一种直流电智能控制装置及方法与流程

本发明涉及电器控制领域，特别是涉及一种直流电智能控制装置及方法。

背景技术：

目前，电器设备(如清洗机)的控制方案主要是依靠大电流的电源开关和主控开关进行控制，通过电源线接插件复杂连接，而由于电源开关和主控开关受大电流和强电压的控制，损坏几率很高，直接影响整个电器设备的寿命；而且，清洗机主要是在潮湿和高温的环境中使用，主控开关直接连接水泵电机，人体直接接触大电流强电压的电源开关和主控开关，一旦漏电或短路，给人体的安全状况带来很大的隐患；清洗机在市场上使用频率很高，特别是专门以清洗为目的的企业门店，一旦开关失效或损坏，电器不能正常工作，甚至会引发火灾。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种直流电智能控制装置及方法，具有安全性高的优势。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种直流电智能控制装置，其特征在于，所述装置包括：控制器、电压取样模块、电流取样模块和继电器，所述电压取样模块和电流取样模块分别与所述控制器的信号采集端相连接，所述供电电源的正极输入端与所述继电器的输入端相连接，所述继电器的输出端与电器设备的正极相连接，所述继电器的控制端与所述控制器相连接，所述电压取样模块用于采集电源输入端的电压值，所述电流取样模块用于采集电源输入端通过测量电阻的电流值，所述控制器根据所述电压值和电流值控制所述继电器的开合。

可选的，所述装置还包括电源稳压模块、电源供电端和电源开关，所述电源供电端与电源稳压模块的输出端相连接，所述电源供电端还通过所述电源开关与所述智能控制装置的电源输入端口相连接。

可选的，所述装置还包括调速开关，所述调速开关的动端与所述控制器芯片的第一引脚相连，所述调速开关的第一不动端与所述控制器芯片的第二引脚相连，所述调速开关的第二不动端与所述控制器芯片的第三引脚相连，所述控制器根据检测到所述第一引脚、第二引脚短接以及第三引脚的短接状态，控制电器设备以不同转速运转。

可选的，所述装置还包括电位器，所述控制器芯片的第一引脚还与所述电位器的第一端脚相连接，所述控制器芯片的第二引脚还与所述电位器的公共脚相连接，所述控制器芯片的第三引脚还与所述电位器的第二端脚相连接，所述控制器根据检测到所述第二引脚短接与所述第一引脚或第三引脚之间接入的电位器的电阻变化，实现对电器设备的无极调速。

可选的，所述装置还包括微动开关，所述微动开关将所述控制器芯片的第四引脚与第五引脚短接，用于在电器设备设定参数达到预设值时动作，所述设定参数包括泵压，所述微动开关为常开微动开关或常闭微动开关，所述控制器根据第四引脚与第五引脚的短接状态控制所述继电器的开合。

可选的，所述装置还包括模式开关，所述模式开关的动端与所述控制器芯片的第六引脚相连，所述模式开关的第一不动端与所述控制器芯片的第七引脚相连，所述模式开关的第二不动端与所述控制器芯片的第八引脚相连，当控制器检测到所述第六引脚与第七引脚短接后，再对所述微动开关的状态进行检测，当控制器检测到所述第六引脚与第八引脚短接后，则不再对所述微动开关的状态进行检测。

可选的，所述装置还包括第一跳帽，所述第一跳帽用于将所述控制器芯片的第九引脚与第十引脚短接，当控制器检测到所述第九引脚与第十引脚没有短接后，再对所述模式开关的状态进行检测，当控制器检测到所述第九引脚与第十引脚短接后，则不再对所述模式开关的状态以及微动开关的状态进行检测。

可选的，所述装置还包括第二跳帽，所述第二跳帽用于将所述控制器芯片的第十一引脚与第十二引脚短接，或将所述控制器芯片的第十二引脚与第十三引脚短接，或将所述控制器芯片的第十一引脚、第十二引脚与第十三引脚均短接，所述控制器检测到所述第十一引脚、第十二引脚与第十三引脚短接时，再检测所述调速开关的状态，当所述第十一引脚、第十二引脚与第十三引脚没有同时短接时，根据芯片第十一引脚、第十二引脚和第十三引脚的短接状态控制电器设备以不同转速运转。

