片机)侦测到相序异常时，不论是否排出异常故障都必须要再次断电，然后上电才能让温控器正常工作，这样设计的目的是防止高压带电操作，保障操作人员的生命安全。
[0026]3、系统上电自检后必须首先经过对三相鉴相信号判定正常后进入到正常工作状态，否则温控系统不提供任何输出控制；控制终端供电部分通过计算机(单片机)输出控制中间继电器信号，中间继电器切换高电压控制的接触器进行开关断处理，实现对强电电路控制；同时计算机(单片机)时刻监控控制电路马达侧热继电器过载反馈信息，一旦侦测到有异常故障时立即断开计算机(单片机)输出控制中间继电器信号，并在显示窗口提示异常代码信息，异常故障排除后可以在不需要断电的前提继续正常工作和使用。

【专利附图】

【附图说明】
[0027]图1是本发明中具有三相电源智能相序检测功能的温控器的系统组成框图；
[0028]图2是本发明中温控器的电路原理图；
[0029]图3是本发明中温控器配合使用的油冷机配电图；
[0030]图4是本发明中两相信号分析图；
[0031]图5是本发明中温控器配合使用的油冷机操作面板图。

【具体实施方式】
[0032]下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0033]实施例
[0034]一、温控器特点
[0035]本发明根据环境使用要求与实际配电需求，同时也是体现产品自主研发能力，提高现有设备的温度控制精度和对三相油泵马达运行方向控制的准确性，弥补现有数控机床附件之油冷机单元对电源相序判定精度不高的缺陷，弥补现有温度控制模块之绝对温度控制对数控机床主轴单元温差过大时金属表面产生结露凝结现象，甚至于造成被冷却对象起锈，通过本次技术创新的手段研发设计一种集智能三相电源相序检测与判断的相对温度控制型控制器，且设计该控制器是要求具备多通道异常检测报警输入输出控制，用以弥补现有控制手段的不足，加强产品控制精度，使其更高效、更节能、更人性化的得以应用。
[0036]该温控器电路设计简单，成本低，功能强等优点，各项功能控制设计可通过软件进行再次开发，非常灵活且实用；同时也可通过内部参数设置实现功能屏蔽，如在不需要对三相电源进行鉴相时可通过参数进行屏蔽，这样该温度控制器的使用范围将变得更加广，具备二次开发的潜力。
[0037]该温控器具备以下特点:
[0038]1.集三相电源相序检测与判断于一体，采用将三相位转换为两相信号提供给(PU作为判定正相位、反相位和缺相位的依据，CPU根据预先设置的计算公式提供判定结果确认，同时亦可以与其它温控输出功能做联动控制条件，实现智能Al (ArtificialIntelligence)判断相序。
[0039]2.双通道显示的相对温度控制技术，该温度技术控制相对于绝对温度控制对目标的热冷收缩系数影响有绝对优势，特别是金属加工和渔业养殖等领域。特别适用于高制冷温度或加热功率设备相对环境温度产生的高温差值时对参照物的影响。
[0040]3.提供可侦测外围电路电流过载、过压力或超水位异常输入信号，并且将该系列信号与CPU内部程序结合并输出状态指示。
[0041]4.提供多通道的输出控制，控制输出(常开或常闭)触点自由选择，最大触点容量10A。
[0042]5.内部参数高温与低温检测报警警告，时刻监控被控环境温度，提供异常输出报警开关信号。
[0043]6.所有异常警告除了有报警输出开关信号外，还提供可视窗口代码指示，通过该代码查询快速找到故障点，方便维护人员进行维护与维修。
[0044]7.在不改变硬件电路的前提下，亦可通过软件设计编译实现更多领域的温度控制，同时可实现程序在线串行上传至CPU存储ROM内，不再需要由特定的编程器烧制后再插件或贴片生产。
[0045]8.硬件电路采用工业标准设计，信号控制采用上偏置电压下拉控制手段，具有更强的电磁抗干扰能力。
[0046]二、温控器组成
[0047]如图1中具有三相电源智能相序检测与判断功能的温控器系统组成框图所示，本温控器包括电源模块、CPU控制模块、输出驱动与控制模块、温度传感器模块、I/O输入模块、显示器模块、异常告警指示模块、按键模块以及相位序列采集模块。该温控器结合数控机床油冷机的制冷技术，操作简单、控温简单、抗干扰能力强，具有记忆故障前运行模式功能，是适用于各种制冷设备的智能化控制系统。
