阀岛多通道先导部件节能控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种阀岛多通道先导部件节能控制装置，其包括一MCU和多路控制通道；一路控制通道包括电阻R1、R2、R3、光电耦合器U1、PNP三级管Q1；电阻R1的一端接MCU的一输出I/O端口，另一端接光电耦合器U1的输入端阴极，光电耦合器U1的输入端阳极接正电压VCC；光电耦合器U1的输出端发射极接地，输出端集电极接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接PNP三极管Q1的基极和电阻R3的一端；电阻R3的另一端和PNP三极管Q1的发射极接正电压VBUS；PNP三极管Q1的集电极用于产生该控制通道的控制波。本实用新型专利技术能够实现同时多路同步/异步启动先导头并有效降低先导头的发热量。

Energy-saving Control Device for Multi-channel Pilot Components of Valve Island

The utility model provides an energy-saving control device for a multi-channel pilot component of a valve island, which comprises a MCU and a multi-channel control channel; a control channel includes resistance R1, R2, R3, photocoupler U1, PNP three-stage tube Q1; one end of resistance R1 is connected with an output I/O port of MCU, the other end is connected with an input cathode of photocoupler U1, and the input end of photocoupler U1 is connected with a positive voltage VCC; The output emitter of coupler U1 is grounded, the output collector is connected to the end of resistance R2, the other end of resistance R2 is connected to the base of PNP transistor Q1 and one end of resistance R3, the other end of resistance R3 is connected to the emitter positive voltage VBUS of PNP transistor Q1, and the collector of PNP transistor Q1 is used to generate the control wave of the control channel. The utility model can realize simultaneous multi-channel synchronous/asynchronous start of the pilot and effectively reduce the heat of the pilot.

