一种温室执行机构控制器制造技术

一种温室执行机构控制器，包括电源模块，五路磁保持继电器，继电器驱动单元，过零检测单元，互感器，采样检测单元，通信单元，数据存储模块和微控制器；电源模块与三相电源连接；微控制器的IO接口与继电器驱动单元连接后与五路磁保持继电器的线圈连接，五路磁保持继电器的触点分别连接三相电源的某一相和电机的某一相；互感器的一次侧与电机的三相线连接、二次侧分别与过零检测单元、采样检测单元连接；过零检测单元与微控制器外部中断口INT连接，采样检测单元与微控制器的SPI接口连接，数据存储模块、通信单元均与微控制器连接。本实用新型专利技术实现执行机构电流过零点切断，避免触头产生电弧现象，提高整个控制器的稳定性和延长使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种温室执行机构控制器，包括电源模块，五路磁保持继电器，继电器驱动单元，过零检测单元，互感器，采样检测单元，通信单元，数据存储模块和微控制器；电源模块与三相电源连接；微控制器的IO接口与继电器驱动单元连接后与五路磁保持继电器的线圈连接，五路磁保持继电器的触点分别连接三相电源的某一相和电机的某一相；互感器的一次侧与电机的三相线连接、二次侧分别与过零检测单元、采样检测单元连接；过零检测单元与微控制器外部中断口INT连接，采样检测单元与微控制器的SPI接口连接，数据存储模块、通信单元均与微控制器连接。本技术实现执行机构电流过零点切断，避免触头产生电弧现象，提高整个控制器的稳定性和延长使用寿命。【专利说明】一种温室执行机构控制器
本技术涉及温室执行机构领域，具体涉及一种温室执行机构控制器。
技术介绍
现代温室的执行机构主要有天窗、侧窗、风机、水泵、内外遮阳网等，其中大部分设备由三相电机的正反转来驱动。目前，普遍的控制方法是根据温室执行机构的种类和数量配备相应的电力控制柜，其原理是通过熔断器、接触器以及继电器按照一定的接线方式连接来驱动电机运转，再通过电力控制柜的外部开关来手动控制执行机构。 随着温室环境控制技术的发展，温室自动控制和远程网络控制已逐渐应用于现代智能温室领域。现有的温室控制方式是在原有的电力控制柜基础上，配备相应的弱电-强电转换接口，计算机再通过相应的弱电-强电转换接口控制温室执行机构。传统的温室执行机构控制装置主要依靠模拟开关器件的控制，虽具有一定自动化程度，但是也存在着诸多缺点: 1、模拟开关器件容易损坏，可靠性低；当执行机构需要启停或正反转切换时，由于电动机容量较大、频繁启停操作，容易导致接触器的主触头产生电弧，电弧是高温高导电率的游离气体，它不仅对触头有很大的破坏作用，而且使电路断开的时间延长，从而严重影响整个控制设备的稳定性和使用寿命； 2、控制装置的弱电-强电转换功能模块器件多，各功能模块器件之间的连接比较复杂，因此涉及对原有配电柜改造的工作量大，接线复杂，可靠性低。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是，针对传统的温室执行机构控制装置存在的上述不足，提供一种温室执行机构控制器，实现执行机构电流过零点切断，避免触头产生电弧现象，提高整个控制器的稳定性和延长使用寿命。 本技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是: 一种温室执行机构控制器，包括电源模块，五路磁保持继电器K1、K2、K3、K4、K5，继电器驱动单元，过零检测单元，互感器，采样检测单元，通信单元，数据存储模块和微控制器MCU ;所述电源模块与三相电源连接；继电器驱动单元、过零检测单元、采样检测单元、通信单元、数据存储模块和微控制器MCU均与电源模块连接；微控制器MCU的1接口与继电器驱动单元连接，继电器驱动单元分别与五路磁保持继电器K1、K2、K3、K4、K5的线圈连接，五路磁保持继电器的触点S1、S2、S3、S4、S5分别相应连接三相电源的某一相和电机的某一相；所述互感器的一次侧与电机的三相线连接，互感器的二次侧分别与过零检测单元、采样检测单元连接；所述过零检测单元与微控制器MCU外部中断口 INT连接，采样检测单元与微控制器MCU的SPI接口连接，数据存储模块通过I2C接口与微控制器MCU连接，通信单元通过USART接口与微控制器MCU连接。 按上述方案，所述磁保持继电器Kl的触点SI连接三相电源的U相和电机U相，磁保持继电器K2的触点S2连接三相电源的V相和电机V相，磁保持继电器K3的触点S3连接三相电源的W相和电机W相，磁保持继电器K4的触点S4连接三相电源的W相和电机V相，磁保持继电器K5的触点S5连接三相电源的V相和电机W相。 