專利名稱：一種機(jī)車熱風(fēng)機(jī)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)車駕駛室里溫度控制領(lǐng)域，具體涉及ー種機(jī)車熱風(fēng)機(jī)控制器。
背景技術(shù)：
目前，在我國(guó)鉄路各基層單位仍有大量DF4B(。)型機(jī)車在使用。特別是在西北、東北高寒地區(qū)，出于防寒考慮，df4b(。)型機(jī)車都裝備了熱風(fēng)機(jī)供暖裝置。該供暖裝置一直存在以下弊端控制方式為手動(dòng)控制，自動(dòng)化程度不高，無法與上位機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)不了中央集中控制；能量消耗大，駕駛員啟動(dòng)加熱裝置后，溫度達(dá)到適宜時(shí)，經(jīng)常忘記斷開電源，造成能源浪費(fèi)，同時(shí)由于電阻長(zhǎng)期發(fā)熱，導(dǎo)致電阻瓷架和電阻片燒壞，設(shè)備更換頻繁，經(jīng)常費(fèi)用較高；操控性能差，加熱電阻的功率選擇，完全由駕駛員憑經(jīng)驗(yàn)選擇，増加了駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
隨著電カ電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，智能控制理論和可控硅技術(shù)的應(yīng)用，智能控制機(jī)應(yīng)時(shí)而生。鉄路特別是高鐵機(jī)車，智能化程度越來越高。原有的機(jī)車也要進(jìn)行技術(shù)更新，如何創(chuàng)造ー個(gè)舒適的機(jī)車駕駛室、降低駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度已成為目前必須要攻克的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供ー種機(jī)車熱風(fēng)機(jī)控制器，針對(duì)機(jī)車現(xiàn)有駕駛室溫度控制相對(duì)落后的狀況，采用可控硅控制技術(shù)與智能化程度高的單片機(jī)控制，代替原有的人工控制熱風(fēng)機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)降低駕駛員勞動(dòng)強(qiáng)度，創(chuàng)造ー個(gè)舒適的機(jī)車駕駛室的目標(biāo)，同時(shí)又提高效率，節(jié)能減排，智能操控，降低經(jīng)常費(fèi)用成本。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
ー種機(jī)車熱風(fēng)機(jī)控制器，包括主電路、控制盒，主電路包括可控硅電路、AC/DC控制電源、信號(hào)隔離及驅(qū)動(dòng)電路、單片機(jī)控制系統(tǒng)、信號(hào)隔離及驅(qū)動(dòng)電路、溫度檢測(cè)電路、報(bào)警電路、溫度顯示電路、機(jī)車駕駛員給定信號(hào)輸入電路、CAN總線電路。其中，可控硅電路輸入端與外接電源連接，輸出端與加熱電阻器接ロ相連，信號(hào)隔離及驅(qū)動(dòng)電路接入可控硅電路，AC/DC控制電源、溫度檢測(cè)電路、機(jī)車駕駛給定信號(hào)輸入電路ー并接入單片機(jī)控制系統(tǒng)，單片機(jī)控制系統(tǒng)與信號(hào)隔離及驅(qū)動(dòng)電路、溫度顯示報(bào)警電路連接?？刂坪邪ˋC380V接線端子、機(jī)車駕駛員輸入信號(hào)及CAN線端子、風(fēng)扇、散熱器、PCB板、單片機(jī)控制系統(tǒng)、可控硅集成模塊、變壓器、溫度傳感器、LED顯示及報(bào)警電路接ロ、LED顯示及報(bào)警，散熱器與可控硅集成模塊成一體，單片機(jī)控制系統(tǒng)固定于PCB板上，其與機(jī)車通信電路采用CAN總線雙向連接，主電路中的各個(gè)電路與控制盒相對(duì)應(yīng)接ロ連接。在本發(fā)明中，所述外接電源為機(jī)車電源。在本發(fā)明中，所述控制器外殼結(jié)構(gòu)為鐵制品結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中，所述可控硅電路控制兩臺(tái)電阻型發(fā)熱器。在本發(fā)明中，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)為AT89C51CC03芯片。在本發(fā)明中，所述機(jī)車駕駛員給定信號(hào)輸入電路米用光電稱合芯片PC817。
