基于觸摸屏及單片機的消防水泵組巡檢控制儀的制作方法
【專利摘要】基于觸摸屏及單片機的消防水泵組巡檢控制儀。屬消防水泵的控制設備。包括：基于單片機MCU的控制板，連接于單片機輸入信號接線端子板，受控于單片機的繼電器組，輸出信號接線端子板，異步通訊串行接口接線端子，電源接口接線端子，其特征是還包括：將外部控制信號直接發送至單片機的可編程觸摸屏；控制板上輸入信號接線端子板與單片機MCU之間設串接有光耦隔離模塊；控制板上單片機MCU與繼電器組之間串接有繼電器驅動和隔離電路模塊；在控制板上獨立設有連接于單片機MCU的實時時鐘電路模塊。經試用：與現有技術相比革除了實體按鈕，因此系統精簡，體積縮小，元器件減少；設計合理，維護簡便，有效提高了控制系統的可靠性。
【專利說明】基于觸摸屏及單片機的消防水泵組巡檢控制儀
[0001]【技術領域】:本發明屬于消防水泵的控制設備，特別是一種基于觸摸屏及單片機的消防水泵組巡檢控制儀。
[0002]【背景技術】:現有技術文獻1CN102252053.A公開了一種基于單片機的消防水泵組小型巡檢控制儀。其特征是包括:“設在小型機箱內的基于單片機MCU的控制板，設在小型機箱面板上的、連接于控制板MCU中顯示驅動電路的顯示屏和發光二極管信號燈組以及經控制板上光電耦合器和MCU中開關量整形電路的顯示屏按鈕組，連接于控制板上MCU中模擬信號處理電路和開關量整形電路的輸入信號接線端子板，設在小型機箱內的、連接于控制板上MCU中繼電器驅動電路的繼電器組，經繼電器組驅動消防控制柜水泵組交流接觸器的輸出信號接線端子板，連接于控制板上MCU中RS485通信驅動電路的異步通訊串行接口接線端子，連接于控制板MCU中電源電路的電源接口接線端子”。
[0003]現有技術文獻2ZL201320043677.4公開了一種智能數字消防巡檢自動控制器。其特征是包括:“微控制單片機、光耦、驅動繼電器、RS485通信芯片、LM358芯片、穩壓管、自動/手動旋鈕開關、控制器殼體。由微電腦控制、有自動和手動巡檢功能、其自動巡檢周期能按需要設定、消防泵可逐臺啟動運行、巡檢中發現故障能有聲、光報警、具有故障記憶功能、在巡檢中遇消防信號自動退出巡檢、進入消防運行狀態”。
[0004]現有技術文獻3ZL200720149401.9公開了一種智能消防巡檢裝置。其特征是包括:“可設定巡檢周期和巡檢時間的單片機測控部分，所述單片機測控部分包括在線測絕緣部分和控制部分，其中控制部分包括單片機，在線測絕緣部分包括直流電源和至少一個電阻，所述智能消防巡檢裝置還包括低頻電源以及與所述單片機相連的液晶顯示屏”。
[0005]現有技術文獻1、2、3所述的消防水泵組小型巡檢控制儀或智能消防巡檢裝置在實際使用中存在如下不足:
[0006]1.操作使用按鈕或者旋鈕控制，造成系統體積大且結構復雜，附設設備繁冗。
[0007]2.均采用普通的顯示屏，尺寸小，分辨率低，因此顯示能力有限，無法完全顯示各臺水泵的運行狀態、巡檢記錄信息、歷史故障信息；更不具備配合于單片機的編程控制功能和人機界面處理系統。
