一种电磁阀组监测与控制装置及其系统的制作方法

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1.本实用新型涉及液压阀组控制技术领域，特别是涉及一种电磁阀组监测与控制装置及其系统。

背景技术：

2.在某飞机总装及后期的运维养护过程中，机上液压系统相关管路需进行耐压、清洗试验，保证管路清洁及耐压密封性能。机上管路按耐压等级分为高压管路、回油管路及吸油管路，各管路需根据要求进行相应的耐压清洗监控，而机上相应阀组不能随意控制，因此，需地面提供机上对应阀组进行管路的选择及管路压力、流量的监控。机上阀组个数通常为几十上百个，当前的对阀组的监测和控制装置中，传感器设置于阀块上，采集系统与传感器之间通过有线的方式连接，采集传感器的信号并控制阀组。采用传统的有线控制，在硬件成本高，安装工程量大，且后期维护难度高，另外，由于是有线连接，因此采集系统与传感器之间只能连接有限条硬接线来对有限个阀组进行检测与控制，否则会导致整个装置的结构复杂。
3.由此可见，如何较方便地实现对机上阀组的监测与控制，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种电磁阀组监测与控制装置及其系统，用于较方便地实现对机上阀组的监测与控制。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种电磁阀组监测与控制装置，包括上位机1、电磁阀组2、设置于各电磁阀块上的传感器3，还包括：电池4、主控板5；
6.所述主控板5包括：
7.arm芯片、用于实现无线通信的电路、至少8路电磁阀驱动电路、至少8路模拟采集电路、至少12路数字采集电路、至少1路rs485通信电路、晶振电路、置位复位电路；
8.所述arm芯片的各引脚分别与所述用于实现无线通信的电路、所述电磁阀驱动电路、所述模拟采集电路、所述数字采集电路、所述rs485通信电路、所述晶振电路、所述置位复位电路连接；
9.所述电池4与所述主控板5连接；
10.所述主控板5与所述电磁阀组2连接；
11.所述电池4用于为所述主控板5以及所述电磁阀组2供电；
12.所述上位机1与所述主控板5连接，用于通过所述用于实现无线通信的电路监测与控制所述电磁阀组2。
13.优选地，还包括：天线6；
14.所述天线6与所述用于实现无线通信的电路连接。
15.优选地，所述电池4为电池组，所述电池组为锂电池组。
16.优选地，所述锂电池组包括：多个电池电芯、电池管理单元；
17.各所述电池电芯串联和/或并联；
18.所述电池电芯与所述电池管理单元连接；
19.所述电池管理单元与所述主控板5连接。
20.优选地，所述电池管理单元包括用于均衡电流的电路、用于检测所述电池电芯温度的电路、保护电路。
21.优选地，所述上位机1与所述锂电池组连接。
22.优选地，所述主控板5还包括：dc-dc电路；
23.所述dc-dc电路与所述电池4连接；所述dc-dc电路与散热槽的距离在预设范围内。
24.优选地，所述电磁阀驱动电路包括：mos管、防浪涌电路。
25.优选地，还包括：机壳7。
26.为了解决上述技术问题，本技术还提供一种电磁阀组监测与控制系统，包括上述的电磁阀组监测与控制装置。
27.本实用新型所提供的电磁阀组监测与控制装置，包括上位机、电磁阀组、设置于各电磁阀块上的传感器，还包括：电池、主控板；电池与主控板连接；主控板与电磁阀组连接；电池用于为主控板以及电磁阀组供电；主控板中包含用于实现无线通信的电路；上位机与主控板连接；用于通过用于实现无线通信的电路监测与控制电磁阀组。本实用新型所提供的电磁阀组监测与控制装置中，通过用于实现无线通信的电路采集各电磁阀块上的传感器的数据以及控制各电磁阀，不需要通过硬线连接便可以实现对机上阀组的监测与控制，因此装置结构简单，大大降低成本，并且能够实现对更多的阀组的监测与控制，方便实现对机上阀组的监测与控制。
28.此外，本实用新型还提供一种电磁阀组监测与控制系统，应用于上述的电磁阀组监测与控制装置，效果同上。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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获得其他的附图。