可选的，所述装置还包括第三跳帽，所述第三跳帽用于将所述控制器芯片的第十四引脚与第十五引脚短接，所述控制器根据所述第十四引脚与第十五引脚短接的短接状态确定接入电器设备的微控开关的类型，所述类型包括常开微动开关和常闭微动开关。

本发明还提供了一种直流电智能控制方法，所述方法应用于直流电智能控制装置，所述装置包括：控制器、电压取样模块、电流取样模块、继电器、电位器、模式开关、调速开关、微动开关、第一跳帽、第二跳帽和第三跳帽，所述电压取样模块和电流取样模块分别与所述控制器的信号采集端相连接，所述供电电源的正极输入端与所述继电器的输入端相连接，所述继电器的输出端与电器设备的正极相连接，所述继电器的控制端与所述控制器相连接，所述电压取样模块用于采集电源输入端的电压值，所述电流取样模块用于采集电源输入端通过测量电阻的电流值，所述调速开关的动端与所述控制器芯片的第一引脚相连，所述调速开关的第一不动端与所述控制器芯片的第二引脚相连，所述调速开关的第二不动端与所述控制器芯片的第三引脚相连；所述控制器芯片的第一引脚还与所述电位器的第一端脚相连接，所述控制器芯片的第二引脚还与所述电位器的公共脚相连接，所述控制器芯片的第三引脚还与所述电位器的第二端脚相连接；所述微动开关将所述控制器芯片的第四引脚与第五引脚短接，用于在电器设备设定参数达到预设值时动作；所述模式开关的动端与所述控制器芯片的第六引脚相连，所述模式开关的第一不动端与所述控制器芯片的第七引脚相连，所述模式开关的第二不动端与所述控制器芯片的第八引脚相连；所述第一跳帽用于将所述控制器芯片的第九引脚与第十引脚短接；所述第二跳帽用于将所述控制器芯片的第十一引脚与第十二引脚短接，或将所述控制器芯片的第十二引脚与第十三引脚短接，或将所述控制器芯片的第十一引脚、第十二引脚与第十三引脚均短接；所述第三跳帽用于将所述控制器芯片的第十四引脚与第十五引脚短接；

所述方法包括：

根据所述电压值和所述电流值判断电器设备是否过压、欠压或短路；

若是，则断开所述继电器并报警；

判断第九引脚与第十引脚是否短接；

如果第九引脚与第十引脚短接，不再对所述第四引脚、第五引脚、第六引脚、第七引脚和第八引脚的短接状态进行检测；

如果第九引脚与第十引脚没有短接，判断所述第六引脚、第七引脚和第八引脚的短接状态；

如果所述第六引脚和第八引脚短接，则不再对所述第十四引脚、第十五引脚、第四引脚与第五引脚的短接状态进行检测；

如果所述第六引脚和第七引脚短接，则判断是否第十四引脚与第十五引脚短接且第四引脚与第五引脚没有短接；判断是否第十四引脚与第十五引脚没有短接且第四引脚与第五引脚短接；

如果第十四引脚与第十五引脚短接，且第四引脚与第五引脚没有短接，则断开所述继电器；

如果第十四引脚与第十五引脚没有短接，且第四引脚与第五引脚短接，则断开所述继电器；

判断所述第十一引脚、第十二引脚与第十三引脚的短接状态；

如果所述第十一引脚和第十二引脚短接，则控制电器设备以第一转速运转；

如果所述第十一引脚、第十二引脚与第十三引脚均没有短接，则控制电器设备以第二转速运转；

如果所述第十二引脚和第十三引脚短接，则控制电器设备以第三转速运转；

如果所述第十一引脚、第十二引脚与第十三引脚均短接，则判断所述第一引脚、第二引脚和第三引脚的短接状态；

如果所述第一引脚、第二引脚和第三引脚均没有短接；

则根据所述第二引脚短接与所述第一引脚或第三引脚之间接入的电位器的电阻变化，实现对电器设备的无极调速；

如果所述第一引脚和第二引脚短接，则控制电器设备以第一转速运转；

如果所述第二引脚和第三引脚短接，则控制电器设备以第二转速运转；

如果所述第一引脚、第二引脚和第三引脚均没有短接，则控制电器设备以第三转速运转。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的直流电智能控制装置及方法，根据电压取样模块和电流取样模块采集到的数据对控制继电器的开合，进而，实现电器设备的通断电，此外，通过模式开关、调速开关、微动开关、第一跳帽、第二跳帽以及第三跳帽的设置，能够实现对电器设备运转速度控制以及对控制模式的选择，将对强电的操作转化为对弱电的操作，保证了安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例直流电智能控制装置的结构示意图；

