專利名稱：數(shù)模集成控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種控制器，尤其是一種數(shù)模集成控制器。
背景技術(shù)：
目前，隨著數(shù)字電路的發(fā)展和進(jìn)步，自動控制系統(tǒng)已經(jīng)從模擬控制系統(tǒng)發(fā)展到數(shù)字控制系統(tǒng)。數(shù)字控制系統(tǒng)是以數(shù)字控制器為控制核心，通過編寫的控制程序完成特定的控制算法對執(zhí)行機構(gòu)進(jìn)行控制，以實現(xiàn)對被控制對象的有效控制和調(diào)節(jié)。數(shù)字控制器與模擬控制系統(tǒng)的模擬調(diào)節(jié)器相比，具有如下優(yōu)點 I、由于計算機運算速度快，可以用一臺數(shù)字控制器控制多個回路，實現(xiàn)一級多用。2、通過程序控制，控制算法靈活，便于在線修改控制方案。3、利用程序比硬件算法電路可靠性高。4、數(shù)字信號受環(huán)境和人為因素影響小。5、便于與計算機等其他設(shè)備通信連接，實現(xiàn)控制、管理與通信相結(jié)合。對于復(fù)雜控制系統(tǒng)由于控制點和控制回路多，為便于統(tǒng)一監(jiān)控和管理，通常將計算通過通信接口整合入自動控制系統(tǒng)，例如DCS控制系統(tǒng)(Distributed Control System,分散控制系統(tǒng))，它是計算機技術(shù)、系統(tǒng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和多媒體技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，可提供窗口友好的人機界面和強大的通訊功能。溫度控制系統(tǒng)是常見的自動控制系統(tǒng)?；跀?shù)字控制技術(shù)的上述優(yōu)勢，以及為便于管理和監(jiān)控的需要，目前暖通自動溫度控制系統(tǒng)基本都是采用數(shù)字控制器的自動控制系統(tǒng)。目前國內(nèi)暖通自動控制行業(yè)應(yīng)用較多的DDC數(shù)字控制器，主要以西門子、霍尼威爾、江森進(jìn)口或合資產(chǎn)品為主，具有工作可靠、使用方便的特點，但價格不菲。這些產(chǎn)品在控制一般舒適性環(huán)境溫度及對控制溫度精度要求不高(±0.3°C以下)的系統(tǒng)中，能夠比較好地達(dá)到控制目的，滿足用戶要求。然而，在一些特殊場所，如用于計量的檢定室、科研檢測實驗室、精密制造車間等對溫度控制要求高，如達(dá)到±0. 1°C精度等級要求的環(huán)境中，數(shù)字控制器則出現(xiàn)滿足不了控制精度要求的情況，往往需要增加設(shè)備，編制復(fù)雜的控制軟件(如采用數(shù)值逼近法)來提高控制精度，一方面費時費工成本上升，另一方面，這些近年來出現(xiàn)的DDC控制軟件在高精度控制中應(yīng)用案例少，經(jīng)驗積累不多，實際控制效果仍不理想，如江森產(chǎn)品在國內(nèi)的應(yīng)用中，精度沒有超過±0. 3°C以上，在接近±0. 2°C時，還出現(xiàn)控制回路振蕩不穩(wěn)定的情況，無法滿足高精度控制要求。數(shù)字控制器是基于微處理機的數(shù)字控制方式，是一種采樣(離散)控制系統(tǒng)，控制算式為u(k)= e (k)[e(k)-e(k-1)]式中，u(k)-調(diào)節(jié)器輸出θ-采樣周期[0014]k_采樣時刻kp_調(diào)節(jié)器的放大系數(shù) 廠Oナ-積分系數(shù)微分系數(shù)由上式可知，數(shù)字控制方式是ー種采樣(離散)控制系統(tǒng)，是根據(jù)采樣時刻的偏差 值來計算控制量，采樣點間的信息會有所丟失，信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入運算環(huán)節(jié)后，復(fù)雜的積分、微分運算要轉(zhuǎn)變?yōu)榧印p、乘、除來計算，連接的時間函數(shù)轉(zhuǎn)化為斷續(xù)的時間函數(shù)，因此必然會產(chǎn)生誤差，不能滿足高精度要求。單純采用模擬調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制，又存在要増加數(shù)量較多的調(diào)節(jié)器才能進(jìn)行擴展的問題，并且要整合入現(xiàn)有的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，就需要増加或選用帶數(shù)字通信接ロ的調(diào)節(jié)器，無疑也增加了設(shè)備成本。有鑒于此，特提出本實用新型。