按上述方案，所述电源模块包括电源保护接口、AC-DC电源模块、DC-DC电源模块，从三相电源任意一根相线与零线间取相电压作为电源模块的输入，电源保护接口用于对输入电源进行过流、过压保护，电源保护接口的输出作为AC-DC电源模块的输入，实现将220V交流电转换为12V直流电；12V直流电一方面用于驱动五路磁保持继电器，另一方面作为DC-DC电源模块的输入，DC-DC电源模块用于将12V直流电转化成3.3V直流电给微控制器MCU、采样检测单元、过零检测单元、通信单元、数据存储模块供电。 按上述方案，所述AC-DC电源模块采用金升阳公司的LH10-10B12电源模块，DC-DC电源模块采用金升阳公司的B_S-2W电源模块。 按上述方案，所述五路磁保持继电器K1、K2、K3、K4、K5采用上海万佳的WJ31F型继电器。 按上述方案，所述继电器驱动单元包括五路H桥驱动电路，用于分别驱动对应的五路磁保持继电器K1、K2、K3、K4、K5的闭合与断开，每路H桥驱动电路由光电耦合器Op 11、0pt2，三极管Q1、Q2、Q3、Q4，电阻R1、R2组成，三极管Q1、Q2、Q3、Q4与电阻R1、R2构成H桥电路，微控制器MCU通过Ι0_Α、Ι0_Β两个1接口分别与光电耦合器Optl、0pt2连接，光电耦合器Optl、0pt2的输出端再分别连接至H桥电路的两路控制端。 按上述方案，所述互感器包括电流互感器CT、电压互感器PT，所述电流互感器CT的一次侧与电机的三相线连接，其二次侧与过零检测单元、采样检测单元连接，电流互感器CT采集电机交流电流信号后接取样负载RL，将电机交流电流信号转换成电机交流电压信号，电机交流电压信号一路连接至过零检测单元，另一路连接至采样检测单元；所述电压互感器PT的一次侧与电机的三相线连接，其二次测与采样检测单元连接，电压互感器PT采集电机交流电压信号后连接至采样检测单元； 所述过零检测单元包括依次连接的仪表放大电路、钳位滤波电路、电压比较电路，所述仪表放大电路包括仪表放大器AD623，钳位滤波电路由两个稳压二极管D2.1、D2.2钳位连接，电压比较电路包括电压比较器LM339 ； 所述采样检测单元包括电压差分滤波电路、电流差分滤波电路、采样芯片，电机交流电流信号经电流互感器CT取样后送至电流差分滤波电路，输出的滤波信号再送至采样芯片；电机交流电压信号经过电压互感器PT取样后送至电压差分滤波电路，输出的滤波信号再送至采样芯片；采样芯片输出的采样数据通过SPI接口与微控制器MCU连接。 按上述方案，所述采样芯片采用电度计量芯片ATT7022。 按上述方案，所述微控制器MCU采用32位ARM7内核处理器，型号为STM32F103VET6。 按上述方案，所述数据存储模块采用存储容量为512M的存储芯片；所述通信单元包括RS485通信模块、无线通信模块，RS485通信模块和无线通信模块通过USART接口与微控制器MCU连接。 本技术的工作原理:电源模块为整个控制器提供稳定的直流12V电源和直流 3.3V电源，数据存储模块用来存储本控制器的地址、电机消耗的电能参数等；采样芯片实时在线测量电机运行的电能参数，实时了解电机的运行状况。如需电机正转启动，微控制器MCU通过继电器驱动单元闭合K1、K2、K3三路磁保持继电器；如需电机反转启动，则微控制器MCU通过继电器驱动单元闭合K1、K4、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温室执行机构控制器，其特征在于：包括电源模块，五路磁保持继电器K1、K2、K3、K4、K5，继电器驱动单元，过零检测单元，互感器，采样检测单元，通信单元，数据存储模块和微控制器MCU；所述电源模块与三相电源连接；继电器驱动单元、过零检测单元、采样检测单元、通信单元、数据存储模块和微控制器MCU均与电源模块连接；微控制器MCU的IO接口与继电器驱动单元连接，继电器驱动单元分别与五路磁保持继电器K1、K2、K3、K4、K5的线圈连接，五路磁保持继电器的触点S1、S2、S3、S4、S5分别相应连接三相电源的某一相和电机的某一相；所述互感器的一次侧与电机的三相线连接，互感器的二次侧分别与过零检测单元、采样检测单元连接；所述过零检测单元与微控制器MCU外部中断口INT连接，采样检测单元与微控制器MCU的SPI接口连接，数据存储模块通过I2C接口与微控制器MCU连接，通信单元通过USART接口与微控制器MCU连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高一川，陈鸿，万勇，周朝，柳竞林，
申请(专利权)人：武汉市农业机械化科学研究所，
类型：新型
国别省市：湖北;42