[發明專利]一種控制電路擴展系統及其應用的醫院控制機

有效

• 申請號: 201310017092.X
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN103048986A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 梁偉明;梁徑略;張隆希;楊小芽
• 申請（專利權）人: 廣州市能迪自動化設備有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 廣州圣理華知識產權代理有限公司 44302
• 代理人: 頓海舟;陳業勝

技術領域

本發明涉及電氣控制領域，具體為一種可擴展端口以對多個外設硬件進行控制的控制電路擴展系統，這種電路擴展系統可以應用在多種領域，作為一種實施方案，本發明還提供了將該系統應用于醫院控制領域實際方案，具體的，是一種對醫院中央空調系統進行控制的醫院控制機。

背景技術

電氣控制系統是一種成熟的現代控制體系，也被稱為電氣設備二次控制回路，主要目的在于保證一次設備運行的可靠性和安全性。經過多年的發展，已經出現很多成熟的電氣控制技術，比如，針對不同應用領域的電氣控制成為研發的熱點和難點。

作為一種常用的控制系統，PLC（Programmable?Logic?Controller）控制成為行業內工業控制的主流。它采用可編程的存儲器，用其內部存儲的程序，執行邏輯運算，順序控制等指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各類機械或生產進程。然而，在PLC控制時對外設硬件進行連接以交換信號的過程受到PLC輸入輸出端口數量的限制，PLC需要多個端口與外設硬件直接（或間接）地連接，這樣當外設硬件很多時，PLC的端口就難以滿足了，PLC的端口應用問題成為工程設計的難點，又，因為PLC的擴展成本較高，所以限制了PLC控制的應用。

比如，醫院控制系統要求提供全面的環境控制，包括控制溫度、干濕度、電磁強度、噪音強度等環境參數，這涉及到非常繁多的外設硬件。比如，負責故障感應以保障安全的傳感器就有急停開關、消防開關、缺風傳感器、初效傳感器報警器、中效傳感器報警器等等；負責環境采集的就有回風溫度、濕度、壓差傳感器和預熱溫度傳感器；負責閥門控制的就有冷水閥、冷/熱水閥和熱水閥；負責終端設備的就有多臺排風機、風機、變頻器、加溫器、指示燈、情報面板、中央監控設備以及排風機自動門等等。如此繁多的外設控制命令使得常規的PLC/DDC端口數量不足，這需要端口擴展。

傳統的醫療控制系統往往采用中間繼電器方式去擴展PLC端口。中間繼電器是一種用于增加控制電路中的信號數量或信號強度的繼電器，采用中間繼電器可以暫存輸入狀態以擴展端口，或者當外接線太長時，使用繼電器減少多控制單元的干擾。中間繼電器的接線方式非常復雜，需要人工進行接線，因此對手工的要求高，出錯率居高不下，這嚴重制約了這個領域中控制系統的普及和發展。

進一步的，在樓宇自控系統系統中從PLC的基礎上發展出一種DDC(Direct?Digital?Control)直接數字控制系統。與PLC相比，PLC強調通用性，DDC強調專用性；PLC應用在工業控制領域，DDC應用在專業樓宇系統。DDC的使用是方便它代替了傳統控制組件，如溫度開關、接收控制器或其它電子機械組件，從這點上其優于PLC，已經成為各種建筑環境控制的通用模式。但DDC由于集成度很好，本身能提供的輸入和輸出IO很難滿足整個系統的需要，此時就要使用中繼器來擴展IO，這導致中間繼電器之間存在大量接線，從而造成生產和維護的巨大不便。

以上的背景技術說明，需要設計一種可方便對多個外設硬件進行控制的控制電路擴展系統。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種控制電路擴展系統，該系統可以根據擴展端口數量，從而應用于多外設的電路控制系統。

上述控制電路擴展系統，包括控制面板和中央處理單元，至少還包括一塊用于進行數據通訊的單片機，所述中央處理單元、單片機與控制面板依次連接；

還包括一模擬輸入模塊，用于將外部設備的模擬輸入電壓信號轉換成數字信號，由單片機采集后供中央處理單元讀取；

一模擬輸出模塊，用于將中央控制單元經過單片機輸出的數字信號，經過數模轉換后輸出至外部設備；

一數字輸入模塊，用于將外部設備的數字輸入信號通過光耦轉換成單片機可識別的電平信號，再由單片機采集后供中央處理單元讀取；

一數字輸出模塊，用于將中央控制單元經過單片機輸出的數字信號，經過繼電器驅動單元控制繼電器；

所述的單片機、模擬輸入模塊、模擬輸出模塊、數字輸入模塊和數字輸出模塊均集成在PCB電路板上。

如上所述，中央處理單元的控制信號不直接送至外設硬件，而是送至單片機進行寄存，然后再由單片機將控制信號送出，由于每個單片機均具有多個輸入輸出接口，每個輸入輸出接口均可用于發送控制命令，所以中央控制單元只需要通過一個接口與單片機相接，便可通過單片機控制多個外設硬件，從而達到擴展電路控制系統的目的，而且無需使用大量的中間繼電器，大大減少了接線量，方便了電路控制系統的安裝和日后的維護。