[0008]觸摸屏，又稱觸控屏Touch panel。是可接收觸頭或手指等輸入訊號的感應式液晶顯示裝置，當接觸了屏幕上的圖形按鈕時，屏幕上的觸覺反饋系統可根據預先編程的程式驅動各種連結裝置，因此，可用以取代機械式的按鈕面板。可編程觸摸屏，ProgrammableSmart IXD，常用英文字母的縮寫PS-1XD表示。是一種包含IXD顯示屏、IXD控制器、觸摸屏、人機界面處理系統和通訊接口于一體的智能顯示模組。PS-1XD搭載了專用圖形操作系統Gon，通過PC上的可視化組態編輯軟件即可輕松設計和生成系統所需圖形界面。因此具有集輸入、顯示為一體，簡單、方便、自然、易操作；且堅固耐用、反應速度快、節省空間、易于交流等優點，它賦予了設備以嶄新的面貌，是一種新型的人機交互方式。利用這種技術，用戶只要用手指輕輕地觸碰計算機顯示屏上的圖符或文字就能實現對主機操作，從而使人機交互更為直截了當，這種技術大大方便了那些不懂電腦操作的使用者。
[0009]單片微型計算機簡稱單片機,是典型的嵌入式微控制器Microcontroller Unit,常用英文字母的縮寫MCU表示。單片機又稱單片微控制器，是一種集成電路芯片，采用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I / O 口和中斷系統、定時器/計時器和包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A / D轉換器等電路集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的微型計算機系統。單片機具有體積小、控制功能強、功耗低、環境適應能力強、擴展靈活和使用方便等優點，用單片機可以構成形式多樣的控制系統、數據采集系統、通信系統、信號檢測系統、無線感知系統、測控系統、機器人等應用控制系統。
[0010]研究并設計一種系統精簡，體積縮小，元器件減少，維護簡便，有效提高了控制系統可靠性的基于觸摸屏及單片機的消防水泵組巡檢控制儀是必要的。
[0011]
【發明內容】
:本發明的目的是克服現有技術的不足，研究并設計一種系統精簡，體積縮小，元器件減少，維護簡便，有效提高了控制系統可靠性的基于觸摸屏及單片機的消防水泵組巡檢控制儀。
[0012]本發明的目的是這樣實現的:
[0013]一種基于觸摸屏及單片機的消防水泵組巡檢控制儀，包括:設在小型機箱內的基于單片機MCU的控制板，連接于單片機MCU的輸入信號接線端子板，受控于控制板上單片機MCU的繼電器組，經繼電器組驅動消防控制柜水泵組交流接觸器的輸出信號接線端子板，連接于控制板上單片機MCU中RS485通信驅動電路的異步通訊串行接口接線端子，連接于控制板上單片機MCU中電源電路的電源接口接線端子，其特征是還包括:位于小型機箱面板上的、將外部控制信號直接發送至單片機MCU的可編程觸摸屏PS-LCD，所述可編程觸摸屏連接于電源接口接線端子；控制板上輸入信號接線端子板與單片機MCU之間設串接有光耦隔離模塊；控制板上單片機MCU與繼電器組之間串接有繼電器驅動和隔離電路模塊；在控制板上獨立設有連接于單片機MCU的實時時鐘電路模塊。
[0014]所述控制板上設有的單片機MCU選用STC12C5A60S2單片機/或功能相同的其他型號單片機。
[0015]所述可編程觸摸屏PS-1XD選用型號GLM-70W-C的可編程觸摸屏/或功能相同的其他型號可編程觸摸屏。
[0016]所述可編程觸摸屏PS-1XD上控件對象包括有:操作PS-1XD中所有的軟件圖形元素，如確認軟件圖形、文本框軟件圖形、進度條軟件圖形、及至少包括自動狀態信號燈，巡檢狀態信號燈，消防狀態信號燈，水泵故障信號燈，水位過低報警燈在內的信號燈組等軟件圖形；及硬件單元，如串口、背光、蜂鳴器；每個控件對象都有對應的識別號ID、屬性和操作方法。