图2为应用本发明直流电智能控制装置的电器的运行流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种直流电智能控制装置及方法，具有安全性高的优势。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例直流电智能控制装置的结构示意图，如图1所示，本发明提供的直流电智能控制装置包括：控制器1、电流取样模块2、电压取样模块和调速、缓起缓停模块3和继电器4，电压取样模块和电流取样模块2分别与控制器1的信号采集端相连接，供电电源的正极输入端与继电器4的输入端相连接，继电器4的输出端与电器设备的正极相连接，继电器4的控制端与控制器相连接；电压取样模块用于采集电源输入端的电压值，电流取样模块2用于采集电源输入端通过测量电阻的电流值，控制器1根据电压值和电流值控制继电器4的开合。测量电阻可以为糠锰铜丝。

直流电智能控制装置还包括电源稳压模块、电源供电端pwr和电源开关，电源供电端pwr与电源稳压模块的输出端相连接，电源供电端pwr还通过电源开关与智能控制装置的电源输入端口acc相连接。

直流电智能控制装置还包括调速开关、电位器、模式开关、微动开关、第一跳帽、第二跳帽和第三跳帽。

调速开关的动端与控制器芯片的第一引脚(对应图1中的high)相连，调速开关的第一不动端与控制器芯片的第二引脚(对应图1中的com2)相连，调速开关的第二不动端与控制器芯片的第三引脚(对应图1中的low)相连，控制器根据检测到第一引脚、第二引脚短接以及第三引脚的短接状态，通过调速、缓起缓停模块3控制电器设备以不同转速运转。

控制器芯片的第一引脚还与电位器的第一端脚相连接，控制器芯片的第二引脚还与电位器的公共脚相连接，控制器芯片的第三引脚还与电位器的第二端脚相连接，控制器根据检测到第二引脚短接与第一引脚或第三引脚之间接入的电位器的电阻变化，通过调速、缓起缓停模块3实现对电器设备的无极调速。此外，调速、缓起缓停模块3还具有缓慢启动和停止的功能。

装置还包括微动开关，微动开关将控制器芯片的第四引脚(对应图1中的cp)与第五引脚(对应图1中的com3)短接，用于在电器设备设定参数达到预设值时动作，设定参数可以为清洗机的泵压，微动开关为常开微动开关或常闭微动开关，控制器根据第四引脚与第五引脚的短接状态控制继电器的开合。

模式开关的动端与控制器芯片的第六引脚(对应图1中的auto)相连，模式开关的第一不动端与控制器芯片的第七引脚相连(对应图1中的com1)，模式开关的第二不动端与控制器芯片的第八引脚(对应图1中的manual)相连，当控制器检测到第六引脚与第七引脚短接后，打开自动控制模式，即对微动开关的状态进行检测，当控制器检测到第六引脚与第八引脚短接后，打开手动控制模式，不再对微动开关的状态进行检测，即微动开关是否动作不再影响继电器4的开合。

第一跳帽j1用于将控制器芯片的第九引脚与第十引脚短接，当控制器检测到第九引脚与第十引脚没有短接后，再对模式开关的状态进行检测，当控制器检测到第九引脚与第十引脚短接后，打开手动控制模式，则不再对模式开关的状态以及微动开关的状态进行检测，微动开关是否动作不再影响继电器4的开合。

第二跳帽j2用于将控制器芯片的第十一引脚与第十二引脚短接，或将控制器芯片的第十二引脚与第十三引脚短接，或将控制器芯片的第十一引脚、第十二引脚与第十三引脚均短接，控制器检测到第十一引脚、第十二引脚与第十三引脚短接时，再检测调速开关的状态，当第十一引脚、第十二引脚与第十三引脚没有同时短接时，根据芯片第十一引脚、第十二引脚和第十三引脚的短接状态控制电器设备以不同转速运转。

