一种具有自动控制和保护功能的通用型粮仓自动控制单元制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有自动控制和保护功能的通用型粮仓自动控制单元，包括中央处理器及与中央处理器连接的电源管理模块、485通信模块、执行机构监控模块、动力设备监控模块、温湿度检测模块。485通信模块用于与测控终端实现通信交互；执行机构监控模块用于驱动一台执行机构，实现通风窗、通风口或管道阀门的打开或关闭；动力设备监控模块用于控制一台动力设备启停；中央处理器通过开发内嵌入单片机程序，接收、识别并执行测控终端的指令同时接收设备运行状态与温湿度数据并反馈至测控终端；电源管理模块用于控制执行机构和动力设备供电通断。

A General Automatic Control Unit for Granary with Automatic Control and Protection Function

The utility model discloses a general automatic control unit of a granary with automatic control and protection functions, which comprises a central processing unit and a power management module connected with the central processing unit, a 485 communication module, an executive monitoring module, a power equipment monitoring module, and a temperature and humidity detection module. 485 communication module is used to communicate with the control terminal; the executive monitoring module is used to drive an executive mechanism to open or close ventilation windows, vents or pipeline valves; the power equipment monitoring module is used to control the start and stop of a power equipment; the central processor receives, recognizes and executes the instructions of the measurement and control terminal through the development of embedded microcontroller program. The data of operation state, temperature and humidity of the equipment are collected and fed back to the measurement and control terminal. The power management module is used to control the power supply of the actuator and power equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种具有自动控制和保护功能的通用型粮仓自动控制单元
本技术涉及粮仓自动化设备控制技术，具体是一种具有自动控制和保护功能的通用型粮仓自动控制单元。
技术介绍
2015年以来，国家粮食局通过《大力推进粮食信息化发展指导意见》、《粮油仓储信息化建设指南(试行)》和《国家粮食局关于规范粮食行业信息化建设的意见》等文件加快粮库数字化、信息化、智能化建设，全面监控储备粮油的数量、品质、储存安全等，推动科学保粮技术创新。智能化粮库建设，首先是建成粮仓设备自动控制系统，集成控制、集中监管多参数粮情检测系统、智能通风系统、内环流控温系统、智能空调低温系统、智能气调系统、环流熏蒸系统、智能照明控制系统等子系统的功能设备，实施在线检测和自动控制；其次是开发智能仓储管理系统，利用软件控制技术、物联网技术、现代粮食仓储技术等手段，以自动控制系统为基础，实现粮油仓储技术实施的智能化：在线自动检测多种粮情数据并数据共享，自动地进行粮情分析、粮情处理方法决策、作业时机捕捉，在无人值守条件下自动控制设备进行仓储作业。