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種數(shù)模集成控制器，通過數(shù)字與模擬控制相結(jié)合的方式，以解決單純采用數(shù)字控制器無法實現(xiàn)高精度控制問題。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用技術(shù)方案的基本構(gòu)思是一種數(shù)模集成控制器，包括多路信號輸入端子、數(shù)字控制器和信號輸出端，所述多路信號輸入端子的每個端子均連接所述數(shù)字控制器的輸入端，還包括模擬調(diào)節(jié)器，所述多路信號輸入端子中的每個端子均通過ー個控制開關(guān)連接所述模擬調(diào)節(jié)器的輸入端；控制器,連接ー輸入端,其ー輸出端連接上述多個控制開關(guān)；數(shù)/模輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)組，包括兩個開關(guān)組，ー個為模擬開關(guān)組，另ー個為數(shù)字開關(guān)組，所述數(shù)字開關(guān)組開關(guān)的電路輸入端連接所述數(shù)字控制器的輸出端，開關(guān)的電路輸出端連接所述信號輸出端；模擬開關(guān)組開關(guān)的電路輸入端連接模擬調(diào)節(jié)器的輸出端，開關(guān)的電路輸出端連接所述信號輸出端，上述控制器的另ー輸出端分別連接所述數(shù)字開關(guān)組和模擬開關(guān)組開關(guān)的控制端。優(yōu)選的，所述模擬開關(guān)組和數(shù)字開關(guān)組的具體電路為在每個端子的數(shù)字輸出線路和模擬輸出線路上均設(shè)置ー個雙觸點繼電器，每個雙觸點繼電器的兩個觸點分別連接數(shù)字控制器的對應(yīng)輸出端和模擬調(diào)節(jié)器的對應(yīng)輸出端。優(yōu)選的，所述的控制器為PLC。優(yōu)選的，包括與所述控制器連接的顯示屏。優(yōu)選的，所述模擬調(diào)節(jié)器為1-4個。優(yōu)選的，所述多路信號輸入端子和信號輸出端分別集成在輸入端子板上和輸出端子板上。優(yōu)選的，所述模擬調(diào)節(jié)器、控制器、數(shù)/模輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)組和控制開關(guān)集成在ー塊電路板上。采用上述技術(shù)方案后，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果本實用新型結(jié)合了數(shù)字控制器和模擬調(diào)節(jié)器，對于控制精度要求不高的參數(shù)連接數(shù)字控制器，對于控制精度要求高的參數(shù)連接數(shù)字控制器，因此本數(shù)模集成控制器解決了高精度控制的問題，且能ー機多用，使用靈活，高效可靠。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進(jìn)ー步詳細(xì)的描述。

圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實用新型的ー個具體實施例的線路圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型是ー種數(shù)模集成控制器，包括I-η路信號輸入端子10(可輸入溫度、濕度等信號)、數(shù)字控制器11和I-η路信號輸出端17，多路信號輸入端子10的每個端子均連接所述數(shù)字控制器11的輸入端，還包括模擬調(diào)節(jié)器12，所述多路信號輸入端子10中的每個端子均通過ー個控制開關(guān)，分別為開關(guān)l、2_n，連接所述模擬調(diào)節(jié)器12的輸入端，所述多個控制開關(guān)組成ー個控制開關(guān)組13 ；控制器14,連接ー輸入端15,其ー輸出端連接上述多個控制開關(guān)；數(shù)/模輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)組16，包括兩個開關(guān)組，ー個為模擬開關(guān)組160，另ー個為數(shù)字開關(guān)組161，所述數(shù)字開關(guān)組開關(guān)161的電路輸入端連接所述數(shù)字控制器11的輸出端，開關(guān)的電路輸出端連接所述I-η路信號輸出端17 ;模擬開關(guān)組160開關(guān)的電路輸入端連接模擬調(diào)節(jié)器12的輸出端，開關(guān)的電路輸出端連接所述I-η路信號輸出端17，上述控制器14的另ー輸出端分別連接所述數(shù)字開關(guān)組161和模擬開關(guān)組160開關(guān)的控制端。