第三跳帽j3用于将控制器芯片的第十四引脚与第十五引脚短接，控制器根据第十四引脚与第十五引脚短接的短接状态确定接入电器设备的微控开关的类型，类型包括常开微动开关和常闭微动开关。

基于本发明提供的直流电智能控制装置，本发明还提供了一种直流电智能控制方法，具体如下：

根据电压值和电流值判断电器设备是否过压、欠压或短路；

若是，则断开继电器并报警；

判断第九引脚与第十引脚是否短接；

如果第九引脚与第十引脚短接，不再对第四引脚、第五引脚、第六引脚、第七引脚和第八引脚的短接状态进行检测；

如果第九引脚与第十引脚没有短接，判断第六引脚、第七引脚和第八引脚的短接状态；

如果第六引脚和第八引脚短接，则不再对第十四引脚、第十五引脚、第四引脚与第五引脚的短接状态进行检测；

如果第六引脚和第七引脚短接，则判断是否第十四引脚与第十五引脚短接且第四引脚与第五引脚没有短接；判断是否第十四引脚与第十五引脚没有短接且第四引脚与第五引脚短接；

如果第十四引脚与第十五引脚短接，且第四引脚与第五引脚没有短接，则断开继电器；

如果第十四引脚与第十五引脚没有短接，且第四引脚与第五引脚短接，则断开继电器；

判断第十一引脚、第十二引脚与第十三引脚的短接状态；

如果第十一引脚和第十二引脚短接，则控制电器设备以第一转速运转；

如果第十一引脚、第十二引脚与第十三引脚均没有短接，则控制电器设备以第二转速运转；

如果第十二引脚和第十三引脚短接，则控制电器设备以第三转速运转；

如果第十一引脚、第十二引脚与第十三引脚均短接，则判断第一引脚、第二引脚和第三引脚的短接状态；

如果第一引脚、第二引脚和第三引脚均没有短接；

则根据第二引脚短接与第一引脚或第三引脚之间接入的电位器的电阻变化，实现对电器设备的无极调速；

如果第一引脚和第二引脚短接，则控制电器设备以第一转速运转；

如果第二引脚和第三引脚短接，则控制电器设备以第二转速运转；

如果第一引脚、第二引脚和第三引脚均没有短接，则控制电器设备以第三转速运转。

下面以电器设备清洗机的智能控制为例，对本发明提供的直流电智能控制装置及方法进行说明：

1)电源输入部分接线：

vcc+接电池正极和电源正极(如果不使用电池，此脚位只接电源正极)；

in-接电源负极(此脚位是给电池充电使用，如果不使用电池，此脚位空置)；

vcc-接电池负极或电源负极(如果不使用电池，此脚位只接电源负极)。

电源开关控制部分接线：

此处可选择单刀单掷类型开关控制；pwr接开关1脚，acc接开关2脚，开关1脚和2脚短接，控制器得电，初始化进入自检和控制模式；开关1脚和2脚断开，控制器断电，停止工作；

模式开关控制部分接线：

此处可选择单刀双掷或单刀三掷类型开关控制；auto接开关1脚，com1接开关2脚，manual接开关3脚；j1跳帽不短接实现模式开关控制；j1跳帽短接实现手动控制(开机初始化自检无故障后直接运行)，模式开关和微动开关功能无效；

a、单刀双掷开关：开关1脚和2脚短接，打开自动控制模式；开关3脚和2脚短接，打开手动控制模式；

b、单刀三掷开关：开关1脚和2脚短接，打开自动控制模式；开关3脚和2脚短接，打开手动控制模式；开关1脚、2脚和3脚全部断开，无控制模式输出，模式开关和微动开关功能无效；