[0048]其中，CPU控制模块，根据预先设计的算法逻辑关系分析和处理温度传感器的反馈信息，并将输出的控制指令信号发送给输出驱动与控制模块。该CPU控制模块采用STC90C58RD单片机，具有IK字节RAM，具有片内Flash程序存储器，支持IAP在应用可编程和ISP在系统可编程，无需编程器即可实现软件编程与升级。
[0049]其中，电源模块与CPU控制模块连接，用于为CPU模块提供工作电压。该电源模块可由三相交流电源提供，经变压器变换后得到9-12V交流电，经整流、滤波电路和直流降压后提供5V工作电压给CPU控制模块中单片机，也可连接外部12V直流电源，经整流、滤波电路和直流降压后提供5V直流工作电压给CPU控制模块中单片机。
[0050]其中，温度传感器模块，与CPU控制模块连接，用于获取环境温度，并将获取的温度数据传递给CPU控制模块。所述的温度传感器模块包括两个温度传感器探头，分别用于获取外部环境温度和冷却环境温度，其中温度探测器探头使用型号为DS18B20的温度传感器，和CPU控制模块采用单总线信号传输方式连接，不用外加A/D转换器。
[0051]其中，I/O输入模块，与CPU控制模块连接，该模块通过外接的冷媒压力检测信号、油泵马达过载检测信号、压缩机过载检测信号、液位检测信号后通过光感耦合电路转换后传输到CPU控制模块。
[0052]其中，输出驱动与控制模块，与CPU控制模块连接，该模块接收到CPU控制模块的控制指令后，将控制指令信号放大，然后通过控制分别对应压缩机、异警、油泵、风扇四个回路的继电器断开、闭合。
[0053]其中，显示器模块，与CPU控制模块连接，该模块包括两组3位LED数码管，分别用于显示温度传感器模块测到的温度数据或是异常时的特殊符号。
[0054]其中，异常告警指示模块，与CPU控制模块连接，该模块根据接收到的CPU控制模块的控制指令，驱动对应电源、制冷、风扇、油泵、鉴相、异常和警告七路发光二极管指示灯工作。
[0055]其中，按键模块，与CPU控制模块连接，该按键模块包括〈set〉键、〈down〉键、<up>键。
[0056]该温控器还包括相位序列采集模块，该模块通过使用耐高压的光耦隔离电路，将给外部油冷机设备供电的三相交流电采集后转换为鉴相所需的低压直流两相相序信号，然后传输到CPU控制模块用于鉴别三相交流电的相位。
[0057]所述的三相交流电被耐高压的光耦隔离电路采集前经过串联电阻和二极管再连接到光耦隔离器件，其中串联电阻的电阻值可以调整，以适应外部三相交流电的电压变化，其中可适应的三相交流电的变化范围达到200?415V，50?60Hz。
[0058]图3是本发明中温控器配合使用的油冷机配电图，图中左侧四根线由上往下第一根是地线，接下来三根R，S，T，是标准的220V，50Hz (这个根据设备使用环境确定)三相正弦交流电(它的特点是三相的相序相差120)。Tl一I?3，是三个接线端子，连接到图2电路部分的JB4接口，R，S，T对应图上的丝印号。1.5cm2(具体根据油冷机功率要求决定)指的是R，S，T在油冷机箱外用户侧线的截面积；0.75cm2是箱内的(这个根据油冷机配电要求决定)。KMl?3是接触器，通电产生磁场就会吸合；FR限流开关(热继电器)，电流过载时常开变常闭，常闭变常开切换；M是电动马达，在这里表示油泵马达，是三相同步电机，U, V, W是油泵上的接口标号，T1-6通地线，也就是给油泵马达或整个设备接地。压缩机是二相同步电机，其它同理。
[0059]右边的KMl线圈是和左边的KMl接触开关触点是一个组件，右边KMl线圈通电后产生磁场吸合左边KMl接触开关。右边的FRl常闭开关触点也与左边FRl过热元件是一个组件，右边的FRl为常闭开关(平常情况下都是闭合的)，当左边的FRl过热元件受到过载电流的影响后就会使右边的开关变为开。其他同理。KA是中间继电器，受图2电路中的油泵和压缩机继电器的影响，而那4块继电器都是受单片机电平控制的。图3中Tl一4，Tl一5是油泵液位报警信号(与数控机床系统PLC输入接点相连)。如果按照图3中这样连接，通电后，电机就会正常转动，它转的方向我们定为正相，若是R，S，T与U，V，W的连接不是一一对应的，那就有可能造成电机反转损坏电机，而又不一定会反转，得根据电机实际接上的三相相序来判断，所以产生了鉴相的需要。