任何仓储作业的实施都有一定的环境条件要求，如通风作业必须要求进风口、出风口通畅才能启动风机实现粮堆内外气流的交换；空调低温必须要求粮面以上是封闭环境。自动控制系统，准确监测设备运行状态，是智能仓储的前提，否则会造成低效作业或无效作业甚至是有害作业和损坏设备，如磷化氢智能环流熏蒸，通风窗/通风口开启，可能引发安全事故。在目前已建成的一些智能项目中，对执行机构运行状态监控不可靠甚至放弃动力设备的运行状态监测，造成智能控制无法实现。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种具有设备安全运行保护功能的、具用电安全防护功能的、以及具稳定性能的通用型粮仓自动控制单元，其应用时能准确监测各种电动机构所控制的通风窗/通风口/管道阀门的运行状态，以及各种动力设备的运行状态，为智能作业奠定了良好的基础。本技术的目的主要通过以下技术方案实现：一种具有自动控制和保护功能的通用型粮仓自动控制单元，包括中央处理器、电源管理模块、执行机构监控模块、动力设备监控模块、温湿度接口；所述电源管理模块、执行机构监控模块、动力设备监控模块、温湿度接口分别与中央处理器连接，中央处理器上连接的控制面板；其中：所述中央处理器，为带寄存器的ARM处理器，支持Thumb(16位)/ARM(32位)双指令集，通过开发内嵌入单片机程序，接收、识别并执行测控终端的指令同时接收设备运行状态与温湿度数据并反馈至测控终端。所述电源管理模块，在中央处理器的管理下，供电或断电执行机构，供电或断电动力设备。所述执行机构监控模块，用于打开或关闭1樘通风窗或1樘通风口或1台管道阀门，同时监测其运行状态；所述动力设备监控模块，用于启动或停止一台动力设备，同时监测其运行状态；所述温湿度接口用于外接温湿度传感器，以监测进风口或出风口的气体温湿度。本技术的电源管理模块、485通信模块、执行机构监控模块及动力设备监控模块均受中央处理器统一管理、协调、控制。粮食自动化设备主要分两大类，一类是依靠机械行程运动控制通风窗或通风口或管道阀的电动执行机构，正压供电则打开，负压供电则关闭，断电执行机构暂停，如电动推杆、蜗轮蜗杆、电动阀等；另一类是供电启动、断电停机的动力设备，如风机、空调、泵、空压机、谷物冷却机、制氮机、调质机等。本技术的兼容控制能力体现于：集成控制1台任意的电动执行机构和1台任意的动力设备。粮仓功用设备有依赖性配套且位置相邻的特点，如窗户上的通风窗与轴流机、地面过墙管上的通风口和内置混流机、环流管道上的电动蝶阀和环流风机。1台一体化测控单元集成控制1台电动执行机构和1台动力设备，既符合设备控制要求，又减少了设备数量降低成本，还能增强粮仓外墙面的美观性。对于无依赖关系的执行机构、动力设备也可就近集成控制，如环流支管上的电动蝶阀和空调等。本技术的兼容性使其具有通用性，不会因执行机构或动力设备的不同而改变一体化测控单元的柜体大小、电路板结构、配置仪器设备的改变。本技术能承载1支温湿度传感器，监测进风口/出风口的气体温湿度，进一步优化智能决策能力。进一步的，具有自动控制和保护功能的通用型粮仓自动控制单元，还包括485通信模块；自动控制单元通过RS485总线与智能仓储测控终端的485通信模块相连，通过自动控制单元与智能仓储测控终端之间的通讯交互实现指令下达和数据上传。进一步的，所述自动控制单元通过执行机构的过机械行程运动打开或关闭1樘通风窗或1樘通风口或1台管道阀门，所述执行机构为蜗轮蜗杆类、电动阀类、电动推杆类中的任意一种电动执行机构，执行机构在正压供电条件下工作时，通风窗或通风口或管道阀门向被打开方向运动；执行机构在负压供电条件下工作时，通风窗或通风口或管道阀门向被关闭方向运动；执行机构被断电时，通风窗或通风口或管道阀门被停止。进一步的，所述执行机构监控模块包括开继电器、关继电器和状态检测元件。所述开继电器和关继电器均被接于执行机构电源线路上，电源管理模块接收中央处理器打开指令后，开继电器合关继电器断，执行机构被正向供电；电源管理模块接收中央处理器关闭指令后，开继电器断关继电器合，执行机构被负向供电。其中：所述执行机构为蜗轮蜗杆类、电动阀类执行机构时，所述状态检测元件采用限位开关，所述限位开关包括限位开触发器和限位关触发器，所述限位开触发器和限位关触发器的限位信号经MODBUS模块反馈至中央处理器以判定通风窗或通风口或管道阀门的运行状态；所述执行机构为电动推杆类执行机构时，执行机构电源电平信号经MODBUS模块反馈至中央处理器以判定运行状态。