30.图1为本技术提供的一种电磁阀组监测与控制装置；
31.图2为本技术实施例提供的一种用于实现无线通信的电路图；
32.图3为本技术实施例提供的一种优选的模拟采集电路图；
33.图4为本技术实施例提供的一种优选的数字采集电路图；
34.图5为本技术实施例提供的一种优选的电磁阀驱动电路图；
35.图6为本技术实施例提供的一种主控板的结构图；
36.图7为本技术实施例提供的一种优选的rs485通信电路图；
37.图8为本技术实施例提供的电池的部分结构图；
38.图9为本技术实施例提供的一种优选的dc-dc电路；
39.图10为本技术实施例提供的一种电磁阀组监测与控制装置的整体结构图；
40.附图标记如下：1为上位机，2为电磁阀组，3为传感器，4为电池，5 为主控板，6为天
线，7为机壳。
具体实施方式
41.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护范围。
42.本实用新型的核心是提供一种电磁阀组监测与控制装置及其系统，用于较方便地实现对机上阀组的监测与控制。
43.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。图1为本技术提供的一种电磁阀组监测与控制装置，包括上位机1、电磁阀组2、设置于各电磁阀块上的传感器3，还包括：电池4、主控板5；
44.主控板5包括：
45.arm芯片、用于实现无线通信的电路、至少8路电磁阀驱动电路、至少8路模拟采集电路、至少12路数字采集电路、至少1路rs485通信电路、晶振电路、置位复位电路；
46.arm芯片的各引脚分别与用于实现无线通信的电路、电磁阀驱动电路、模拟采集电路、数字采集电路、rs485通信电路、晶振电路、置位复位电路连接；
47.电池4与主控板5连接；
48.主控板5与电磁阀组2连接；
49.电池4用于为主控板5以及电磁阀组2供电；
50.上位机1与主控板5连接，用于通过用于实现无线通信的电路监测与控制电磁阀组2。
51.在飞机总装及后期的运维养护过程中，机上液压系统相关管道需进行耐压、清洗试验，保证管道清洁及耐压密封性能。上位机1发出需要对电磁阀组2进行监测和控制的指令至主控板5。在实施中，对于采用的上位机 1不作限定，可以是手机、电脑设备。
52.为了实现较方便地实现对电磁阀组2的控制，在主控板5中增加用于实现无线通信的电路，通过用于实现无线通信的电路建立上位机1与主控板5之间的无线通讯协议。图2为本技术实施例提供的一种用于实现无线通信的电路图。如图2所示，芯片上的rx、tx分别代表接收信号以及发射信号。
53.阀块上的各传感器对各管道进行监测。由于通常是对各管道的压力、流量等进行监测，因此，各阀块上的传感器至少包括压力传感器、流量传感器。为了能够获得各传感器采集的数据，需要在主控板上设置模拟采集电路。图3为本技术实施例提供的一种优选的模拟采集电路图。模拟采集电路中通常由稳压二极管、运算放大器、电阻、电容、模数转换器、电感等元器件组成。如图3中的稳压二极管d1、运算放大器u1、电阻r1～r3、电容c1～c6、模数转换器u2、电感l1。
54.除了对各管道进行监测，在实际中，可能存在管道的流量或压力过大过小的情况，因此还需要对各管道进行控制。为了采集各流量开关、电磁阀反馈情况，需要在主控板上设置数字采集电路。图4为本技术实施例提供的一种优选的数字采集电路图。数字采集电路通常由电阻、二极管、光电耦合器、电容等组成。如图4中的电阻r4～r11，二极管d2、d3、光电耦
合器u3、电容c7～c9。在实施中，通过电磁阀来对各管道进行控制。对于电磁阀的控制是通过电磁阀驱动电路来实现的。图5为本技术实施例提供的一种优选的电磁阀驱动电路图。电磁阀驱动电路通常由驱动器、电阻、电容、场效应管、二极管等组成。如图5中驱动器u4，电阻r12、r13，电容c10、c11，场效应管q1，二极管d4。通过电磁阀驱动电路来控制阀块上的电磁阀的通断，单个电磁阀的功率为30w。