[0017]如圖1中所示，所述輸入信號接線端子板至少設有:外部消防控制信號的接線端子，由外部消防控制信號啟動水泵的接線端子，水泵組巡檢運行信號接線端子組，電動閥打開、關閉信號接線端子，水泵故障的數字信號接線端子，管路壓力的模擬量信號接線端子，消防用水池水位信號接線端子，水泵運行反饋信號接線端子。如圖3中所示，所述消防控制信號是來自于消防控制中心和消火栓的消防啟動信號；水泵組運行信號是相應消防泵在巡檢時的運行信號，來自消防控制柜的交流接觸器；水池水位信號是來自消防水池的水位信號；管路壓力信號是取自消防管道4-20毫安的壓力模擬量信號；水泵故障信號是取自消防水泵運行時的過載、過流、短路電流信號。[0018]如圖1中所示，所述輸出信號接線端子板至少設有:水泵組啟動接線端子組，打開、關閉電動閥用繼電器接線端子，報警信號接線端子，反饋到消防控制中心的巡檢水泵運行信號接線端子。如圖3中所示，所述巡檢儀的輸出信號接線端子是巡檢儀和消防控制柜之間連接的接線端子；巡檢儀通過內部繼電器的無源接點接通消防控制柜相應消防泵和電動閥的接觸器線圈，利用消防控制柜的電器元件使消防水泵運行，達到巡檢的目的。如圖1中所示，所述的巡檢儀是通過輸出信號接線端子將巡檢水泵運行信號反饋到消防控制中心；所述巡檢儀的RS485接口通過電纜和消防控制中心的監控系統進行通訊。
[0019]本發明實施得到的基于觸摸屏及單片機的消防水泵組巡檢控制儀的使用方法是:
[0020]外部開關量信號經過輸入端子一光耦隔離模塊，被單片機MCU接收，成為單片機MCU內部程序的控制或判斷條件；外部控制信號通過觸摸屏發送至單片機MCU，成為單片機MCU內部程序的控制或判斷條件。單片機MCU不斷循環檢測輸入信號，內部程序執行，并實時輸出控制信號經過繼電器驅動和隔離電路，控制繼電器的開閉，繼電器的開閉狀態再通過輸出端子傳輸至外部，控制電動閥，交流接觸器，指示燈等按巡檢要求執行如下過程:
[0021]手動運行方式:通過可編程觸摸屏進行設置手動巡檢的方式，設定需要巡檢的消防水泵的運行時間一按確認軟件圖形一相應消防管路的電動閥自動關閉一消防水泵運行一消防管路的水壓經泄壓回路釋放一運行時間達到設定的時間后自動停止運行——消防管路的電動閥自動開啟，完成單臺水泵的巡檢周期；若需要，依次進行下一臺水泵的手動巡檢；上述過程實時顯示于可編程觸摸屏上。
[0022]自動運行方式:通過可編程觸摸屏進行設置自動巡檢的方式，設定巡檢消防泵的順序、巡檢周期、巡檢運行時間、巡檢間隔時間；按確認軟件圖形，消防泵就按照設定的參數進入巡檢狀態:消防管路的電動閥自動關閉一消防泵按照設定的順序、運行時間、間隔時間進行逐臺巡檢——消防管路產生的水壓經泄壓回路釋放；當一個巡檢周期完成后，消防泵停止運行，管路電動閥經延時后開啟，等待下一周期再重復巡檢。
[0023]在巡檢的過程中，可編程觸摸屏顯示巡檢水泵的序號、工作狀態、運行時間、水池水位、電動閥開閉狀態、故障報警等相關參數。
[0024]在巡檢過程中，若輸入回路接收到消防中心或消火栓的消防外控制信號后，經過輸入端子一光耦隔離模塊，被單片機MCU接收，成為單片機MCU內部程序的控制或判斷條件；立即發出停止巡檢控制信號，控制繼電器的斷開，巡檢過程立即停止，與此同時，迅速開啟消防管路進入消防狀態。
[0025]同理，巡檢控制儀在手動或自動巡檢時，水泵的交流接觸器接點將運行信號反饋如圖1中所示反饋到巡檢儀的輸入端，由單片機MCU內部RS485通信驅動電路處理后經異步通訊串行接口接線端子，將實時信號傳送到消防控制中心。同理，當消防水泵發生過載或電路故障時，巡檢控制儀停止巡檢，同時發出并顯示報警信號，巡檢儀自動退出巡檢，消防泵控制柜恢復到原有狀態，保證消防水泵的正常啟動運行。
