本發(fā)明涉及一種控制器，具體涉及一種智能線路控制器。

背景技術(shù)：

公共場合的門禁等系統(tǒng)，都會(huì)與如應(yīng)急控制系統(tǒng)這樣的重要控制系統(tǒng)連接。其主要特點(diǎn)是控制的設(shè)備多，分散，而且該控制信號優(yōu)先級最高。當(dāng)應(yīng)急控制系統(tǒng)的線路發(fā)生故障時(shí)，不但不能及時(shí)提醒故障的發(fā)生，無法精確定位故障點(diǎn)，還會(huì)對整個(gè)門禁等系統(tǒng)造成直接的影響，而無法正常工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)所存在的不足之處，本發(fā)明提供了一種智能線路控制器。

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種智能線路控制器，包括外殼組件及設(shè)置在外殼組件內(nèi)的主控板組件、開關(guān)電源一、開關(guān)電源二、輸出接口板；外殼組件的前面板上設(shè)置有指示燈，外殼組件的后面板上設(shè)置有電源插口、輸入信號端口、輸出信號端口和狀態(tài)監(jiān)控通訊端口；輸出接口板5設(shè)置在靠近輸出信號端口的一側(cè)；

輸入信號端口與主控板組件電連接，主控板組件通過輸出接口板與輸出信號端口電連接；主控板組件包括依次連接的光電隔離開關(guān)、微控制單元、饋電控制模塊、電流檢測模塊和輸出保護(hù)模塊；光電隔離開關(guān)與輸入信號端口電連接，輸出保護(hù)模塊與輸出信號端口電連接；

主控板組件將輸入信號端口的輸入信號經(jīng)由光電開關(guān)隔離后送入微控制單元，微控制單元收到控制信號時(shí)，控制打開對應(yīng)通道的輸出，將輸出信號通過輸出接口板經(jīng)輸出信號端口輸出，同時(shí)開始檢測該通道的輸出電流情況；

主控板組件上設(shè)置用于設(shè)備的工作狀態(tài)監(jiān)控信號通訊的RS-485通訊接口，RS-485通訊接口通過狀態(tài)監(jiān)控通訊端口與監(jiān)控上位機(jī)連接。

輸入信號端口為一組，輸出信號端口為多組，輸出信號端口與多組設(shè)備電連接；主控板組件根據(jù)一組輸入信號，通過輸出接口板和多組設(shè)備連接。

每一組輸出信號端口均設(shè)置有兩路信號輸出，并與所控制的相應(yīng)設(shè)備形成環(huán)路連接；主控板組件通過電流檢測模塊實(shí)時(shí)地對每一組輸出信號端口的兩路輸出信號進(jìn)行電流檢測，并將檢測結(jié)果上傳監(jiān)控上位機(jī)。

智能線路控制器通過輸入信號端口與輸入信息控制設(shè)備相連接。

開關(guān)電源一與饋電控制模塊相連接，開關(guān)電源一是增加輸出驅(qū)動(dòng)能力的電源；開關(guān)電源二為控制器的工作電源，從電源接口處接入220V電源供控制器使用。

電流檢測模塊包括繼電器、電流采樣電阻、高端檢流放大器和濾波電路，電流采樣電阻設(shè)置在輸出通道上的正電壓輸出端；光電隔離開關(guān)將接收后的信號輸入微控制單元進(jìn)行識別，當(dāng)微控制單元檢測到控制信號后，控制繼電器動(dòng)作，將來自開關(guān)電源一3的直流電壓接通至輸出信號端口11，繼電器與輸出電流采樣電阻連接，當(dāng)輸出電流從電流采樣電阻上流過時(shí)會(huì)產(chǎn)生電壓，該電壓經(jīng)過一個(gè)高端檢流放大器和濾波電路，輸出給A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號提供給微控制單元。輸出保護(hù)模塊為設(shè)置在輸出電路上額定值為1A的自恢復(fù)保險(xiǎn)絲。

本發(fā)明是應(yīng)急報(bào)警系統(tǒng)控制線路的冗余中繼設(shè)備，通過環(huán)路連接和鏈路的自動(dòng)檢測，可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)急報(bào)警系統(tǒng)的故障檢測、故障點(diǎn)提示，實(shí)現(xiàn)精確定位故障線路和故障位置。此外，本發(fā)明能保證報(bào)警系統(tǒng)在故障發(fā)生時(shí)，不會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，極大地提高了系統(tǒng)的可靠性、可維護(hù)行和安全性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的應(yīng)用連接結(jié)構(gòu)框圖。

圖3是本發(fā)明的主控板組件的連接結(jié)構(gòu)框圖。

圖4是本發(fā)明信號輸入光電隔離部分電路圖。

圖5是本發(fā)明MUC模塊電路圖。

圖6是本發(fā)明電流AD巡檢單元電路圖。

圖7是本發(fā)明狀態(tài)監(jiān)控通訊部分電路圖。

圖8是本發(fā)明輸出部分電路圖。

圖中：1、外殼組件；2、主控板組件；3、開關(guān)電源一；4、開關(guān)電源二；5、輸出接口板；6、指示燈；7、前面板；8、后面板；9、電源插口；10、輸入信號端口；11、輸出信號端口；12、狀態(tài)監(jiān)控通訊端口。