55.图6为本技术实施例提供的一种主控板的结构图。如图6所示，在实施中，综合考虑不同阀组元器件种类、数量，确定控制板外围电路及接口数量，以arm芯片为平台，主控板5上设置的模拟采集电路至少是8路，设置的数字信号采集电路至少是12路，设置的电磁阀驱动电路至少是8路，rs485通信电路至少是1路。主控板5中还包括存储单元，arm芯片电路主要为存储芯片电路，用以存放程序软件及数据缓存的引脚，arm芯片的各引脚分别与各电路、存储单元连接。对于模拟采集电路执行的传感器是流量传感器或者压力传感器；对于数字采集电路的执行元件是流量开关、电磁阀反馈；对于电磁阀驱动电路的执行元件是电磁阀。主控板5上除了用于实现无线通信的电路、模拟采集电路、数字采集电路、电磁阀驱动电路、存储单元之外，还有rs485通信电路、晶振电路、置位复位电路。晶振电路用来为arm芯片提供一个时间基准。通过置位复位电路可以有效避免主控板5宕机或者卡死。图7为本技术实施例提供的一种优选的rs485 通信电路图。rs485通信电路通常由集成电路、二极管阵列、电阻、电容等组成。如图7中集成电路u5，二极管阵列dz1，电阻r14～r18，电容 c12～c14。
56.为了使主控板以及电磁阀组工作，需要通过电池为主控板以及电磁阀组供电。对于使用的电池的个数、电池的种类、电池的容量等不作限定，根据实际情况进行选择。上位机与主控板连接，通过用于实现无线通信的电路监测与控制电磁阀组。
57.本实施例所提供的电磁阀组监测与控制装置，包括上位机、电磁阀组、设置于各电磁阀块上的传感器，还包括：电池、主控板；电池与主控板连接；主控板与电磁阀组连接；电池用于为主控板以及电磁阀组供电；主控板中包含用于实现无线通信的电路；上位机与主控板连接；用于通过用于实现无线通信的电路监测与控制电磁阀组。该装置中，通过用于实现无线通信的电路采集各电磁阀块上的传感器的数据以及控制各电磁阀，不需要通过硬线连接便可以实现对机上阀组的监测与控制，因此装置结构简单，大大降低成本，并且能够实现对更多的阀组的监测与控制，方便实现对机上阀组的监测与控制。
58.在实施中，可能会出现上位机与主控板之间信号较弱的情况，导致主控板无法收到上位机发出的信号或者上位机无法接收到主控板发出的信号，因此，优选地实施方式是电磁阀组监测与控制装置还包括：天线；
59.天线与用于实现无线通信的电路连接。
60.外置天线通过同轴电缆与主控板中用于实现无线通信的电路连接，实现信号的加强与转接。对于使用的天线的数量不作限定。
61.本实施例所提供的电磁阀组监测与控制装置还包括天线，通过天线使得上位机与主控板之间的加强，减少由于信号弱或者信号干扰导致无法传输数据的情况的发生。
62.在实施中，为了满足为主控板以及电磁阀组供电的需求，优选地实施方式是，电池为电池组，电池组为锂电池组。
63.采用的电池为多个，对于选取的电池的数量不作限定，优选地，根据主控板以及电
磁阀组来确定使用的电池的个数。对于使用的电池不作限定。由于锂电池组电压容量为25.2v、6.8ah，产品适用于大电流电气设备应用，且其储能高效，使用寿命长，安全和可靠性高。因此，本实施例中采用的电池组为锂电池组。
64.本实施例所提供的通过锂电池组为主控板以及电池阀组供电，由于锂电池使用寿命长等优点，因此，不需要经常更换电池来为主控板以及电池阀组供电。
65.在实施中，可能会出现为主控板或者电磁阀组供电不足的情况以及可能会需要了解电池组的情况，优选地实施方式是，锂电池组包括：多个电池电芯、电池管理单元；
66.各电池电芯串联和/或并联；
67.电池电芯与电池管理单元连接；
68.电池管理单元与主控板连接。
69.锂电池组具有单体电压、总体电压检测，过充、过放告警及保护功能，短路保护功能；具有充、放电电流检测，充、放电过流告警及保护功能，常温下电流采样精度可达≤2％；具有电芯、环境、金属氧化物半导体(metaloxide semiconductor，mos)温度检测，电芯高、低温告警及保护功能，mos高温告警及保护功能，环境高、低温告警功能，常温下温度采样精度可达≤3℃；具有均衡功能，均衡电流50ma。