在本發(fā)明中，所述信號(hào)隔離電路及驅(qū)動(dòng)電路2采用M0C3063光電雙向可控硅驅(qū)動(dòng)芯片。有益效果本發(fā)明ー種機(jī)車熱風(fēng)機(jī)控制器，采用可控硅控制技術(shù)與智能化程度高的單片機(jī)系統(tǒng)控制，通過溫度傳感器采集環(huán)境溫度，運(yùn)用模糊控制方法，得出最佳的控制模式，從而自動(dòng)控制熱風(fēng)機(jī)的加熱電阻器和風(fēng)扇的工作，同時(shí)用戶能自主進(jìn)行功耗模式選擇，代替了原有的人工控制熱風(fēng)機(jī)，最大程度的節(jié)省能量消耗，實(shí)現(xiàn)智能操控，安裝方便，溫度定義直觀，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)生效，具有記憶儲(chǔ)存功能，易于操作，性能穩(wěn)定，同時(shí)降低了經(jīng)常費(fèi)用成本。


圖I為本發(fā)明的較佳實(shí)施例中控制盒結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本發(fā)明的較佳實(shí)施例主電路連接示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)ー步闡述本發(fā)明。參見圖I的ー種機(jī)車熱風(fēng)機(jī)控制器，在本實(shí)施例中，控制盒包括AC380V接線端子I、機(jī)車駕駛員輸入信號(hào)及CAN線端子2、風(fēng)扇3、散熱器4、PCB板5、變壓器6、溫度傳感器7、LED顯示及報(bào)警電路接ロ 8、LED顯示及報(bào)警9。AC380V接線端子I和機(jī)車駕駛員輸入信號(hào)及CAN線端子2置于控制盒外，主體焊接在PCB板5上，方便接線。風(fēng)扇3采取外排方式，固定在控制盒的外側(cè)，并與散熱器4緊密連接在一起，散熱器4與可控硅集成模塊成一體，PCB板5、變壓器6、溫度傳感器7通過螺母固定在控制盒內(nèi)，LED顯示及報(bào)警電路接ロ 8置于控制盒外，其主體焊接在PCB板5上，LED顯示及報(bào)警9設(shè)置在控制盒的側(cè)面，單片機(jī)控制系統(tǒng)固定于PCB板5上。控制盒工作時(shí)，變壓器6為控制盒提供電源，溫度傳感器7將實(shí)時(shí)檢測(cè)的溫度數(shù)據(jù)傳輸至PCB板5上的單片機(jī)控制系統(tǒng)，經(jīng)過單片機(jī)控制系統(tǒng)處理得出最佳控制方式，LED顯示及報(bào)警9顯示此時(shí)最高溫度和最低溫度及實(shí)測(cè)溫度，若系統(tǒng)超過設(shè)置溫度，LED顯示及報(bào)警9將會(huì)報(bào)警，蜂鳴器響起，反之控制器繼續(xù)工作，風(fēng)扇3和散熱器4共同為PCB板5提供散熱。參見圖2的ー種機(jī)車熱風(fēng)機(jī)控制器，在本實(shí)施例中，主電路包括可控硅電路10、信號(hào)隔離及驅(qū)動(dòng)電路11、溫度檢測(cè)電路12、AC/DC電源電路13、單片機(jī)控制系統(tǒng)14、CAN總線電路15、溫度顯不和報(bào)警電路16、機(jī)車駕駛員給定輸入信號(hào)電路17、電阻加熱器18、機(jī)車電源19。工作時(shí)，機(jī)車駕駛員開啟機(jī)車熱風(fēng)機(jī)控制器，溫度檢測(cè)電路12將檢測(cè)的溫度數(shù)據(jù)傳輸至單片機(jī)控制系統(tǒng)14 ;單片機(jī)控制系統(tǒng)14進(jìn)行比較運(yùn)算，運(yùn)用模糊控制算法，得出最佳控制方式，產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)信號(hào)隔離電路及驅(qū)動(dòng)電路11對(duì)可控硅集成模塊控制，通過可控硅電路10自動(dòng)控制電阻加熱器18的工作；經(jīng)過溫度顯示和報(bào)警電路16的傳輸在控制盒上顯示此時(shí)最高溫度和最低溫度及實(shí)測(cè)溫度，若熱風(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間工作或者出現(xiàn)異常情況導(dǎo)致環(huán)境溫度高于設(shè)定的最高溫度吋，則熱風(fēng)機(jī)停止工作且控制盒內(nèi)蜂鳴器報(bào)警；當(dāng)熱風(fēng)機(jī)停止工作一段時(shí)間后，如果環(huán)境溫度低于設(shè)定的最高溫度吋，則控制盒內(nèi)蜂鳴器停止報(bào)警；如果環(huán)境溫度繼續(xù)降低，當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定的最低溫度吋，則熱風(fēng)機(jī)繼續(xù)工作；如此循環(huán)。在此過程中機(jī)車駕駛員可以根據(jù)需求通過機(jī)車駕駛員給定信號(hào)輸入電路17完成對(duì)溫度控制目標(biāo)值的設(shè)定、功耗模式選擇、手/自動(dòng)控制選擇，送至單片機(jī)控制系統(tǒng)14 ;單片機(jī)控制系統(tǒng)14根據(jù)機(jī)車駕駛員的設(shè)定實(shí)時(shí)生效。在整個(gè)工作中通信電路CAN總線電路15完成單片機(jī)控制系統(tǒng)14與外部的通信。 在本實(shí)施例中，主電路中的各個(gè)電路與控制盒相對(duì)應(yīng)接ロ連接。在本實(shí)施例中，可控硅電路10和AC/DC電源電路13外接機(jī)車電源19。在本實(shí)施例中，AC/DC電源電路13采用380VAC/12V變壓器，經(jīng)過降壓整流后供控制器及風(fēng)扇3電源。