[0060]如图3中KA2(KA符号表示中间继电器)、KM1(表示强电切换的接触器)和FROl (表示热过载继电器)组成I组电机电源切入电路，当由KA2继电器线圈工作时，KA2常开触点变为常闭，接触器KMl线圈通过FROl常闭开关触点连通KA2闭合触点构成强电电源接通回路。KMl接触器线圈通电工作，常开触点吸合接通负载马达或设备上电工作；当马达或设备过载异常时，热过载继电器FROl发热跳脱常闭触点，KMl线圈断电停机，确保保护被控制马达或设备出现更大范围的损毁或事故，同时还可以利用FROl的常开触点开关触发变为常闭开关，将信号反馈至温控器的1输入模块电路，开关信号送到检测电路作为异常信号检测使用。如油泵马达部分就会将该过载异常信号送到图2中1输入模块电路的TB1-6接口。所有的异常过载都可以通过对应的异常输入点检测，温控系统也会根据反馈回来的信号与各种输出控制相结合起来，达到保护设备，提示异常警示信息和异常开关量信号给其他了解该温控系统正常与否的设备使用。
[0061]三、鉴相原理
[0062]本发明的突出贡献是主要解决了现有鉴相硬件电路复杂，软件编译方法复杂的技术问题，目前我国比较成熟的鉴相技术在于纯硬件逻辑电路的实现，虽然能很好的实现鉴相功能，但精确度低、成本高，维修难；在软件设计部分因为要实时监测电源相序信号变化我们还解决依靠CPU进行软件处理分析的思路能够避免这些问题，但其思路只停留在耗费(PU资源的计时器部分，如果只是单纯的鉴相器还行，但若加上其它功能，要么就需要提高CPU的性能到多核处理，或是对计时器精度要求很高，很难避免产生积累偏差。而本实施例中的鉴相思路只需要通过三相电压中的其中两相信号就能实现鉴别电机正相、反相、缺相的问题。另外，还解决了 6位LED数码管能在周期性鉴相(鉴相周期约20ms，为了在确保电源反相后电机不会因反转导致损坏的最大允许时间为500ms)和温度传感器探头串口中断获取温度(周期约200ms，中途不允许其他中断干扰，否则获取新温度数据失败)的情况下不闪烁的问题。
[0063]两相鉴别三相原理:三相电路的每两项之间相差120°，幅度又相等，故可以把它的矢量图理解为一个等边三角形，三相的位置为三角形的三个顶点，三相的方向为三角形的三个带箭头的边，且三边的箭头都是一相的头指向下一相的尾的，那么相序为正，就是顺时针旋转，电机正转；为负，则逆时针旋转，电机反转。若想知道三角形的边的箭头方向，只需确定其中两个点，然后确定两点的位置即可。所以鉴别三相的正反相序可以只用其中两相。那如何确定其中两相的位置先后呢？通过对三相正序时，两个相序的正弦信号图比较，不难发现两相之间的电平为四种状态的周期性变化。通过任意相邻两种状态的先后顺序，可以判断单片机鉴别的相序正反，推出三相相序的正反。
[0064]针对LED灯闪的问题:要在至少约7.4ms的鉴相时间内保证6位LED灯不闪烁的最好办法是在等待鉴相信号的时间避免从探头获取温度引发串口中断，这样就要求把握到每位的“最大显示时间” < “状态最小时间”。
[0065]假设该油冷机的压缩机采用的电源为50Hz、220V的三相交流电，如图3所示:R, S，T三相电源，相序互相相差120°的交流220V电压；经图2电路处理，通过三个68ΚΩ，功率IW的电阻降电压、限电流，再通过二极管截取T相与R和S相之间的相差夹角相位电流信号，然后通过光耦元件隔离后经输出端由5V电压与上偏置电阻构成的电路，还原幅度为5V电压的不同相差矢量2相信号提供给计算机(单片机)P11，P12脚，计算机(单片机)将接收到的电平为依据判断相序状态。本实施例中假设Pll，P12脚分别为HA、HB相，而每相检测到的状态为高、低电平分别用‘1’，‘0’表示，那么两个引脚的状态总共分为四种，在图4中可以看出，在50Hz交流电下，最先打开电源时为第一个阶段，状态为00，从上电开始记到有一个引脚出现高电平，即为10 (把HA相默认为相序超前相)时，时间约3.6ms ;第二阶段时，从状态为10到状态为11，时间约6.7ms ;第三阶段，从状态为11到状态为01，时间约