【技术实现步骤摘要】
阀岛多通道先导部件节能控制装置
本技术涉及电磁阀的控制器，尤其是一种阀岛多通道先导部件节能控制装置。
技术介绍
目前国内的先导式驱动阀使用的都是通电直推的形式来达到开启关闭阀体的目的，这样不仅使先导头（内含电磁线圈）发热严重，也易损坏，降低寿命；因为电磁线圈有吸合电流大，维持电流小的特点，国内也有为单个线圈设计节能模块的方法，但却无法推广到阀岛上，因为节能模块只是通过功率电阻将先导头的热量转移到外部，但是其本质还是发热的，不能使用，其一、阀岛根据使用情况，其先导头少则十几个，多则上百，这样的可变系统使节能模块发热异常大，同时节能模块也无法自适应这样的可变负载，无法在阀岛中使用。其二，也有人想通过处理器控制线圈来实现节能控制，但一般处理器自带的PWM接口一般只有8路，不会很多，想要通过处理器自带的功能实现几十路甚至近百路异步PWM，且每路都会随时发生通断变化，是不可能的。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种阀岛多通道先导部件节能控制装置，以及相应的控制方法，能够实现同时多路同步/异步启动先导头并有效降低先导头的发热量。本技术采用的技术方案是：一种阀岛多通道先导部件节能控制装置，其包括一MCU和多路控制通道；一路控制通道包括电阻R1、R2、R3、光电耦合器U1、PNP三级管Q1；电阻R1的一端接MCU的一输出I/O端口，另一端接光电耦合器U1的输入端阴极，光电耦合器U1的输入端阳极接正电压VCC；光电耦合器U1的输出端发射极接地，输出端集电极接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接PNP三极管Q1的基极和电阻R3的一端；电阻R3的另一端和PNP三极管Q1的发射极接正电压VBUS；PNP三极管Q1的集电极用于产生该控制通道的控制波。进一步地，每路控制通道的电路相同。进一步地，PNP三极管Q1的集电极用于连接先导头的一端，先导头另一端接地。一种阀岛多通道先导部件节能控制方法，包括：产生一基准波F0；根据基准波F0产生各控制通道的控制信号；控制信号为PWM信号；各控制信号分别通过一路控制通道进行驱动得到各控制波；控制波加载至先导头；先导头刚启动时，控制波的开启时间长，关断时间短，先导头启动一段时间后，调整控制信号占空比，使得控制波的开启时间变短，关断时间增加，开始节能模式；且控制波的占空比保持在一个最低阈值以上。进一步地，控制信号中每个周期低电平时长、高电平时长分别为基准波F0周期的倍数。进一步地，控制波与控制信号同相或反相。进一步地，开启时间即控制波一个周期中的高电平时间，关断时间即控制波一个周期中的低电平时间。进一步地，各控制波的频率相同或不相同。本技术的优点在于：1）控制通道数量，可以通过MCU中程序任意添加，能够实现上百个控制通道。2）每路控制通道可随时启动关闭，控制通道间相互不影响。3）可任意调整每路的工作电压曲线，可以使用不同厂家、不同电压参数的先导头部件，兼容性好。4）有效降低先导头发热量，延长使用寿命。附图说明图1为本技术的电原理图。图2为本技术的控制波示意图。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本技术作进一步说明。如图1所示，本技术提出的一种阀岛多通道先导部件节能控制装置，包括一MCU和多路控制通道（以下简称通道）；每路控制通道的电路是相同的；图1中完整的画出了通道1的电路，其余控制通道相同；图1中MCU未画出；一路控制通道包括电阻R1、R2、R3、光电耦合器U1、PNP三级管Q1；由于器件的集成性，可采用包含四个光电耦合器的集成芯片OP1，型号TLP291-4GB；光电耦合器输入端连接的电阻R1可采用排阻；电阻R1的一端接MCU的一输出I/O端口，另一端接光电耦合器U1的输入端阴极，光电耦合器U1的输入端阳极接正电压VCC；电压VCC本例中为3.3v，与MCU型号适配；光电耦合器U1的输出端发射极接地，输出端集电极接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接PNP三极管Q1的基极和电阻R3的一端；电阻R3的另一端和PNP三极管Q1的发射极接正电压VBUS；正电压VBUS与电磁阀型号相关，本例中为+24v；PNP三极管Q1的集电极用于产生该控制通道的控制波；PNP三极管Q1的集电极用于连接先导头的一端，先导头另一端接地；如果采用现有的MCU所自带的PWM接口，一方面数量少，难以满足同时几十路控制通道的需求，另一方面PWM接口产生的控制信号其频率一样，只能改变占空比，不能使得各路控制通道的频率不同，因而不能同时适应不同型号电磁阀；图2给出了本技术的阀岛多通道先导部件节能控制方法的原理；MCU产生一基准波F0；MCU根据基准波F0产生各控制通道的控制信号；控制信号为PWM信号；各控制通道的控制信号的频率可以不同，与各控制通道所驱动的电磁阀适配即可；PWM信号中每个周期低电平时长、高电平时长分别为基准波F0周期的倍数；各控制信号分别通过一路控制通道，得到各控制波；图2中给出了通道1的控制波F1和通道2的控制波F2；本例中，控制波与相应的控制信号反相；在其它的实施例中，如果采用NPN三极管进行驱动，MCU输出I/O端口通过电阻R1接光电耦合器U1的输入端阳极，光电耦合器U1的输入端阴极接地，则得到的控制波与相应的控制信号为同相；对于通道1，MCU输出高电平时，光电耦合器U1截止，PNP三极管Q1也截止，通道1无电流输出，先导头不工作；MCU输出低电平时，光电耦合器U1导通，PNP三极管Q1导通，通道1输出电流，先导头开始工作；图2显示了先导头的实际控制波形，节能控制方法通过控制程序实现，基准波F0为基础载波，开机即运行；通道1的控制波F1，为通道1的实际控制波形，通过调用基准波F0来实现自己的开启时间调整，先导头刚启动时，控制波的开启时间长，关断时间短，先导头启动一段时间后，调整控制信号占空比，使得控制波的开启时间变短，关断时间增加，开始节能模式；通道2的控制波F2为另一种电气参数的先导头控制波，控制波F2与F1的频率不同；其也是通过调用基准波F0来调整控制时间，启动时控制波的开启时间长，关断时间短，先导头启动一段时间后，调整控制信号占空比，使得控制波的开启时间变短，关断时间增加，开始节能模式；开启时间即控制波一个周期中的高电平时间，关断时间即控制波中的低电平时间；需要说明的是，只要控制波的占空比保持在一个最低阈值（比如10%）以上，电磁阀可以维持开启阀体状态；因此这里的关断时间不是指关闭阀体的时间；通过这种基准波与控制波的形式，理论上可以无限制增加控制通道，而每个控制通道又互相不影响；各控制波也可适配不同的先导头，系统控制负载可以随时调整；从而实现数十个甚至上百个先导头的多通道控制；通过调整各控制信号的频率，各控制波的频率也能够相应调整，控制波占空比和频率都能调节，因此满足了不同电气参数先导头的要求；节能控制装置就可以同时控制多个不同电气参数先导头，同时适配不同型号的电磁阀；通过在不同阶段控制波的开启时间和关断时间的调整，从而调整先导头的功耗，来实现节能控制。最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管参照实例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阀岛多通道先导部件节能控制装置，其特征在于，包括一MCU和多路控制通道；一路控制通道包括电阻R1、R2、R3、光电耦合器U1、PNP三级管Q1；电阻R1的一端接MCU的一输出I/O端口，另一端接光电耦合器U1的输入端阴极，光电耦合器U1的输入端阳极接正电压VCC；光电耦合器U1的输出端发射极接地，输出端集电极接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接PNP三极管Q1的基极和电阻R3的一端；电阻R3的另一端和PNP三极管Q1的发射极接正电压VBUS；PNP三极管Q1的集电极用于产生该控制通道的控制波。

【技术特征摘要】
1.一种阀岛多通道先导部件节能控制装置，其特征在于，包括一MCU和多路控制通道；一路控制通道包括电阻R1、R2、R3、光电耦合器U1、PNP三级管Q1；电阻R1的一端接MCU的一输出I/O端口，另一端接光电耦合器U1的输入端阴极，光电耦合器U1的输入端阳极接正电压VCC；光电耦合器U1的输出端发射极接地，输出端集电极接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接PNP三...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡北训，王春丽，王笃越，
申请(专利权)人：无锡气动技术研究所有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32