在本實(shí)施例中，機(jī)車駕駛員給定控制信號(hào)輸入接ロ電路17采用光電耦合芯片PC817避免了外界對(duì)單片機(jī)控制系統(tǒng)14的干擾。在本實(shí)施例中，信號(hào)隔離電路及驅(qū)動(dòng)電路11采用M0C3063光電雙向可控硅驅(qū)動(dòng)芯片實(shí)現(xiàn)信號(hào)隔離和可控硅驅(qū)動(dòng)，避免強(qiáng)電及外界對(duì)單片機(jī)控制系統(tǒng)14的干擾，同時(shí)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)功能。在本實(shí)施例中，CAN總線電路15采用PCA82C250作為CAN總線收發(fā)器，在收發(fā)器之間加高速光耦6N137，增強(qiáng)CAN節(jié)電抗干擾能力。在本實(shí)施例中，單片機(jī)控制系統(tǒng)14采用ATMEL公司的高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)AT89C51CC03，該芯片工作電壓5. 5V-3V,有EEPROM功能。在本實(shí)施例中，可控硅集成模塊采用ST公司三端雙向可控硅BTA41600B模塊，該模塊工作電流可達(dá)40A，柵極觸發(fā)電流50mA，工作溫度范圍_40°到125°，有極強(qiáng)的帶負(fù)載能力。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)車熱風(fēng)機(jī)控制器，包括主電路、控制盒，主電路包括可控硅電路、AC/DC控制電源、信號(hào)隔離及驅(qū)動(dòng)電路、單片機(jī)控制系統(tǒng)、信號(hào)隔離及驅(qū)動(dòng)電路、溫度檢測(cè)電路、報(bào)警電路、溫度顯示電路、機(jī)車駕駛員給定信號(hào)輸入電路、CAN總線電路；控制盒包括AC380V接線端子、機(jī)車駕駛員輸入信號(hào)及CAN線端子、風(fēng)扇、散熱器、PCB板、單片機(jī)控制系統(tǒng)、可控硅集成模塊、變壓器、溫度傳感器、LED顯示及報(bào)警電路接口、LED顯示及報(bào)警；其特征在于，可控硅電路輸入端與外接電源連接，輸出端與加熱電阻器接口相連，信號(hào)隔離及驅(qū)動(dòng)電路接入可控硅電路，AC/DC控制電源、溫度檢測(cè)電路、機(jī)車駕駛給定信號(hào)輸入電路一并接入單片機(jī)控制系統(tǒng)，單片機(jī)控制系統(tǒng)與信號(hào)隔離及驅(qū)動(dòng)電路、溫度顯示報(bào)警電路連接；控制盒中散熱器與可控硅集成模塊成一體，單片機(jī)控制系統(tǒng)固定于PCB板上，其與機(jī)車通信電路采用CAN總線雙向連接，主電路中的各個(gè)電路與控制盒相對(duì)應(yīng)接口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種機(jī)車熱風(fēng)機(jī)控制器，其特征在于，所述通信電路采用CAN總線。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種機(jī)車熱風(fēng)機(jī)控制器，其特征在于，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)為 AT89C51CC03 芯片。
全文摘要
一種機(jī)車熱風(fēng)機(jī)控制器，包括主電路、控制盒，主電路包括可控硅電路、AC/DC控制電源、信號(hào)隔離及驅(qū)動(dòng)電路、單片機(jī)控制系統(tǒng)、信號(hào)隔離及驅(qū)動(dòng)電路、溫度檢測(cè)電路、報(bào)警電路、溫度顯示電路、機(jī)車駕駛員給定信號(hào)輸入電路、CAN總線電路?？煽毓桦娐泛虯C/DC電源電路外接機(jī)車電源，主電路中的各個(gè)電路與控制盒相對(duì)應(yīng)接口連接，單片機(jī)控制系統(tǒng)與機(jī)車通信電路采用CAN總線雙向連接。本發(fā)明溫度控制精度高，智能化操控，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)生效，具有記憶儲(chǔ)存功能，性能穩(wěn)定，同時(shí)降低了經(jīng)常費(fèi)用成本。
文檔編號(hào)G05B19/042GK102681469SQ20121018567
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者艾衛(wèi)中, 許紅寨 申請(qǐng)人:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)