CN105182816A - X射线管冷却***专用智能控制器 - Google Patents

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邵同辉
陈振堂
丛波
陈立明
王辉
张�浩
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers

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Abstract

一种X射线管冷却***专用智能控制器，由电源模块、检测模块、控制模块、输出模块，显示模块构成，在输出模块中设有冷却***和X射线***，在控制模块中设有流量传感器、压力传感器和温度传感器，本控制器与传统的温控表相比，具有智能判断冷却***工作状态的功能。传感器整合功能，可接入温度、流量、压力等传感器，实时精准的监测冷却***运行情况，实现单片机智能控制，可以及时发现故障点，及时排除。本控制器响应速度快、控制精确，可满足各类X射线管冷却***的需求。

Description

X射线管冷却***专用智能控制器
技术领域
本发明涉及一种X射线管冷却控制***部件，具体地说是一种专门为X射线管冷却***配套的智能控制器。
背景技术
随着国内X射线无损检测行业的发展，金属陶瓷X射线管的使用量剧增。由于X射线管工作时产生大量热量，必须及时排出，所以为之配套的冷却***也应允而生。现有X射线管冷却***的控制部分，均使用普通温控表进行控制，没有专用智能温度控制仪表对冷却***进行全方位监控。冷却***一旦发生故障，无法及时得知原因，给故障排除带来不便。为缩短维修时间只能整机更换，严重影响使用方的工作效率，也给设备制造方售后服务带来巨大成本。
发明内容
根据上述问题，本发明提供了一种不仅具有其它温控表的所有控制功能，还具有各控制点自动检测功能，并将冷却***当前工作状态实时显示在屏幕上的X射线管冷却***专用智能控制器。
解决上述问题所采取的具体技术措施是：
一种X射线管冷却***专用智能控制器，其特征在于：由电源模块、检测模块、控制模块、输出模块、显示模块构成，在输出模块中设有冷却***和X射线***，在控制模块中设有流量传感器、压力传感器和温度传感器，电源模块中的电源输入端口J1外接220V交流电源，控制模块电源输入端口J4与电源模块端口J3连接，显示模块电源输入端口J8与电源模块端口J2连接，流量信号输入端口J14与外部冷却***流量传感器的信号输出端口J17连接，压力信号输入端口J15与外部冷却***压力传感器的信号输出端口J18连接，温度信号输入端口J16与外部冷却***温度传感器的信号输出端口J19连接，检测端口J13与控制模块数据输入端口J7连接，控制模块数据输入端口J7与单片机U1连接，控制模块输出端口J6与输出模块端口J10连接，冷却信号输出端口J11与外部冷却***的冷却启动信号输入端口J20连接，故障信号输出端口J12与X射线机紧急停止端端口J21连接，状态显示输出端口J5与显示模块端口J9连接，显示模块上设有电源指示灯L1、冷却***故障指示灯L2和冷却***工作状态显示屏L3。
本发明的有益效果：本发明与传统的温控表相比，具有智能判断冷却***工作状态的功能。传感器整合功能，可接入温度、流量、压力等传感器，实时精准的监测冷却***运行情况，实现单片机智能控制，可以及时发现故障点，及时排除。本发明响应速度快、控制精确，可满足各类X射线管冷却***的需求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的电路结构示意图；
图3是本发明的正常工作状态显示图；
图4是本发明的故障状态显示图；
图5是本发明中控制模块的电路原理图；
图6是本发明中检测模块的电路原理图；
图7是本发明中的单片机主程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
