多路电器设备控制装置

技术领域

本发明涉及电器设备的保护控制装置领域，尤其涉及一种多路电器设备控制装置。

背景技术

在各种工业控制场景中，经常需要对多台电器设备进行集中控制，目前的主要技术方案有纯机械开关式控制器和PLC式控制器两种(PLC，全称Programmable LogicController，可编程逻辑控制器)。纯机械开关式控制器成本低廉、经济实用，但全程需要专人值守和维护管理，不能实现自动化管理，在出现设备故障时不能进行快速的诊断和及时有效的保护，存在极大的安全隐患。PLC式控制器功能多、智能化程度高，但价格昂贵，并且对操作人员的技术水平要求高，需要具备一定技能水平的专业人员才能进行操作管理。

目前，智能化控制已在多种工业控制领域中得到广泛应用，但还需在经济性、智能化、兼容性、可靠性、可扩展性、以及操作便捷性上进行全面突破，才能满足市场大规模普及的条件。

鉴于此，有必要提供一种新型的多路电器设备控制装置，以解决或至少缓解上述技术缺陷。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种多路电器设备控制装置，旨在解决现有技术中控制装置不能实现自动化管理或价格昂贵对操作者技术水平要求高的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种多路电器设备控制装置，包括：

主控板电路模组和分别与所述主控板电路模组连接的操作面板电路模组和输出控制板电路模组；

所述主控板电路模组包括主控板微处理器电路和分别与所述主控板微处理器电路连接的电压检测和自动切换子模组、输出端口扩展子模组、数据储存子模组和联机操作子模组；

所述操作面板电路模组包括操作面板微处理器电路和分别与所述操作面板微处理器电路连接的阈值设定子模组、操作键扩展子模组、编程子模组、亮度调节子模组和报警消音子模组；

所述输出控制板电路模组包括输出控制板微处理器电路和分别与输出控制板微处理器电路连接的保护电路子模组、系统自检子模组和寿命超限保护子模组。

可选地，所述电压检测和自动切换子模组包括电压检测电路、主路电源输入端、辅路电源输入端和输入电源切换继电器，所述电压检测电路用于对所述主路电源输入端和辅路电源输入端进行电压检测，当主路电源电压或辅路电源电压超过设定范围时，输入电源切换继电器将自动对主路输入电源或辅路输入电源进行切换或关断。

可选地，所述输出端口扩展子模组包括输出控制端口，所述输出控制端口上设置有第一电源输出端和第一通信总线，所述输出控制端口能够与多个所述控制板电路模组并联。

可选地，所述数据储存子模组包括外置数据存储装置通信端口和操作面板电路通信端口，所述主控板电路模组通过所述外置数据存储装置通信端口对外发送存储数据，所述主控板电路模组还通过所述操作面板电路通信端口向操作面板电路模组发出数据信息；所述联机操作子模组包括外置关联控制设备通信端口，所述主控板电路模组通过所述外置关联控制设备通信端口与外界控制装置进行数字通信。

可选地，所述阈值设定子模组包括输出电流保护值设定操作键、可扩展式操作键、编码开关和显示屏，所述阈值设定子模组通过操作面板通信端口将设定的参数传送至所述主控板微处理器电路并经所述主控板微处理器电路传送至输出控制板微处理器电路。

可选地，所述操作键扩展子模组包括第二电源输出端和第二通信总线，所述操作键扩展子模组可与多个所述可扩展式操作键通过并联连接。

可选地，所述编程子模组包括所述可扩展式操作键和编程操作键，所述操作面板电路模组通过所述可扩展式操作键和编程操作键进行编程设定，并将设定好的程序存储在操作面板微处理器电路中。

可选地，所述亮度调节子模组包括LED指示灯亮度调节操作键和LED指示灯，所述报警消音子模组包括蜂鸣器和消除报警音操作键。

可选地，所述保护电路子模组包括输出电流及漏电流检测电路、输出继电器和输出熔断器，当所述输出电流及漏电流检测电路检测到输出端出现过载、漏电或开路故障时，所述输出控制板微处理器电路将驱动所述输出继电器关断输出电源，或断开所述输出熔断器输出电源。

可选地，所述寿命超限保护子模组包括输出控制板通信端口和所述输出继电器，所述输出控制板微处理器电路对运行寿命进行记录，并通过所述输出控制板通信端口上传至所述主控板电路模组，当所述的设备累计运行时间达到预设阈值，通过所述输出继电器切断输出电源。