70.考虑单个阀组液压元器件的供电电压、功率及运行时间，确定锂电池组电压容量，选择合适电芯进行串并联组合，保证电源供电基本需求；为保证电池组的安全性及充放电均衡，增加电池管理单元对电池组内部数据进行实时采集，并对过充、过放、过温等数据设置阀值控制，同时管理单元将采集数据通过串口通信上传至主控板报送交互中心，电池组显示屏可实现现场电压电量显示。此外，电池组还具有rs485通信接口，可用程序包实现软件升级。
71.本实施例所提供的将各电池电芯串联和/或并联，使得能够满足基本的电量需求；其次，通过电池管理单元能够对电池的数据进行采集，可以根据采集的数据对电池进行保护。
72.对于电池组最主要的要求是电池组能够提供较均衡的电路、电池的温度也不能过高，因此优选地实施方式是，电池管理单元包括用于均衡电流的电路、用于检测电池电芯温度的电路。
73.图8为本技术实施例提供的电池的部分结构图。如图8所示，电池4 中，包含电池电芯41以及电池管理单元42，在电池管理单元42中包含用于均衡电流的电路、用于检测电池电芯温度的电路以及保护电路。温度传感器靠近电池电芯41，温度传感器检测的数据传输至用于检测电池电芯温度的电路，对电芯温度过高或过低进行告警，进而进一步地采取措施来对电池进行保护；用于均衡电流的电路使得电池4能够提供较稳定、均衡的电流；保护电路的存在能够起到保护电池4的作用，增加电池4的使用寿命。
74.本实施例所提供的电池管理单元包括均衡电流的电路使得电池能够为主控板以及电磁阀组提供较稳定的电流；通过用于检测电池电芯温度的电路使得能够尽可能地保护电芯。
75.为了满足主控板以及电磁阀组的供电需求，在实施中，优选地实施方式是，上位机与锂电池组连接。
76.电池组池组满充容量、当前容量、设计容量可以通过上位机进行设置，在进行完整
充放电循环后容量可自动更新；上位机软件控制功能，可通过上位机软件对过充、过放、充放电过流、过温、欠温等保护参数，容量、等参数进行设置；支持自动强制复位功能，能够有效避免保护板宕机或者卡死。
77.本实施例所提供的上位机与锂电池组连接，能够对锂电池组进行控制，使得锂电池能够正常地为主控板以及电磁阀组进行供电。
78.电池组为不同元件进行供电时，不同的元件工作需要的电压不同。在实施中，为了能够为不同的元件提供不同的电压，优选地实施方式是，主控板还包括：dc-dc电路；
79.dc-dc电路与电池连接；dc-dc电路与散热槽的距离在预设范围内。
80.图9为本技术实施例提供的一种优选的dc-dc电路。dc-dc电路通常由电阻、二极管、运算放大器、电源、电容、稳压器等组成。如图9所示，电阻r19～r29，二极管d5、d6，运算放大器u6、电源u7、电容c15～c31、稳压器v1。控制器上的稳压电源模块主要负责对锂电池组输入电压稳压后为阀块上相关传感器及执行元件进行供电，阀块上传感器及执行元件供电电压为dc24
±
1v；同时，电源模块还需将输入电源降压为dc5v或dc3.3v 为arm板及外围芯片供电。在供电的时候通常会存在噪声干扰，因此需要对cpu电源滤波，在对cpu电源滤波时通常采用多个电容并联的方式实现滤波。主控板负责将电池组电源整流、滤波及稳压后提供自身及阀组元件使用，保证电源的稳定性。
81.本实施例所提供的主控板还包括：dc-dc电路，使得能够为不同的元件提供工作时需要的电压，满足不同元件的工作需求。
82.在实施中，为了对通过电磁阀驱动电路的信号进行放大以及防止电磁阀关闭时反向电压冲击，优选地实施方式是，电磁阀驱动电路包括：mos 管、防浪涌电路。
83.本实施例所提供的电磁阀驱动电路，通过mos管对驱动进行放大以及通过防浪涌电路减小可关闭电磁阀时反向电压冲击。
84.在实施中，可能会出现灰尘、液压油等影响主控板以及电池，因此，优选地实施方式是，电磁阀组监测与控制装置还包括：机壳。
85.锂电池组、主控板及外置天线需由机壳及相关连接器进行组装形成一个完整装置，锂电池组方便拆卸进行充电管理，主控板进行密封防护以免液压油的污染，主控板上稳压电源紧贴散热槽，侧边增加风扇配合进行散热，保证了高温工况及大功率用电时的温升正常。图10为本技术实施例提供的一种电磁阀组监测与控制装置的整体结构图。电池1、主控板5、天线 6及机壳7组成。电池1为锂电池组，锂电池组负责提供电源及电源自身管理；主控板5实现与客户端的数据交互，监控阀组上各个电控元件及锂电池组数据；天线6为无线交互中转站，具有信号转化、加强的功能；机壳7 为装置的骨架，并负责预留对外安装接口。