0.7ms;第四阶段，从状态01到状态00，时间约3.6ms。计算机(单片机)检测电平信号的变化规律时，按照这个顺序，则相序为正，若是状态变化周期规律是00 — >01—>11—>10—>00，那么相序为反。在实际检测中，不用全部检测整个周期，而只要检测其中两个状态的先后就可以确定相序的正反，而且可以随时从其它状态开始然后看下一个状态是什么来确定。已知电源为50Hz的交流电，如图4所示，通过两个相差120°的正弦波比较，以及单片机引脚对高低电平状态的区分界限，可得四个状态出现的大周期内每个状态所占的大致时间为0.7?6.7ms之间，故每次显示的单元延时时间要小于2.5ms，等检测完信号后再继续获取温度数据显示。
[0066]四、温控器工作控制流程
[0067]1、上电后，系统自检。
[0068]2、检测三相电源相位
[0069]3、三相电源鉴相有异常时，立即关闭所有制冷控制系统输出信号并开启报警提示音，输出远程报警开关量信号。
[0070]3.1、缺相时显示窗口提示报警代码“E4”
[0071]3.2、反相时显示窗口提示报警代码“E5”
[0072]4、相位正常后获取双通道温度传感器数据，开启循环油泵马达控制输出，压缩机启动保护等待。
[0073]5、外围配电检测点状态异常检测(压缩机、油泵、液位、压力)时开启报警提示音，输出远程报警开关量信号。
[0074]5.1、压缩机过载跳脱检测异常时，停止压缩机控制输出，显示窗口提示报警代码“E0”。
[0075]5.2、油泵马达过载跳脱检测异常时，停止压缩机和油泵马达控制输出，显示窗口提示报警代码“E1”。
[0076]5.3、液位开关状态检测异常时，停止压缩机和油泵马达控制输出，显示窗口提示报警代码“E2”。
[0077]5.4、压力开关状态检测异常时，停止压缩机和油泵马达控制输出，显示窗口提示报警代码“E3”。
[0078]6、达到上电或保护延时“PE”设定的时间(出厂默认设置3min)后，若“油温”>(“室温“用户设定温差”+ “回差温度”)时，冷凝器风扇启动输出。
[0079]7、冷减器风扇启动控制输出5S后，压缩机启动输出。
[0080]8、若“油温”〈“室温“用户设定温差”压缩机控制输出关闭，5S后冷凝器风扇控制输出关闭。
[0081 ] 9、压缩机重启动同上2.5-2.7。
[0082]10、正常运行状态下系统具备被控制环境温度超高或超低温检测警告输出
[0083]10.1、“油温”〉“系统最高设定温度”时整套依然继续运行，显示窗口提示报警代码“HH”，输出远程报警开关量信号。
[0084]10.2、“油温”(“系统最低设定温度”时油泵正常运行，压缩机控制关闭，5S后冷凝器风扇控制关闭，显示窗口提示报警代码“LL”，输出远程报警开关量信号。
[0085]五、温控器操作设置
[0086]如图5所示，该图为温控器配合使用的油冷机操作面板，用于用户进行参数设置。
[0087]1、用户温度设置:
[0088]按下“SET”键，上屏“OIL”显示用户设定温差，下屏“AIR”显示室外温度，按“DOWN”键和“UP”键更改用户设定温差值。
[0089]2、系统参数设置:
[0090](I)按住“SET”再按“DOWN”成组合键不松手，5S后自动进入出厂设置参数界面，上屏“OIL”显示功能代码，如“HS”；下屏“AIR”显示最后一次的参数设定值，如“20”；按“DOWN”键和“UP”键更改设定值。
[0091](2)按“SET”键I次退出当前功能参数设定进入下一个功能设定，功能代码分别显示:HS — LL — HH — PE — Cl — C2 — Cd — S10，按 “DOWN” 键和 “UP” 键更改设定值。
[0092]3、设置完成20S后自动保存和使用当前设置参数数据，并退回开机工作界面状态。