本发明的上述技术方案中，多路电器设备控制装置包括：主控板电路模组和分别与主控板电路模组连接的操作面板电路模组和输出控制板电路模组；主控板电路模组包括主控板微处理器电路和分别与主控板微处理器电路连接的电压检测和自动切换子模组、输出端口扩展子模组、数据储存子模组和联机操作子模组；操作面板电路模组包括操作面板微处理器电路和分别与操作面板微处理器电路连接的阈值设定子模组、操作键扩展子模组、编程子模组、亮度调节子模组和报警消音子模组；输出控制板电路模组包括输出控制板微处理器电路和分别与输出控制板微处理器电路连接的保护电路子模组、系统自检子模组和寿命超限保护子模组。上述方案中，多路电器设备控制装置包括主控板电路模组、操作面板电路模组和输出控制板电路模组，该方案通过各个子模组的集成能够实现多种功能，相比于纯机械开关式控制器而言，该方案可以实现管理的自动化；并且相比于PLC电路而言，制作成本较低，普通的技术人员即可操作。该发明具有能够实现管理功能的自动化和制作成本低的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例多路电器设备控制装置的电路连接结构示意图；

图2为本发明实施例主控板电路模组的电路连接结构示意图；

图3为本发明实施例操作面板电路模组的电路连接结构示意图；

图4为本发明实施例输出控制板电路模组的电路连接结构示意图；

图5为本发明实施例主控板电路模组和多个输出控制板电路模组的连接结构示意图；

图6为本发明实施例操作面板电路模组和多个可扩展式操作键的连接结构示意图。

附图标号说明：

1、主控板电路模组；11、主控板微处理器电路；12、微处理器电源电路；13、操作面板电路通信端口；14、外置关联控制设备通信端口；15、外置数据存储装置通信端口；16、输出控制端口；161、第一电源输出端；162、第一通信总线；17、主路电源输入端；18、主路熔断器；19、电压检测电路；110、输入电源切换继电器；111、辅路电源输入端；112、辅路熔断器；2、操作面板电路模组；21、操作面板微处理器电路；22、操作面板电路通信接口；23、可扩展式操作键；231、第二电源输出端；232、第二通信总线；24、LED指示灯亮度调节操作键；25、运行寿命数据清零操作键；26、系统自检操作键；27、消除报警音操作键；28、显示屏；29、编码开关；210、输出电流保护值设定操作键；211、蜂鸣器；212、编程操作键；213、LED指示灯；3、输出控制板电路模组；31、输出控制板微处理器电路；32、输出控制板通信端口；33、输出电流及漏电流检测电路；34、输出继电器；35、输出熔断器。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参见图1-图6，本发明提供一种多路电器设备控制装置，包括：主控板电路模组1和分别与主控板电路模组1连接的操作面板电路模组2和输出控制板电路模组3；

主控板电路模组1包括主控板微处理器电路11和分别与主控板微处理器电路11连接的电压检测和自动切换子模组、输出端口扩展子模组、数据储存子模组和联机操作子模组；

操作面板电路模组2包括操作面板微处理器电路21和分别与操作面板微处理器电路21连接的阈值设定子模组、操作键扩展子模组、编程子模组、亮度调节子模组和报警消音子模组；

输出控制板电路模组3包括输出控制板微处理器电路31和分别与输出控制板微处理器电路31连接的保护电路子模组、系统自检子模组和寿命超限保护子模组。

上述实施例中，多路电器设备控制装置包括主控板电路模组1、操作面板电路模组2和输出控制板电路模组3，该实施例通过各个子模组的集成能够实现多种功能，相比于纯机械开关式控制器而言，该实施例可以实现管理的自动化；并且相比于PLC电路而言，制作成本较低，普通的技术人员即可操作。该实施例具有能够实现管理功能的自动化和制作成本低的优点。该多路电器设备控制装置也可称为可编程式多路电器设备控制装置。关于本多路电器设备控制装置的具体结构和能够实现的功能，下面分别予以详细介绍：

请参照图2，电压检测和自动切换子模组包括电压检测电路19、主路电源输入端17、辅路电源输入端111和输入电源切换继电器110，电压检测电路19用于对主路电源输入端17和辅路电源输入端111进行电压检测，当主路电源电压或辅路电源电压超过设定范围时，输入电源切换继电器110将自动对主路输入电源或辅路输入电源进行切换或关断，这样实现了双通道输入电源电压检测和自动切换保护功能。