调速开关控制部分接线：

此处可选择单刀双掷开关、单刀三掷开关或可调电位器控制；high接开关1脚或电位器0ω脚，com2接开关2脚或电位器公共脚，low接开关3脚或电位器4.7kω脚；j2跳帽无任何短接，为电位器输入模式，可实现无极调速控制；j2跳帽全部短接，为开关输入模式，可实现高速、中速和低速控制，开关1脚和2脚短接，打开高速模式，开关3脚和2脚短接，打开低速模式，开关1脚、2脚和3脚全部断开，打开中速模式；j2跳帽1脚和2脚短接，调速模式失效，为低速模式；j2跳帽3脚和2脚短接，调速模式失效，为高速模式；

a、单刀双掷开关：开关1脚和2脚短接，打开高速控制模式；开关3脚和2脚短接，打开低速控制模式；

b、单刀三掷开关：开关1脚和2脚短接，打开高速控制模式；开关3脚和2脚短接，打开低速控制模式；开关1脚、2脚和3脚全部断开，打开中速控制模式；

c、可调电位器：阻值从0ω逐步调整到4.7kω时，实现从低速到高速的无极调速模式；

微动开关控制部分接线：

此处可选择常开微动开关或常闭微动开关控制；cp接微动开关1脚，com3接微动开关2脚；j3跳帽不短接实现常开微动开关控制；j3跳帽短接实现常闭微动开关控制；cp和com3短接即启动微动开关功能；

电源输出控制部分接线：

m+接清洗机电机的正极；m-接清洗机电机的负极。

2)模块定义部分：

本发明提供的直流电智能控制装置包包括电压取样模块、电流取样模块、调速和缓起缓停输出驱动控制模块等。

电压取样模块：负责电源输入部分的电压采集；

电流取样模块：用于对糠锰铜丝通过电流值的采集和处理，传输至数据对比处理模块；

充电保护模块：用于电源输入部分充电信号的采集和处理，传输至数据对比处理模块；

控制器：获取电压取样模块、电流取样模块和电流取样模块采集到的数据，经血分析处理，确定是否发生过压、欠压或短路问题，如果发生，则切断继电器，并报警。

控制器还采集各开关的状态，根据各开关的状态控制清洗机的电机转速以及启停；

调速和缓起缓停输出驱动模块：实现对清洗机的电机调速以及启停的驱动。

3)运行流程部分

运行流程如图2所示，接通电源，打开电源开关，控制器得电开始工作；如果此时控制器无电源，检查电源开关是否损坏和电池是否电压过低保护；电源开关损坏，导致无电源传输给控制器，请更换电源开关；电池电压过低保护，为无输出模式，请及时连接电源进行充电激活；

控制器得电工作，开始初始化和自检程序；如果此时控制器报警，检查是否接入了充电电源和电池是否欠压保护；接入充电电源时，控制器会自动保护，停止调速和缓起缓停输出控制模块的工作，保护充电电源和设备的安全；控制器监测到电池欠压时，为保护电池寿命和设备安全，同样停止调速和缓起缓停输出控制模块的工作；如两者均无问题，控制器仍不工作，即判断为系统硬件故障；

控制器初始化和自检通过后，即开启电器电源，输出控制功能；如果此时控制器不运行且不报警，检查开关模式的选择是否正确、主控开关是否损坏、泵压是否已达到设定值；开关模式设置为关闭模式时，无输出控制功能，请选择合适的控制模式；主控开关损坏时，接收不到正确的控制信号，无输出控制功能，请更换主控开关；开关模式正确，但泵压达到设定值时，同样无输出控制功能，请泄压即可；如果此时控制器不运行且报警，检查报警指示灯的状态，根据报警故障逐一排除即可；如报警故障无法解除或检测报警故障是错误的，则控制器为系统硬件故障；

电器电源开启后，输出缓起缓停和调速控制功能，电器按照设置开始工作；此时控制器持续的对电器运行状态进行监测，每个模块之间连续的传输相关的运行状态数据，保证电器的安全运行和设备的保护功能。

本发明提供的直流电智能控制装置及方法具有以下优势：

1、安全可靠

本发明是利用弱电压小电流的方式驱动控制整个设备的强电压大电流运行的，杜绝因某些关键部件损坏或水泵漏电给人体造成危害的隐患；

2、智能监测

本发明加入了适用性更强的功能模块，具备智能化操作功能，如电压监测、电流监测、充电保护监测、故障报警监测；

3、多功能控制

本发明采用开关选择多功能控制、调速缓起缓停功能驱动、多功能报警保护控制、充电保护功能控制等；

4、电器和设备多重保护

本发明具备电器和设备的运行状况监测，并实时回传数据给数据比对处理模块，多重保护电器和设备的安全运行，减小因操作和维护不当造成的损失。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。