86.本实施例所提供的电磁阀组监测与控制装置还包括：机壳，通过机壳将锂电池组、主控板以及外置天线封装起来，能够尽可能地避免灰尘、液压油等的影响。增加电磁阀组监测与控制装置的使用寿命。
87.上文中对于电磁阀组监测与控制装置的实施例进行了详细说明，本技术还提供一种电磁阀组监测与控制系统对应的实施例。由于电磁阀组监测与控制系统包括电磁阀组监测与控制装置，上面已对电磁阀组监测与控制装置的实施例进行了详细说明，所以此处对电磁阀组监测与控制系统的实施例不再赘述。电磁阀组监测与控制系统与上述提到的电磁阀组监测与控制装置具有相同的有益效果。
88.以上对本实用新型所提供的一种电磁阀组监测与控制装置及其系统进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
89.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

技术特征：

1.一种电磁阀组监测与控制装置，包括上位机(1)、电磁阀组(2)、设置于各电磁阀块上的传感器(3)，其特征在于，还包括：电池(4)、主控板(5)；所述主控板(5)包括：arm芯片、用于实现无线通信的电路、至少8路电磁阀驱动电路、至少8路模拟采集电路、至少12路数字采集电路、至少1路rs485通信电路、晶振电路、置位复位电路；所述arm芯片的各引脚分别与所述用于实现无线通信的电路、所述电磁阀驱动电路、所述模拟采集电路、所述数字采集电路、所述rs485通信电路、所述晶振电路、所述置位复位电路连接；所述电池(4)与所述主控板(5)连接；所述主控板(5)与所述电磁阀组(2)连接；所述电池(4)用于为所述主控板(5)以及所述电磁阀组(2)供电；所述上位机(1)与所述主控板(5)连接，用于通过所述用于实现无线通信的电路监测与控制所述电磁阀组(2)。2.根据权利要求1所述的电磁阀组监测与控制装置，其特征在于，还包括：天线(6)；所述天线(6)与所述用于实现无线通信的电路连接。3.根据权利要求1所述的电磁阀组监测与控制装置，其特征在于，所述电池(4)为电池组，所述电池组为锂电池组。4.根据权利要求3所述的电磁阀组监测与控制装置，其特征在于，所述锂电池组包括：多个电池电芯、电池管理单元；各所述电池电芯串联和/或并联；所述电池电芯与所述电池管理单元连接；所述电池管理单元与所述主控板(5)连接。5.根据权利要求4所述的电磁阀组监测与控制装置，其特征在于，所述电池管理单元包括用于均衡电流的电路、用于检测所述电池电芯温度的电路、保护电路。6.根据权利要求5所述的电磁阀组监测与控制装置，其特征在于，所述上位机(1)与所述锂电池组连接。7.根据权利要求1所述的电磁阀组监测与控制装置，其特征在于，所述主控板(5)还包括：dc-dc电路；所述dc-dc电路与所述电池(4)连接；所述dc-dc电路与散热槽的距离在预设范围内。8.根据权利要求1所述的电磁阀组监测与控制装置，其特征在于，所述电磁阀驱动电路包括：mos管、防浪涌电路。9.根据权利要求1至8任意一项所述的电磁阀组监测与控制装置，其特征在于，还包括：机壳(7)。10.一种电磁阀组监测与控制系统，其特征在于，包括权利要求1至9任意一项所述的电磁阀组监测与控制装置。

技术总结

本实用新型公开了一种电磁阀组监测与控制装置及其系统，涉及液压阀组控制技术领域。该装置包括上位机、电磁阀组、设置于各电磁阀块上的传感器，还包括：电池、主控板；电池与主控板连接；主控板与电磁阀组连接；电池用于为主控板以及电磁阀组供电；主控板中包含用于实现无线通信的电路；上位机与主控板连接；用于通过用于实现无线通信的电路监测与控制电磁阀组。该装置中，通过用于实现无线通信的电路采集各电磁阀块上的传感器的数据以及控制各电磁阀，不需要通过硬线连接便可以实现对机上阀组的监测与控制，因此装置结构简单，大大降低成本，并且能够实现对更多的阀组的监测与控制，方便实现对机上阀组的监测与控制。方便实现对机上阀组的监测与控制。方便实现对机上阀组的监测与控制。