进一步地，请参照图5，输出端口扩展子模组包括输出控制端口16，输出控制端口16上设置有第一电源输出端161和第一通信总线162，输出控制端口16能够与多个控制板电路模组并联。在主控板电路模组1上的输出控制端口16设计了第一电源输出端161和第一通信总线162，可以通过并联的方式向多个输出控制电路模组提供电源和控制通信通道，使得用户可在系统规定的最大输出功率范围以及最大通信节点范围内自由的配置输出控制电路模组的数量，实现输出端口可扩展功能。该实施例提供了一种输出端口数量可扩展的技术方案，更有利于对系统的灵活配置。

进一步地，请再次参照图2，数据储存子模组包括外置数据存储装置通信端口15和操作面板电路通信端口13，主控板电路模组1通过外置数据存储装置通信端口15对外发送存储数据，主控板电路模组1还通过操作面板电路通信端口13向操作面板电路模组2发出数据信息；联机操作子模组包括外置关联控制设备通信端口14，主控板电路模组1通过外置关联控制设备通信端口14与外界控制装置进行数字通信。主控板电路模组1可以通过外置数据存储装置通信端口15与系统以外的数据存储装置(如：黑匣子)进行通信，实现了对外发送系统运行数据的功能，进而对数据进行存储。当需要外接数据存储装置与主控板电路模组1进行通信时，主控板电路模组1可通过操作面板电路通信端口13向操作面板电路模组2发出相关数据信息。此外，主控板电路模组1通过外置关联控制设备通信端口14与系统以外的控制装置(如：PC电脑、网关服务器)进行数字通信，可实现联机操作控制和远程控制的功能。当外接数字控制装置与主控板电路模组1进行通信时，主控板电路模组1可通过操作面板电路通信端口13向操作面板电路模组2发出相关状态信息。该实施例实现了数据外部存储功能和联机操作功能。

进一步地，请参照图3，阈值设定子模组包括输出电流保护值设定操作键210、可扩展式操作键23、编码开关29和显示屏28，阈值设定子模组通过操作面板通信端口将设定的参数传送至主控板微处理器电路11并经主控板微处理器电路11传送至输出控制板微处理器电路31。具体地，用户可以通过操作面板电路模组2，利用其设置的输出电流保护值设定操作键210、可扩展式操作键23、编码开关29以及显示屏28，对本发明中多路电器设备控制装置的各个输出端口的电流保护阈值进行设定，并通过操作面板通信端口将相关参数上传到主控板微处理器电路11中。以实现输出过载保护阈值可编程设定功能。

进一步地，请参照图6，操作键扩展子模组包括第二电源输出端231和第二通信总线232，操作键扩展子模组可与多个可扩展式操作键23通过并联连接。可以在操作面板电路模组2上设计第二电源输出端231和第二通信总线232，可通过并联的方式向多个可扩展式操作键23提供电源和通信通道，用户可在系统规定的最大通信节点范围内自由的配置可扩展式操作键23的数量，该实施例可以实现操作键可扩展功能。

进一步地，请参照图3，编程子模组包括可扩展式操作键23和编程操作键212，操作面板电路模组2通过可扩展式操作键23和编程操作键212进行编程设定，并将设定好的程序存储在操作面板微处理器电路21中。用户可通过操作面板电路模组2上的可扩展式操作键23和编程操作键212进行编程运行程序的设定，设定好的运行程序将存储在操作面板微处理器电路21中，以实现编程运行功能；并且，当需要进行组合控制时，用户只需要点击某一个已经存储了编程运行程序的编程操作键212后，操作面板电路模组2将通过面板电路通信端口与操作面板通信端口进行通信，然后再由主控板微处理器电路11通过输出控制电路通信端口向多路输出控制板电路模组3下发控制命令，最终实现了对系统中的多台电器设备进行组合控制的便捷操作。

进一步地，请再次参照图3，亮度调节子模组包括LED指示灯亮度调节操作键24和LED指示灯213，报警消音子模组包括蜂鸣器211和消除报警音操作键27。操作面板电路模组2的操作面板微处理器电路21还与LED指示灯亮度调节操作键24相连接，当用户需要对显示屏28以及LED指示灯213的发光亮度进行调节时，连续点击LED指示灯亮度调节操作键24，操作面板微处理器电路21将会调节其驱动显示屏28以及LED指示灯213的输出电压，使其亮度值进行从小到大的循环变化，可以实现LED指示灯213亮度调节功能。并且操作面板电路模组2还配置了蜂鸣器211，主要用于在系统发生异常状态时向用户提供音频报警提醒功能通过该方案的设计，实现了报警提醒与报警消音功能。