具體實(shí)施方式

如圖1～圖3所示，本發(fā)明包括外殼組件1及設(shè)置在外殼組件內(nèi)1的主控板組件2、開關(guān)電源一3、開關(guān)電源二4、輸出接口板5；外殼組件1的前面板7上設(shè)置有指示燈6，外殼組件1的后面板8上設(shè)置有電源插口9、輸入信號端口10、輸出信號端口11和狀態(tài)監(jiān)控通訊端口12；輸出接口板5設(shè)置在靠近輸出信號端口11的一側(cè)。本發(fā)明的輸入信號端口1為一組，輸出信號端口11為多組，輸出信號端口11與多組設(shè)備電連接；主控板組件2根據(jù)一組輸入信號，通過輸出接口板5和多組設(shè)備連接。

具體連接方式為：輸入信號端口與主控板組件2電連接，主控板組件2通過輸出接口板5與輸出信號端口11電連接；主控板組件2包括依次連接的光電隔離開關(guān)、微控制單元(Microcontroller Unit,MCU)、饋電控制模塊、電流檢測模塊和輸出保護(hù)模塊；光電隔離開關(guān)與輸入信號端口10電連接，輸出保護(hù)模塊與輸出信號端口11電連接；

主控板組件2將輸入信號端口10的輸入信號經(jīng)由光電開關(guān)隔離后送入MCU，MCU收到控制信號時(shí)，控制打開對應(yīng)通道的輸出，將輸出信號通過輸出接口板5經(jīng)輸出信號端口11輸出，同時(shí)開始檢測該通道的輸出電流情況；主控板組件2上設(shè)置用于設(shè)備的工作狀態(tài)監(jiān)控信號通訊的RS-485通訊接口，RS-485通訊接口通過狀態(tài)監(jiān)控通訊端口12與監(jiān)控上位機(jī)連接。智能線路控制器通過輸入信號端口1與輸入信息控制設(shè)備相連接。

參考圖2，智能線路控制器的每一組輸出信號端口11都設(shè)計(jì)了兩路信號輸出，對應(yīng)A端和B端，與所控制的設(shè)備形成環(huán)路連接。主控板組件2通過電流檢測模塊可以實(shí)時(shí)地對每一組的兩路輸出進(jìn)行電流檢測，并將檢測結(jié)果按專用的指令格式，上傳到監(jiān)控上位機(jī)。正常情況下，兩路輸出的電流值是一致的。當(dāng)出現(xiàn)所控制設(shè)備線路短路時(shí)，如圖2中所示的C處，兩路輸出的電流值會(huì)發(fā)生不一致，但由于是環(huán)路連接，這一組的所有設(shè)備會(huì)分別從A端和B端接收控制信號，因此所有設(shè)備都可以保持正常工作。此時(shí)，本發(fā)明會(huì)將檢測的設(shè)備不正常檢測結(jié)果，通過圖1所示的指示燈6顯示對應(yīng)的狀態(tài)(對應(yīng)顯示設(shè)備正常、故障、線路正常、異常等工作狀態(tài))，并通過狀態(tài)監(jiān)控通訊端口12向監(jiān)控上位機(jī)發(fā)送包含設(shè)備異常內(nèi)容的指令；最終，監(jiān)控上位機(jī)根據(jù)所接收的指令，可以精確的確定線路故障的原因和位置。

本發(fā)明的開關(guān)電源一3與饋電控制模塊相連接，開關(guān)電源一3為一個(gè)工業(yè)級開關(guān)電源，是增加輸出驅(qū)動(dòng)能力的電源，用于對輸出端的供電，增加輸出的驅(qū)動(dòng)能力。開關(guān)電源二4為控制器的工作電源，從電源接口處接入220V電源供控制器使用。

其中，電流檢測模塊包括繼電器、電流采樣電阻、高端檢流放大器和濾波電路，電流采樣電阻設(shè)置在輸出通道上的正電壓輸出端；在電路中，首先通過光電隔離開關(guān)對輸入信號進(jìn)行隔離，這樣可以避免由輸入端子引入的電磁干擾對設(shè)備整體造成干擾，尤其是可以避免靜電放電對設(shè)備的損壞，光電隔離開關(guān)將接收后的信號輸入MCU進(jìn)行識別，當(dāng)MCU檢測到控制信號后，控制繼電器動(dòng)作，將來自開關(guān)電源一3的直流電壓接通至輸出信號端口11，繼電器與輸出電流采樣電阻連接，當(dāng)輸出電流從電流采樣電阻上流過時(shí)會(huì)產(chǎn)生電壓，該電壓經(jīng)過一個(gè)高端檢流放大器和濾波電路，輸出給A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號提供給MCU。高端檢流放大器對輸出電流進(jìn)行放大，放大后的電壓信號可以被MCU準(zhǔn)確的識別；輸出保護(hù)模塊為設(shè)置在輸出電路上額定值為1A的自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，對于輸出線路進(jìn)行保護(hù)。

