[發明專利]一種溫室執行機構控制器

有效

• 申請號: 201410246476.3
• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN104007688A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 高一川;陳鴻;萬勇;周朝;柳競林
• 申請（專利權）人: 武漢市農業機械化科學研究所
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平;楊曉燕

技術領域

本發明涉及智能溫室領域，具體涉及一種溫室執行機構控制器。

背景技術

智能溫室也稱自動化溫室，是通過計算機控制系統綜合控制多種溫室執行機構，以調控溫室環境參數來滿足作物生長發育的需求。現代溫室的執行機構主要有天窗、側窗、風機、水泵、內外遮陽網等，其中大部分設備由三相電機的正反轉來驅動。目前，普遍的控制方法是根據溫室執行機構的種類和數量配備相應的電力控制柜，其原理是通過熔斷器、接觸器以及繼電器按照一定的接線方式連接來驅動電機運轉，再通過電力控制柜的外部開關來手動控制執行機構。

隨著溫室環境控制技術的發展，溫室自動控制和遠程網絡控制已逐漸應用于現代智能溫室領域。現有的控制方式是在原有的電力控制柜基礎上，配備相應的弱電-強電轉換接口，計算機再通過相應的弱電-強電轉換接口控制溫室執行機構。現有的執行機構控制裝置雖具有一定自動化程度，但是也存在著諸多缺點：

1、模擬開關器件容易損壞，可靠性低；當執行機構需要啟停或正反轉切換時，由于電動機容量較大、頻繁啟停操作，容易導致接觸器的主觸頭產生電弧，電弧是高溫高導電率的游離氣體，它不僅對觸頭有很大的破壞作用，而且使電路斷開的時間延長，從而嚴重影響整個控制設備的穩定性和使用壽命；

2、控制裝置的弱電-強電轉換功能模塊器件多，各功能模塊器件之間的連接比較復雜，因此涉及對原有配電柜改造的工作量大，接線復雜，可靠性低。

因而，傳統的主要依靠模擬開關器件的控制方式已不能適應現代溫室智能化、數字化的發展需求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，針對現有溫室控制系統存在的上述不足，提供一種溫室執行機構控制器，實現執行機構電流過零點切斷，避免觸頭產生電弧現象，提高整個控制器的穩定性和延長使用壽命。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種溫室執行機構控制器，包括電源模塊，五路磁保持繼電器K1、K2、K3、K4、K5，繼電器驅動單元，過零檢測單元，互感器，采樣檢測單元，通信單元，數據存儲模塊和微控制器MCU；所述電源模塊與三相電源連接；繼電器驅動單元、過零檢測單元、采樣檢測單元、通信單元、數據存儲模塊和微控制器MCU均與電源模塊連接；微控制器MCU的IO接口與繼電器驅動單元連接，繼電器驅動單元分別與五路磁保持繼電器K1、K2、K3、K4、K5的線圈連接，五路磁保持繼電器的觸點S1、S2、S3、S4、S5分別相應連接三相電源的某一相和電機的某一相；所述互感器的一次側與電機的三相線連接，互感器的二次側分別與過零檢測單元、采樣檢測單元連接；所述過零檢測單元與微控制器MCU外部中斷口INT連接，采樣檢測單元與微控制器MCU的SPI接口連接，數據存儲模塊通過I2C接口與微控制器MCU連接，通信單元通過USART接口與微控制器MCU連接。

按上述方案，所述磁保持繼電器K1的觸點S1連接三相電源的U相和電機U相，磁保持繼電器K2的觸點S2連接三相電源的V相和電機V相，磁保持繼電器K3的觸點S3連接三相電源的W相和電機W相，磁保持繼電器K4的觸點S4連接三相電源的W相和電機V相，磁保持繼電器K5的觸點S5連接三相電源的V相和電機W相。

按上述方案，所述電源模塊包括電源保護接口、AC-DC電源模塊、DC-DC電源模塊，從三相電源任意一根相線與零線間取相電壓作為電源模塊的輸入，電源保護接口用于對輸入電源進行過流、過壓保護，電源保護接口的輸出作為AC-DC電源模塊的輸入，實現將220V交流電轉換為12V直流電；12V直流電一方面用于驅動五路磁保持繼電器，另一方面作為DC-DC電源模塊的輸入，DC-DC電源模塊用于將12V直流電轉化成3.3V直流電給微控制器MCU、采樣檢測單元、過零檢測單元、通信單元、數據存儲模塊供電。

按上述方案，所述AC-DC電源模塊采用金升陽公司的LH10-10B12電源模塊，DC-DC電源模塊采用金升陽公司的B_S-2W電源模塊。

按上述方案，所述五路磁保持繼電器K1、K2、K3、K4、K5采用上海萬佳的WJ31F型繼電器。