一种消防泵控制器的制作方法

本发明涉及一种控制器，尤其是一种消防泵控制器。

背景技术：

当前，市场上的消防泵控制设备使用的是常规的低压电气控制方案，它是由若干个接触器、中间继电器及时间继电器组成的二次回路，以此来对主供电回路上的消防泵进行星三角降压启动或变压器降压启动或直接启动。这种低压电气控制方案接线复杂、故障率高，但却无法实现复杂的逻辑控制，能达到的功能有限，即产品缺乏稳定性及安全性，同时在生产过程装配用时太长，生产效率低下且增加了产品的生产成本，从而使产品生产商市场竞争力不高。

技术实现要素：

本发明的目的就是要解决当前控制消防泵启动的低压电气控制方案接线复杂、故障率高、逻辑控制功能有限，从而导致生产成本高、生产效率低下，缺乏市场竞争力的问题，为此提供一种消防泵控制器。

本发明的具体方案是：一种消防泵控制器，具有控制箱，控制箱的操作面板上设有液晶显示屏、指示灯及操作按钮，在控制箱内装设有mcu处理器和三相电源采样电路以及开关电源电路，mcu处理器配置有与其通讯连接的开关量输入接口、模拟量输入接口和开关量输出接口；开关量输出接口连接用于控制消防泵进行星三角降压启动或变压器降压启动或直接启动的各个接触器的线包及对消防泵进行保护的电动机保护器；开关量输入接口对应连接各个接触器上的一个常开触点与电动机保护器上的一个常闭触点；模拟量输入接口连接用于调节消防泵启动时间的电位器；三相电源采样电路用于实时检测消防泵三相输入电源的每相电压、频率及相位，mcu处理器根据三相电源采样电路实时传输的信息判断消防泵的三相输入电源是否存在欠压、过压、缺相及相序错误，并以此控制电动机保护器的工作动态；mcu处理器通讯连接液晶显示屏，液晶显示屏通讯连接指示灯与操作按钮。

本发明中所述液晶显示屏具有微控制器、lcd驱动芯片和lcd屏；微控制器的输入端和输出端对应连接操作按钮和指示灯；微控制器通过lcd驱动芯片控制lcd屏进行实时数据显示；微控制器通过rs485或rs232串口线通讯连接mcu处理器。

本发明中所述mcu处理器配置有一个共用的rs485/232接口，rs485/232接口通讯连接max3232een芯片和max485芯片，并且max3232een芯片和max485芯片均通过光电耦合器通讯连接mcu处理器。

本发明中所述操作面板上还设有蜂鸣器，开关量输出接口通讯连接蜂鸣器；开关量输入接口还连接用于监测电源故障或常用电源/备用电源供电状态的常开触点。

本发明中所述三相电源采样电路由三路电压采用电路组成，每路电压采样电路均由电压互感器、运放处理电路和钳位电路组成；所述运放处理电路采用由两个运算放大器构成的电压跟随器电路，在其中一路电压采样电路中，钳位电路连接其中一个运算放大器的输出端，另一个运算放大器的输出端频率检测电路；频率检测电路采用三极管，三极管的基极连接运算放大器的输出端，三极管的发射极接地，三极管的集电极作为输出端，以用于向mcu处理器输入过零点电平信号，从而实现对消防泵三相输入电源的供电频率的检测。

本发明中所述开关电源电路具有变压器；变压器的一次侧设有整流器，整流器的交流输入侧和直流输出侧均接有共模电感，并配设有对变压器一次侧的输入电压频率进行控制的开关频率控制电路；变压器的二次侧设有至少两组输出端，每组输出端均接有用于输出不同等级的直流电的直流变换电路。

与现有技术相比，本发明结构紧凑、造型美观，集成度高，大幅度地减少了外围接线，有利于提高安装调试的效率，并便于售后维护，同时适用于各种类型的消防泵的启动控制。

附图说明

图1是本发明的控制结构框图；

图2是本发明中操作面板的布置结构示意图；

图3是本发明中mcu处理器的电气原理图；

图4是本发明中微控制器与各个操作按钮、指示灯相连接的电气原理图；

图5是本发明中lcd驱动芯片与lcd屏相连接的电气原理图；

图6是本发明中三相电源采样电路的电气原理图；

图7是本发明中max3232een芯片和max485芯片的电气原理图；

图8是本发明中开关电源电路的电气原理图。

图中：1—mcu处理器，2—三相电源采样电路，3—开关电源电路，4—开关量输入接口，5—模拟量输入接口，6—开关量输出接口，7—操作面板，8—液晶显示屏，9—指示灯，10—操作按钮，11—电位器，12—微控制器，13—lcd驱动芯片，14—lcd屏，15—rs485/232接口，16—max3232een芯片，17—max485芯片，18—光电耦合器，19—电压互感器，20—运放处理电路，21—钳位电路，22—频率检测电路，23—变压器，24—整流器，25—共模电感，26—开关频率控制电路，27—直流变换电路，28—蜂鸣器。