本數(shù)模集成控制器的原理為通過輸入端(一般設(shè)在操作界面上)為控制器輸入信號，告知要調(diào)節(jié)的信號，控制器控制接通該路信號，井根據(jù)對該信號的調(diào)節(jié)精度的要求選擇連接數(shù)字控制器11還是模擬調(diào)節(jié)器12，模擬調(diào)節(jié)器12的控制精度相對數(shù)字控制器11高，因此對于控制精度要求不高的參數(shù)連接數(shù)字控制器11，對于控制精度要求高的參數(shù)連接數(shù)字控制器11，因此本數(shù)模集成控制器解決了高精度控制的問題，且能一機多用，使用靈活，高效可靠。采用模擬調(diào)節(jié)器12，可根據(jù)控制要求設(shè)置PID參數(shù)，滿足高精度控制的要求。本控制器通過模擬調(diào)節(jié)器12解決了擴展性差的問題，并通過控制器進(jìn)行控制方式的選擇，操作方便、效率高，同時還增強了系統(tǒng)的管理功能。優(yōu)選的，所述模擬開關(guān)組160和數(shù)字開關(guān)組161的具體電路為在每個端子的數(shù)字輸出線路(數(shù)字控制器11和信號輸出端17的連接線路)和模擬輸出線路(模擬調(diào)節(jié)器12和信號輸出端17的連接線路)上均設(shè)置ー個雙觸點繼電器(圖2中為kl-klO)，每個雙觸點繼電器的兩個觸點分別連接數(shù)字控制器11的對應(yīng)輸出端和模擬調(diào)節(jié)器12的對應(yīng)輸出端。這樣節(jié)省了許多開關(guān)，簡化了電路結(jié)構(gòu)，降低了成本。該優(yōu)選的實施方式可參照圖2。優(yōu)選的，所述的控制器15為PLC150(參照圖2)。通過可編程控制器選擇控制方式，操作方便、效率高，同時還增強了系統(tǒng)的管理功能。PLC控制還具有以下優(yōu)點I、可靠性高，抗干擾能力強2、配套齊全，功能完善，適用性強3、易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎4、系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造5、體積小，重量輕，能耗低。優(yōu)選的，所述數(shù)字控制器11可以為DDC控制器。
·[0053]DDC控制器具有以下優(yōu)點I.操作終端DDC系統(tǒng)是建筑物管理的有力工具，它的操作系統(tǒng)可方便地管理ー個或多個崗位，可及時按客戶要求或程序要求作出反應(yīng)，DDC系統(tǒng)允許控制器在操作時間內(nèi)同時具有其它功能，這一點是區(qū)別于傳統(tǒng)系統(tǒng)的。DDC系統(tǒng)可以單個終端獲得整個建筑操作的所有信息，這就具有很強的故障診斷能力。2.降低費用—個良好設(shè)計的DDC系統(tǒng)可在能源和人力方面降低費用。由于所有區(qū)域都經(jīng)中心調(diào)度和控制可通過能量的轉(zhuǎn)移而使之不會浪費，而且，系統(tǒng)可自動啟動或停止機械設(shè)備，使其在不必要時不運轉(zhuǎn)。它還可通過操作終端自動診斷和處理許多問題，而無需維修人員親臨現(xiàn)場，從而省去許多費用，降低維修成本。3.提高舒適性由于DDC系統(tǒng)比傳統(tǒng)系統(tǒng)具有更高的精確度，溫度可保持在更接近于設(shè)定值的值。4.無需校準(zhǔn)多數(shù)DDC系統(tǒng)無需校準(zhǔn)，可減少維修保養(yǎng)費用，并長期保持精度，而傳統(tǒng)系統(tǒng)校準(zhǔn)后就開始降低精度。5.改善控制方式DDC系統(tǒng)允許更復(fù)雜的控制方式進(jìn)行基本管理，這樣可減少執(zhí)行費用。6.更優(yōu)越的控制由于DDC系統(tǒng)可完成各種邏輯功能，可按操作的客觀情況作出復(fù)雜而精確的控制。因而更具優(yōu)越性。7.高度靈活的控制各種參數(shù)往往不是一成不變的，多數(shù)DDC系統(tǒng)可按新要求重新編寫程序，而不必改變硬件。而且，DDC系統(tǒng)是模式化系統(tǒng)，該系統(tǒng)可隨之?dāng)U展。優(yōu)選的，還包括與所述控制器15連接的顯示屏18 (可參照圖2，是ー種10路輸入，10路輸出的具體實施例)，可以方便的顯示信息，并為控制器輸入控制信息，有ー個良好的人機界面。所述模擬調(diào)節(jié)器12為I個，也可以為2-4多個，多個模擬調(diào)節(jié)器12可滿足多個高精度控制回路的要求。所述多路信號輸入端子10和信號輸出端17最好分別集成在輸入端子板上和輸出端子板上。