一种X射线管冷却***专用智能控制器，如图1、图2所示，由电源模块、检测模块、控制模块、输出模块，显示模块构成，在输出模块中设有冷却***和X射线***，在控制模块中设有流量传感器、压力传感器和温度传感器，电源模块中的电源输入端口J1外接220V交流电源，控制模块电源输入端口J4与电源模块端口J3连接，显示模块电源输入端口J8与电源模块端口J2连接，电源模块端口J2和电源模块端口J3为显示模块和控制模块提供工作电源。电源模块是杭州美赞电子有限公司生产的，型号为MAC5-D05W(N)，其输入交流电165V-250V，输出直流电压±5V。流量信号输入端口J14与外部冷却***流量传感器的信号输出端口J17连接，压力信号输入端口J15与外部冷却***压力传感器的信号输出端口J18连接，温度信号输入端口J16与外部冷却***温度传感器的信号输出端口J19连接，检测端口J13与控制模块数据输入端口J7连接，检测模块由瑞格兰科技有限公司生产的RM2HLE+双向隔离型继电器控制模块与美国国家半导体公司生产的LF356运算放大器组成。控制模块以单片机U1为核心组成控制中心，单片机U1的型号为C8051f330，C8051F330是SiliconLaboratories公司生产的完全集成的混合信号片上***型单片机，具有输入、输出和检测等多项功能。控制模块检测数据输入端口J7与单片机U1连接，控制模块输出端口J6与输出模块端口J10连接，控制输出模块指令的输出，输出模块是瑞格兰科技有限公司生产的RM2HLE+双向隔离型继电器控制模块。冷却信号输出端口J11与外部冷却***的冷却启动信号输入端口J20连接，故障信号输出端口J12与X射线机紧急停止端端口J21连接，输出X射线***停止运行指令，保证X射线检测***不会在冷却***故障的情况下被损坏，状态显示输出端口J5与显示模块端口J9连接，通过此连接可以将单片机处理后的数据在显示模块上显示，显示模块上设有电源LED指示灯L1、冷却***故障LED指示灯L2和冷却***工作状态CD显示屏L3，指示灯L2在设备出现故障时亮；显示屏L3可显示冷却***工作状态，实时显示温度、流量、压力数据和故障情况。显示屏L3为C12832-19B中文液晶显示模块的液晶屏幕，尺寸为128×32，可显示两行，每行可显示8个汉字。三种操作模式：并行8位方式、并行4位方式和串行方式。中文液晶显示模块可实现汉字、ASCII码、点阵图形的显示。控制芯片为中文字型矩阵LCD控制/驱动器ST7920芯片。电源模块上电后，电源指示灯L1亮。通过对流量、压力、温度传感器检测，监测冷却***工作状态，经过转换、隔离后，将数据传输给控制模块。由控制模块内部单片机处理后，经输出模块输出，并在显示终端显示冷却***当前工作状态。当冷却***出现故障时，显示模块上故障指示灯L2亮，并发出“滴、滴、滴滴……”报警声。输出模块将X射线***停止工作信号输出，切断X射线管高压，继而保护X射线***不会被损坏。显示模块直接显示故障点，可以快速查找故障原因。
图3是本发明正常工作状态显示图，当冷却***正常运行时，显示屏将正常的流量、温度、压力数据显示在屏幕上。
图4是本发明故障状态显示图，当流量、温度、压力，任意一个出现故障时，将故障数据显示在屏幕上，故障灯亮，并发出“滴、滴、滴滴……”报警声。
图5是本发明中控制模块的电路原理图，图中：控制模块电源输入端口J4与100μ电解电容C3连接，低压差电压调节器U2的输入端IN与100μ电解电容C3正极连接，低压差电压调节器U2的型号为LM1117，低压差电压调节器U2的接地端ADJ与单片机U1的5脚接地端GND连接，低压差电压调节器U2的输出端OUT与单片机U1的6脚电源端VDD连接，22μ电容C4的上端与低压差电压调节器U2的输出端OUT连接，22μ电容C4的下端与接地端ADJ连接，LED发光二极管D1的左端与单片机U1的6脚电源端VDD连接，LED发光二极管D1的右端与1K电阻R4的左端连接，当控制模块电源输入端口J4供电后，LED发光二极管D1发光，低压差电压调节器U2的输出端OUT为单片机U1提供一个正常稳定工作电压，使单片机U1正常工作；虚线框内是由10K电阻R1、1K电阻R2、1K电阻R3、按钮B1、0.1μ电容C1和1μ电解电容C2构成的复位电路，通过这一控制部分完成控制的上电自动复位，以及受外界环境干扰死机时可手动复位。复位电路中的10K电阻R1的上端与单片机U1的6脚电源端VDD连接，10K电阻R1的下端与1K电阻R3的左端连接，1K电阻R3右端与1K电阻R2的左端连接，1K电阻R2的右端与单片机U1的7脚复位端/RST连接，按钮B1的下端与单片机U1的5脚接地端GND连接，按钮B1的上端与1K电阻R3的左端连接，0.1μ电容C1的上端与1K电阻R3连接,下端与单片机U1的5脚接地端GND连接并接地，1μ电解电容C2正极与1K电阻R2的左端相连，负极接地；控制模块数据输入端口J7将检测模块检测到数据传送给单片机U1，控制模块数据输入端口J7的G1脚与单片机U1的4脚P0.0端相连，控制模块检测数据输入端口J7的G2脚与单片机U1的3脚P0.1端相连，控制模块数据输入端口J7的G3脚与单片机U1的2脚P0.2端相连；控制模块输出端口J6为输出模块提供输出信号；控制模块输出端口J6的F1脚与单片机U1的20脚P0.4端连接，控制模块输出端口J6的F2脚与单片机U1的19脚P0.5端连接；控制模块中的状态显示输出端口J5与显示模块相连接；单片机U1的9脚P1.7端至16脚P1.0端与状态显示输出端口J5的E1至E8连接，将实时状态输出至显示模块。