如此，本技术的执行机构监控模块，用于接入执行机构的驱动电源线、与执行机构配套的状态检测元件的状态通讯线，执行机构以机构运动实现通风窗(或通风口或管道阀门)的打开或关闭，限位开关监测运行状态：已开/已关/动/通讯中断/设备故障。进一步的，所述动力设备监控模块包括保护性交流接触器、继电器和电流互感器CT103C。所述保护性交流接触器接于动力设备供电电源线路上，交流接触器合闸则启动动力设备，交流接触器断开则停机动力设备。所述继电器，电源管理模块接收中央处理器启动指令后，供电继电器，继电器合连锁交流接触器合闸，动力设备被启动；电源管理模块接收中央处理器停机指令后，断电继电器，继电器断连锁交流接触器断开，动力设备被停机。所述电流互感器CT103C采集动力设备供电线路的交流电流值，经MODBUS模块反馈至中央处理器以判定动力设备的运行状态。进一步的，具有自动控制和保护功能的通用型粮仓自动控制单元，还包括EMC保护模块和安全保护模块；其中：所述EMC保护模块，隔离中央处理器与各模块通讯产生的相互电磁场辐射干扰，保证控制电路板工作稳定，保证执行机构监控模块、动力设备监控模块、温湿度接口工作稳定；所述安全保护模块包括交流接触器、电源滤波器、漏电保护器、浪涌保护器、瞬态抑制二极管、压敏电阻、气体放电管，使自动控制单元具备防电磁场辐射干扰、防静电放电、防电快速瞬变脉冲群干扰、防电脉涌冲击、防雷击的能力。本技术在具体实施时，安全保护模块将外部电源整理成AC380V±40V的稳定电源为动力设备供电，确保用电安全。本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有自动控制和保护功能的通用型粮仓自动控制单元，其特征在于，包括中央处理器、电源管理模块、执行机构监控模块、动力设备监控模块、温湿度接口；所述电源管理模块、执行机构监控模块、动力设备监控模块、温湿度接口分别与中央处理器连接，中央处理器上连接的控制面板；其中：所述中央处理器，为带寄存器的ARM处理器，支持Thumb/ARM双指令集，通过开发内嵌入单片机程序，接收、识别并执行测控终端的指令同时接收设备运行状态与温湿度数据并反馈至测控终端；所述电源管理模块，在中央处理器的管理下，供电或断电执行机构，供电或断电动力设备；所述执行机构监控模块，用于打开或关闭1樘通风窗或1樘通风口或1台管道阀门，同时监测其运行状态；所述动力设备监控模块，用于启动或停止一台动力设备，同时监测其运行状态；所述温湿度接口用于外接温湿度传感器，以监测进风口或出风口的气体温湿度。

【技术特征摘要】
1.一种具有自动控制和保护功能的通用型粮仓自动控制单元，其特征在于，包括中央处理器、电源管理模块、执行机构监控模块、动力设备监控模块、温湿度接口；所述电源管理模块、执行机构监控模块、动力设备监控模块、温湿度接口分别与中央处理器连接，中央处理器上连接的控制面板；其中：所述中央处理器，为带寄存器的ARM处理器，支持Thumb/ARM双指令集，通过开发内嵌入单片机程序，接收、识别并执行测控终端的指令同时接收设备运行状态与温湿度数据并反馈至测控终端；所述电源管理模块，在中央处理器的管理下，供电或断电执行机构，供电或断电动力设备；所述执行机构监控模块，用于打开或关闭1樘通风窗或1樘通风口或1台管道阀门，同时监测其运行状态；所述动力设备监控模块，用于启动或停止一台动力设备，同时监测其运行状态；所述温湿度接口用于外接温湿度传感器，以监测进风口或出风口的气体温湿度。2.根据权利要求1所述的具有自动控制和保护功能的通用型粮仓自动控制单元，其特征在于，还包括485通信模块；自动控制单元通过RS485总线与智能仓储测控终端的485通信模块相连，通过自动控制单元与智能仓储测控终端之间的通讯交互实现指令下达和数据上传。3.根据权利要求1所述的具有自动控制和保护功能的通用型粮仓自动控制单元，其特征在于，自动控制单元通过执行机构的过机械行程运动打开或关闭1樘通风窗或1樘通风口或1台管道阀门，所述执行机构为蜗轮蜗杆类、电动阀类、电动推杆类中的任意一种电动执行机构，执行机构在正压供电条件下工作时，通风窗或通风口或管道阀门向被打开方向运动；执行机构在负压供电条件下工作时，通风窗或通风口或管道阀门向被关闭方向运动；执行机构被断电时，通风窗或通风口或管道阀门被停止。4.根据权利要求1所述的具有自动控制和保护功能的通用型粮仓自动控制单元，其特征在于，所述执行机构监控模块包括开继电器、关继电器和状态检测元件，所述开继电器和关继电器均被...

【专利技术属性】
技术研发人员：林荣华，邬昌荣，肖勋，陈艺文，杨川，
申请(专利权)人：成都比斯特科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：四川,51