[0026]巡檢控制儀在自動巡檢的過程中，信號燈組的自動狀態信號燈、巡檢狀態信號燈、消防狀態信號燈、水泵故障信號燈、水位過低報警燈等軟件圖形根據系統的運行分別在可編程觸摸屏上顯示其實時的工作狀態。
[0027]本發明實施得到的基于觸摸屏及單片機的消防水泵組巡檢控制儀，經試用，與現有技術相比顯示了如下有益效果:
[0028]1、革除了控制按鈕或者旋鈕，因此系統精簡，體積縮小，元器件減少。與現有技術文獻1、2、3所述的同類巡檢控制設備操作使用中均必須通過實體按鈕或者旋鈕相比，本發明實施得到的基于觸摸屏及單片機的消防水泵組巡檢控制儀，革除了控制按鈕或者旋鈕，通過觸摸屏設置控制信號傳遞給單片機，同時輸入信號接線端子板反饋的外部信號也傳遞給單片機，經過單片機內部固化程序的處理，控制相應的繼電器動作，從而驅動經輸出信號端子板連接的設備執行元件運行，實現消防水泵組巡檢控制過程，因此系統精簡，體積縮小，元器件減少。
[0029]2、設計合理，維護簡便，有效提高了控制系統的可靠性。本發明基于可編程觸摸屏及單片機，設計合理，不但采用了集輸入、顯示為一體，具有簡單、方便、自然、易操作等的可編程觸摸屏替代只能起顯示作用的顯示屏，并且采用了模塊化的設計理念，不但可編程觸摸屏，單片機，繼電器組，輸入或輸出信號接線端子板，通訊接線端子板單獨設置于小型機箱內的控制板上以便于維護更換，而且與現有技術文獻1、2、3所述的同類巡檢控制設備相比，還在控制板上單獨設置了光耦隔離模塊、繼電器驅動和隔離電路模塊、實時時鐘電路模塊，這一方面，可將來自及輸入信號接線端子板的，或由輸出信號接線端子板的有損于單片機的外部強電流，隔離于單片機之外，從而有效地保護了單片機的正常穩定工作；另一方面，即使光耦隔離模塊、繼電器驅動和隔離電路模塊、實時時鐘電路模塊受到損壞，也都可以方便地插拔進行維修或更換。與元器件多、控制過程過于復雜的現有技術文獻1、2、3所述的同類巡檢控制設備使用時相比，顯得設計合理，維護簡便，這就必然有效提高了控制系統的可靠性。
[0030]【專利附圖】
【附圖說明】:圖1為符合本發明主題的結構示意框圖；圖2為本發明的面板示意圖；圖3為本發明的接線端子示意圖；
[0031]【具體實施方式】:下面結合具體圖示進一步說明本發明:
[0032]如圖1、2、3所示，一種基于觸摸屏及單片機的消防水泵組巡檢控制儀，包括:設在小型機箱內的基于單片機單片機MCUl的控制板，連接于單片機MCU的輸入信號接線端子板5，受控于控制板上單片機MCU的繼電器組6，經繼電器組驅動消防控制柜水泵組交流接觸器的輸出信號接線端子板7，連接于控制板上單片機MCU中RS485通信驅動電路的異步通訊串行接口接線端子8，連接于控制板上單片機MCU中電源電路的電源接口接線端子9，其特征是還包括:位于小型機箱面板上的、將外部控制信號直接發送至單片機MCU的可編程觸摸屏PS-LCD2，所述可編程觸摸屏連接于電源接口接線端子；控制板上輸入信號接線端子板與單片機MCU之間設串接有光耦隔離模塊3 ;控制板上單片機MCU與繼電器組之間串接有繼電器驅動和隔離電路模塊4 ;在控制板上獨立設有連接于單片機MCU的實時時鐘電路模塊10。
[0033]如圖1所示，所述控制板上設有的單片機MCUl選用STM32F103單片機/或功能相同的其他型號單片機。