參考圖3，圖3中示意了一個(gè)通道的情況：輸入信號經(jīng)由光電開關(guān)隔離后送入MCU，MCU收到控制信號時(shí)，控制打開對應(yīng)通道的輸出，同時(shí)開始檢測該通道的輸出電流情況。當(dāng)輸出電流在正常范圍內(nèi)時(shí)，向監(jiān)控上位機(jī)報(bào)告正常；當(dāng)輸出電流超出正常范圍時(shí)，向監(jiān)控上位機(jī)報(bào)告異常。

在工作過程中，MCU會(huì)循環(huán)監(jiān)視各個(gè)通道是否被控制開通，一旦一個(gè)通道開通輸出，MCU就會(huì)采樣該通道的輸出電流，并將該通道的輸出電流值通過狀態(tài)監(jiān)控通訊端口12上傳到監(jiān)控上位機(jī)。監(jiān)控上位機(jī)內(nèi)設(shè)置的相應(yīng)控制處理器即可通過該電流值判斷通道的工作狀況。

如果一個(gè)通道已經(jīng)開啟，但輸出電流為零，那么可以認(rèn)為該通道輸出沒有連接設(shè)備，或者在確知已經(jīng)連接設(shè)備的情況下線路已經(jīng)斷開；

如果一個(gè)通道已經(jīng)開啟，但輸出電流為遠(yuǎn)小于通道上安裝的設(shè)備應(yīng)有的數(shù)值，則可能各個(gè)設(shè)備之間的連接已經(jīng)斷開。

參考圖4--圖8是本發(fā)明的電氣原理圖，工作原理如下：

電源部分在設(shè)備內(nèi)提供一個(gè)工業(yè)級開關(guān)電源，用于對輸出端的供電，增加輸出的驅(qū)動(dòng)能力。在電路中，首先通過一個(gè)光電耦合器對輸入信號進(jìn)行隔離，這樣可以避免由輸入端子引入的電磁干擾對設(shè)備整體造成干擾，尤其是可以避免靜電放電對設(shè)備的損壞(如圖4所示)。

經(jīng)過光電隔離后的信號輸入MCU進(jìn)行識別，參考圖5，當(dāng)MCU檢測到控制信號后，控制繼電器動(dòng)作，將來自開關(guān)電源的直流電壓接通至輸出端子。在輸出通道上的正電壓輸出端，設(shè)備在內(nèi)部安裝有一個(gè)輸出電流采樣電阻，當(dāng)輸出電流從電阻上流過時(shí)會(huì)產(chǎn)生電壓，該電壓經(jīng)過一個(gè)高端檢流放大器放大和濾波，輸出給一個(gè)高精度的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號提供給MCU，(如圖6所示)。放大器對輸出電流進(jìn)行放大，放大后的電壓信號可以被MCU準(zhǔn)確的識別。此外對于輸出電路有一個(gè)額定值為1A的自恢復(fù)保險(xiǎn)，對于輸出線路進(jìn)行保護(hù)。

在工作過程中，MCU會(huì)循環(huán)監(jiān)視各個(gè)通道是否被控制開通，一旦一個(gè)通道開通輸出，MCU就會(huì)采樣該通道的輸出電流；并將該通道的輸出電流值通過狀態(tài)監(jiān)控端口上傳到上位機(jī)，通訊部分的電路圖如圖7所示。每個(gè)通道的輸出保護(hù)和控制電路圖如圖8所示。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

采用冗余輸出環(huán)路連接：每路輸出有A和B兩個(gè)連接點(diǎn)，可以連接多臺設(shè)備，并形成冗余環(huán)路連接。當(dāng)鏈路發(fā)生斷線等故障時(shí)，不會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作；在系統(tǒng)工作時(shí)，控制器連續(xù)進(jìn)行鏈路的自動(dòng)檢測，并將設(shè)備和鏈路的狀態(tài)信息實(shí)時(shí)上報(bào)上位系統(tǒng)；多種鏈路狀態(tài)信息：例如正常、過流、斷流和不平衡等狀態(tài)提示，具備相應(yīng)的標(biāo)簽指示和工作狀態(tài)指示燈6；狀態(tài)信息采集方便：本發(fā)明設(shè)置有RS-485接口，可以通過封裝好的動(dòng)態(tài)庫，將鏈路的狀態(tài)實(shí)時(shí)發(fā)送到監(jiān)控上位機(jī)；安裝方便：智能線路控制器采用2U的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱設(shè)計(jì)；連接端子采用通用的插接端子，安裝和使用方便。

上述實(shí)施方式并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的技術(shù)方案范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。