且所述模擬調(diào)節(jié)器12、控制器15、數(shù)/模輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)組16和控制開關(guān)組13也集成在一塊電路板上，將上述線路集成省去了繁瑣的線路連接，靈活性強、擴展性強，系統(tǒng)成本降低了。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種數(shù)模集成控制器，包括多路信號輸入端子、數(shù)字控制器和信號輸出端，所述多路信號輸入端子的每個端子均連接所述數(shù)字控制器的輸入端，其特征在于還包括 模擬調(diào)節(jié)器，所述多路信號輸入端子中的每個端子均通過一個控制開關(guān)連接所述模擬調(diào)節(jié)器的輸入端； 控制器，連接一輸入端，其一輸出端連接上述多個控制開關(guān)； 數(shù)/模輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)組，包括兩個開關(guān)組，一個為模擬開關(guān)組，另一個為數(shù)字開關(guān)組，所述數(shù)字開關(guān)組開關(guān)的電路輸入端連接所述數(shù)字控制器的輸出端，開關(guān)的電路輸出端連接所述信號輸出端；模擬開關(guān)組開關(guān)的電路輸入端連接模擬調(diào)節(jié)器的輸出端，開關(guān)的電路輸出端連接所述信號輸出端，上述控制器的另一輸出端分別連接所述數(shù)字開關(guān)組和模擬開關(guān)組開關(guān)的控制端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)模集成控制器，其特征在于所述模擬開關(guān)組和數(shù)字開關(guān)組的具體電路為在每個端子的數(shù)字輸出線路和模擬輸出線路上均設(shè)置一個雙觸點繼電·器，每個雙觸點繼電器的兩個觸點分別連接數(shù)字控制器的對應(yīng)輸出端和模擬調(diào)節(jié)器的對應(yīng)輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)模集成控制器，其特征在于所述的控制器為PLC。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)模集成控制器，其特征在于包括與所述控制器連接的顯示屏。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)模集成控制器，其特征在于所述模擬調(diào)節(jié)器為1-4個。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)模集成控制器，其特征在于所述多路信號輸入端子和信號輸出端分別集成在輸入端子板上和輸出端子板上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的數(shù)模集成控制器，其特征在于所述模擬調(diào)節(jié)器、控制器、數(shù)/模輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)組和控制開關(guān)集成在一塊電路板上。
專利摘要一種數(shù)模集成控制器，包括多路信號輸入端子、數(shù)字控制器和信號輸出端，多路信號輸入端子的每個端子均連接數(shù)字控制器的輸入端；模擬調(diào)節(jié)器，多路信號輸入端子中的每個端子均通過一個控制開關(guān)連接模擬調(diào)節(jié)器的輸入端；控制器，連接一輸入端，一輸出端連接多個控制開關(guān)；數(shù)/模輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)組，包括模擬開關(guān)組和數(shù)字開關(guān)組，數(shù)字開關(guān)組開關(guān)的電路輸入端連接數(shù)字控制器的輸出端，開關(guān)的電路輸出端連接信號輸出端；模擬開關(guān)組開關(guān)的電路輸入端連接模擬調(diào)節(jié)器的輸出端，開關(guān)的電路輸出端連接信號輸出端，控制器的另一輸出端分別連接數(shù)字開關(guān)組和模擬開關(guān)組開關(guān)的控制端。本實用新型結(jié)合數(shù)字控制器和模擬調(diào)節(jié)器，解決了高精度控制的問題，且一機多用。
文檔編號G05B19/05GK202632045SQ20122021371
公開日2012年12月26日 申請日期2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月14日
發(fā)明者張衛(wèi)華, 王大衛(wèi), 李有志, 郭慶元 申請人:重慶工業(yè)設(shè)備安裝集團有限公司