[0034]如圖1、2所示，所述可編程觸摸屏PS-1XD2選用型號GLM_70W_C的可編程觸摸屏/或功能相同的其他型號可編程觸摸屏。所述可編程觸摸屏PS-LCD2上控件對象包括有:操作PS-LCD中所有的軟件圖形元素，如確認軟件圖形、文本框軟件圖形、進度條軟件圖形、及至少包括自動狀態信號燈，巡檢狀態信號燈，消防狀態信號燈，水泵故障信號燈，水位過低報警燈在內的信號燈組等軟件圖形；及硬件單元，如串口、背光、蜂鳴器；每個控件對象都有對應的識別號ID、屬性和操作方法。
[0035]如圖3所示，所述輸入信號接線端子板5至少設有:外部消防控制信號的接線端子51，由外部消防控制信號啟動水泵的接線端子52，水泵組巡檢運行信號接線端子組53，電動閥打開、關閉信號接線端子55、56，水泵故障的數字信號接線端子57，管路壓力的模擬量信號接線端子58，消防用水池水位信號接線端子59。
[0036]如圖3所示，所述輸出信號接線端子板7至少設有:水泵組啟動接線端子組71，打開、關閉電動閥用繼電器接線端子72、73，報警信號接線端子74，反饋到消防控制中心的巡檢水泵運行信號接線端子75。
[0037]如圖3所示，所述連接于控制板上單片機MCU中RS485通信驅動電路的異步通訊串行接口接線端子8 —對外接接口，連接于控制板上單片機MCU中電源電路的電源接口接線端子9 一對外接接口。
【權利要求】
1.一種基于觸摸屏及單片機的消防水泵組巡檢控制儀，包括:設在小型機箱內的基于單片機MCU(I)的控制板，連接于單片機MCU的輸入信號接線端子板(5)，受控于控制板上單片機MCU的繼電器組(6)，經繼電器組驅動消防控制柜水泵組交流接觸器的輸出信號接線端子板(7)，連接于控制板上單片機MCU中RS485通信驅動電路的異步通訊串行接口接線端子(8)，連接于控制板上單片機MCU中電源電路的電源接口接線端子(9)，其特征是還包括:位于小型機箱面板上的、將外部控制信號直接發送至單片機MCU的可編程觸摸屏PS-LCD (2)，所述可編程觸摸屏連接于電源接口接線端子；控制板上輸入信號接線端子板與單片機MCU之間設串接有光耦隔離模塊(3);控制板上單片機MCU與繼電器組之間串接有繼電器驅動和隔離電路模塊(4);在控制板上獨立設有連接于單片機MCU的實時時鐘電路模塊(10)。
2.根據權利要求1所述的基于觸摸屏及單片機的消防水泵組巡檢控制儀，其特征是所述控制板上設有的單片機MCU(I)選用型號STC12C5A60S2的單片機/或功能相同的其他型號單片機。
3.根據權利要求1所述的基于觸摸屏及單片機的消防水泵組巡檢控制儀，其特征是所述可編程觸摸屏PS-LCD (2)選用型號GLM-70W-C的可編程智能觸摸屏/或功能相同的其他型號可編程觸摸屏。
4.根據權利要求1所述的基于觸摸屏及單片機的消防水泵組巡檢控制儀，其特征是所述可編程觸摸屏PS-LCD(2)上控件對象包括有:操作PS-LCD中所有的軟件圖形元素，如按鈕、文本框、進度條、以及至少包括自動狀態信號燈，巡檢狀態信號燈，消防狀態信號燈，水泵故障信號燈，水位過低報警燈在內的信號燈組等，及硬件單元，如串口、背光、蜂鳴器；每個控件對象都有對應的識別號 ID、屬性和操作方法。
【文檔編號】A62C37/50GK103566512SQ201310576728
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月14日 優先權日:2013年11月14日
【發明者】顧佳, 巫秋碩, 葉云飛, 沈毅, 葉小光, 沈錦桃 申請人:鎮江中福馬機械有限公司, 鎮江市歐菱電氣自動化系統設備有限公司