[0093]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种具有三相电源智能相序检测与判断功能的温控器，应用于数控机床中，包括电源模块、CPU控制模块、输出驱动与控制模块、温度传感器模块， 其中，电源模块，与CPU控制模块连接，用于为CPU模块提供工作电压； 温度传感器模块，与CPU控制模块连接，用于获取环境温度，并将获取的温度数据传递给CPU控制模块； CPU控制模块，用于分析和处理温度传感器的反馈信息，并将输出的控制信号发送给输出驱动与控制模块； 输出驱动与控制模块，与CPU控制模块连接，用于驱动放大CPU控制模块的控制指令，并将控制指令输出到油冷机设备以控制油泵机和压缩机工作； 其特征在于:该温控器还包括相位序列采集模块，该模块通过使用耐高压的光耦隔离电路，将给外部机床设备供电的三相交流电采集后转换为鉴相所需的低压直流两相相序信号，然后传输到CPU控制模块用于鉴别三相交流电的相位。
2.根据权利要求1所述的一种具有三相电源智能相序检测与判断功能的温控器，其特征在于: 所述的电源模块可由三相交流电源提供，经变压器变换后得到9-12V交流电，经整流、滤波电路和直流降压后提供5V工作电压给CPU控制模块中单片机，也可连接外部12V直流电源，经整流、滤波电路和直流降压后提供5V直流工作电压给CPU控制模块中单片机。
3.根据权利要求1所述的一种具有三相电源智能相序检测与判断功能的温控器，其特征在于: 所述的三相交流电被耐高压的光耦隔离电路采集前经过串联电阻和二极管再连接到光耦隔离器件，其中串联电阻的电阻值可以调整，以适应外部三相交流电的电压变化，其中可适应的三相交流电的变化范围达到200?415V，50?60Hz。
4.根据权利要求1所述的一种具有三相电源智能相序检测与判断功能的温控器，其特征在于:所述的温度传感器模块包括两个温度传感器探头，分别用于获取外部环境温度和冷却环境温度，其中温度探测器探头使用型号为DS18B20的温度传感器，和CPU控制模块采用单总线信号传输方式连接，不用外加A/D转换器。
5.根据权利要求1所述的一种具有三相电源智能相序检测与判断功能的温控器，其特征在于: 所述的CPU控制模块采用STC90C58RD单片机，具有IK字节RAM，具有片内Flash程序存储器，支持IAP在应用可编程和ISP在系统可编程，可实现在线软件升级，无需编程器。
6.根据权利要求1至5任一所述的一种具有三相电源智能相序检测与判断功能的温控器，其特征在于:该控制器还包括I/O输入模块，与CPU控制模块连接，该模块通过外接外部的冷媒压力检测信号、油泵马达过载检测信号、压缩机过载检测信号、液位检测信号后通过光感耦合电路转换后传输到CPU控制模块。
7.根据权利要求6所述的一种具有三相电源智能相序检测与判断功能的温控器，其特征在于: 所述的输出驱动与控制模块接收到CPU控制模块的控制指令后，将控制指令信号放大，然后通过控制分别对应压缩机、异警、油泵、风扇四个回路通断的继电器的闭合来保证油泵和压缩机工作在安全状态。
8.根据权利要求1至5任一所述的一种具有三相电源智能相序检测与判断功能的温控器，其特征在于:该控制器还包括显示器模块，与CPU控制模块连接，该模块包括两组3位LED数码管，分别用于显示温度传感器模块测到的温度数据或是异常时的特殊符号。
9.根据权利要求1至5任一所述的一种具有三相电源智能相序检测与判断功能的温控器，其特征在于:该控制器还包括异常告警指示模块，与CPU控制模块连接，该模块根据接收到的CPU控制模块的控制指令，驱动对应电源、制冷、风扇、油泵、鉴相、异常和警告七路发光二极管指示灯工作。
10.根据权利要求1至5任一所述的一种具有三相电源智能相序检测与判断功能的温控器，其特征在于:该控制器还包括按键模块，与CPU控制模块连接，按键模块包括〈set〉键、〈down〉键、<up> 键。
【文档编号】B23Q17/00GK104227502SQ201410395939
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2014年8月12日
【发明者】陈建飞, 谢唯 申请人:东莞市润星机械科技有限公司