具体实施方式

参见图1-3，本发明提供了一种消防泵控制器，具有控制箱，控制箱的操作面板7上设有液晶显示屏8、指示灯9及操作按钮10，在控制箱内装设有mcu处理器1和三相电源采样电路2以及开关电源电路3，mcu处理器1配置有与其通讯连接的开关量输入接口4、模拟量输入接口5和开关量输出接口6；开关量输出接口6连接用于控制两台消防泵进行星三角降压启动或变压器降压启动或直接启动的各个接触器的线包及对消防泵进行保护的电动机保护器；开关量输入接口4对应连接各个接触器上的一个常开触点与电动机保护器上的一个常闭触点，从而对各个接触器和电动机保护器的工作状态进行实时监控；模拟量输入接口5连接用于调节消防泵启动时间的电位器11；三相电源采样电路2用于实时检测消防泵三相输入电源的每相电压、频率及相位，mcu处理器1根据三相电源采样电路2实时传输的信息判断消防泵的三相输入电源是否存在欠压、过压、缺相及相序错误，并以此控制电动机保护器的工作动态；mcu处理器1通讯连接液晶显示屏8，液晶显示屏8通讯连接指示灯9与操作按钮10。

参见图2，本实施例中指示灯9包括常用电源指示灯led1、自动状态指示灯led2、手动状态指示灯led3、电源故障指示灯led4、1#泵故障指示灯led5、2#泵故障指示灯led6、1#泵运行指示灯led7、2#泵运行指示灯led8、设备运行反馈指示灯led9、联动状态显示指示灯led10；所述操作按钮10包括手动/自动按钮key1、消音按钮key2、1#泵启动按钮key3、1#泵停止按钮key4、2#泵启动按钮key5、2#泵停止按钮key6、故障复位按钮key7。

参见图4、图5，本实施例中所述液晶显示屏8具有微控制器12、lcd驱动芯片13和lcd屏14，其中微控制器12选用的型号为stm8s005c6-48p，lcd驱动芯片选用的型号为tm1622，lcd屏选用的型号为h5946haa；微控制器12的输入端和输出端对应连接各个操作按钮9和各个指示灯10；微控制器12通过lcd驱动芯片13控制lcd屏14进行实时数据显示；微控制器12通过rs485或rs232串口线通讯连接mcu处理器1。

参见图7，本实施例中所述mcu处理器1配置有一个共用的rs485/232接口15，rs485/232接口15通讯连接max3232een芯片16和max485芯片17，并且max3232een芯片16和max485芯片17均通过光电耦合器18通讯连接mcu处理器1。

参见图2，本实施例中所述操作面板7上还设有蜂鸣器28，开关量输出接口6通讯连接蜂鸣器28；开关量输入接口4还连接用于监测电源故障或常用电源/备用电源供电状态的常开触点。

参见图6，本实施例中所述三相电源采样电路2由三路电压采用电路组成，每路电压采样电路均由电压互感器19、运放处理电路20和钳位电路21组成；所述运放处理电路20采用由两个运算放大器构成的电压跟随器电路，在第一路电压采样电路（a1）中，钳位电路21连接运算放大器ic3a的输出端，运算放大器ic3b的输出端频率检测电路22；频率检测电路22采用三极管q2，三极管q2的基极连接运算放大器ic3b的输出端，三极管q2的发射极接地，三极管q2的集电极作为输出端，以用于向mcu处理器1输入过零点电平信号，从而实现对消防泵三相输入电源的供电频率的检测；钳位电路21用于向mcu处理器1提供3.3v的钳位电压。

参见图8，本实施例中所述开关电源电路具有变压器23；变压器23的一次侧设有整流器24，整流器24的交流输入侧和直流输出侧均接有共模电感25，整流器24用于向变压器23的一次侧输入300v左右的工频直流电压；变压器23的一次侧设有对其输入电压频率进行控制的开关频率控制电路26，开关频率控制电路26采用的芯片型号为viper53，开关频率控制电路26对电压的调控频率达到60～120khz；变压器23的二次侧设有两组输出端，每组输出端均接有用于输出+24v、+5v、+3.3v等不同等级的直流电的直流变换电路27。