进一步地，请参照图4，保护电路子模组包括输出电流及漏电流检测电路33、输出继电器34和输出熔断器35，当输出电流及漏电流检测电路33检测到输出端出现过载、漏电或开路故障时，输出控制板微处理器电路31将驱动输出继电器34关断输出电源，或断开输出熔断器35输出电源。当输出电流及漏电流检测电路33检测到输出端出现过载、漏电或开路故障时，输出控制板微处理器电路31将驱动输出继电器34关断输出电源进行保护，或采用输出熔断器35断开输出电源进行保护，这样就可以实现输出过载保护功能。

进一步地，请再次参照图4，寿命超限保护子模组包括输出控制板通信端口32和输出继电器34，输出控制板微处理器电路31对运行寿命进行记录，并通过输出控制板通信端口32上传至主控板电路模组1，当设备累计运行时间达到预设阈值，通过输出继电器34切断输出电源。当系统中各台设备开始通电运行时，的输出控制板微处理器电路31开始对运行寿命进行记录，当的设备累计运行时间快要接近预定的超限标准值后，将通过输出控制板通信端口32上传至主控板电路模组1，实现运行寿命即将超限的警告功能。而当的设备累计运行时间达到预定的超限标准值后，将通过输出继电器34切断输出电源，而实现运行寿命超限保护功能。

进一步地，请再次参照图3，操作面板微处理器内部集成了数据存储电路，在系统设备运行时可将相关运行参数进行实时储存和更新。当系统重启后，操作面板微处理器电路21将按照其内部存储的最新运行参数，再次向主控板电路模组1发送操作指令，使系统恢复到重启之前的工作模式，从而实现了断电记忆功能。

进一步地，请再次参照图3，当用户需要对系统中各台设备的性能进行全面诊断时，可点击系统自检操作键26，此时操作面板电路模组2将通过操作面板电路通信接口22向的主控板电路模组1发送系统性能自检指令；又如图5所示，当的主控板电路模组1收到控制指令后，将通过输出控制电路通信端口向多台输出控制电路模组转发系统性能自检指令；再如图4所示，当输出控制电路模组进入工作状态时，其内部的输出控制板微处理器电路31通过对输出电流及漏电流检测电路33所测量的实时电流值进行诊断，判定此通道是否有开路、过载、漏电等故障，并将所诊断的结果通过输出控制板通信端口32上传至主控板电路模组1，最终完成了系统性能自检功能。

综上，下面对本发明的技术方案做出总的阐述：

多路电器设备控制装置包括主控板电路模组1、操作面板电路模组2和输出控制板电路模组3，主控板电路模组1主要包括主控板微处理器电路11、微处理器电源电路12、操作面板电路通信接口22、外置关联控制设备通信端口14、外置数据存储装置通信端口15、输出控制端口16、主路电源输入端17、主路熔断器18、电压检测电路19、主/辅输入电源切换继电器110、辅路电源输入端111和辅路熔断器112。操作面板电路模组2主要包括：操作面板微处理器电路21、操作面板电路通信接口22、可扩展式操作键23、LED指示灯亮度调节操作键24、运行寿命数据清零操作键25、系统自检操作键26、消除报警音操作键27、显示屏28、编码开关29、输出电流保护值设定操作键210、蜂鸣器211、编程操作键212和LED指示灯213。输出控制板电路模组3主要包括：输出控制板微处理器电路31、输出控制板通信端口32、输出电流及漏电流检测电路33、输出继电器34和输出熔断器35。该多路电器设备控制装置可以实现以下功能：1)双通道输入电源电压检测和自动切换保护功能；2)输出过载保护功能；3)输出过载保护阈值可编程设定功能；4)输出端口可扩展功能；5)操作键可扩展功能；6)编程运行功能；7)断电记忆功能；8)系统性能自检功能；9)设备运行寿命超限保护功能；10)运行寿命数据清零功能；11)LED指示灯213亮度调节功能；12)报警提醒与报警消音功能；13)运行数据外部存储功能；14)联机操作功能。

本申请相比传统的纯机械开关式控制器和PLC式控制器等方案，其经济性、智能化程度、场景应用兼容性、可扩展性方面达到了全面领先水平，并特别增加了对输入电源管理、负载设备老化监控、系统综合性能自动诊断等功能，大幅提升了系统设备的可靠性，大幅减少了综合安全隐患。

以上仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的技术构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效连接变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。