JTAG(JointTestActionGroup；联合测试工作组)仿真接口P1为单片机调试、程序下载、升级用。JTAG仿真接口P1的H1与单片机U1的6脚电源端VDD连接，JTAG仿真接口P1的H2与JTAG仿真接口P1的H3连接，JTAG仿真接口P1的H6与JTAG仿真接口P1的H3连接，JTAG仿真接口P1的H5与单片机U1的7脚复位端/RST连接，JTAG仿真接口P1的H4与单片机U1的8脚P2.0端连接。
图6是本发明中检测模块的电路原理图。图中：流量信号输入端口J14的L2端与RM2HLE+双向隔离型继电器控制模块U32的P1脚电源端VCC连接，RM2HLE+双向隔离型继电器控制模块由瑞格兰科技有限公司生产。流量信号输入端口J14的L1端与双向隔离型继电器控制模块U32的P2脚IN1端连接，压力信号输入端口J15的M2端与双向隔离型继电器控制模块U32的P1脚电源端VCC连接，压力信号输入端口J15的M1端与双向隔离型继电器控制模块U32的P3脚IN2端连接，温度信号输入端口J16的N3端与10K电阻R31的下端连接，10K电阻R31的上端、10K电阻R32的上端及双向隔离型继电器控制模块U32的P10脚DC+端分别连接到+5V直流电源上，10K电阻R31的下端与1K电阻R34的左端连接，1K电阻R34的右端和80K电阻R37的左端与LF356运算放大器U31的S2负输入端连接，LF356运算放大器由美国国家半导体公司生产。80K电阻R37的右端和运算放大器U31的输出端S6与检测端口J13的Q1端连接，运算放大器U31的电源端S4连接到﹣5V直流电源上，运算放大器U31的电源端S7连接到+5V直流电源上，温度信号输入端口J16的N2端与100欧姆电阻R33的下端连接，100欧姆电阻R33的上端和1K电阻R35的左端与10K电阻R32的下端连接，1K电阻R35的右端和80K电阻R36的上端与运算放大器U31的电源端S3正输入端连接，温度信号输入端口J16的N1端和80K电阻R36的下端接地，检测端口J13的Q3端与双向隔离型继电器控制模块U32的P6脚NO1端连接，检测端口J13的Q2端与双向隔离型继电器控制模块U32的P9脚NO2端连接，双向隔离型继电器控制模块U32的P11脚DC-端接地，双向隔离型继电器控制模块U32的P4脚COM1端和双向隔离型继电器控制模块U32的P4脚COM2端连接到+3.3V直流电源上，双向隔离型继电器控制模块U32的P5脚NC1端和双向隔离型继电控制模块U32的P8脚NC2端悬空。
图7是本发明中的单片机主程序流程图。其流程是：程序开始，进行初始化，读取温度信息、流量信号和压力信号，并在LCD显示屏上显示，判断流量和压力信号是否正常，“否”则跳转到读取温度信息、流量信号和压力信号，并在LCD显示屏上显示，“是”则继续判断温度是否在设定范围内。判断温度是否在设定范围内，“否”则跳转到读取温度信息、流量信号和压力信号，并在LCD显示屏上显示，“是”则判断是否需要制冷，“否”则程序跳转到读取温度信息、流量信号和压力信号，并在LCD显示屏上显示，“是”则发出制冷指令，程序结束。

Claims (1)

1.一种X射线管冷却***专用智能控制器，其特征在于：由电源模块、检测模块、控制模块、输出模块、显示模块构成，在输出模块中设有冷却***和X射线***，在控制模块中设有流量传感器、压力传感器和温度传感器，电源模块中的电源输入端口J1外接220V交流电源，控制模块电源输入端口J4与电源模块端口J3连接，显示模块电源输入端口J8与电源模块端口J2连接，流量信号输入端口J14与外部冷却***流量传感器的信号输出端口J17连接，压力信号输入端口J15与外部冷却***压力传感器的信号输出端口J18连接，温度信号输入端口J16与外部冷却***温度传感器的信号输出端口J19连接，检测端口J13与控制模块数据输入端口J7连接，控制模块数据输入端口J7与单片机U1连接，控制模块输出端口J6与输出模块端口J10连接，冷却信号输出端口J11与外部冷却***的冷却启动信号输入端口J20连接，故障信号输出端口J12与X射线机紧急停止端端口J21连接，状态显示输出端口J5与显示模块端口J9连接，显示模块上设有电源指示灯L1、冷却***故障指示灯L2和冷却***工作状态显示屏L3。
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