CN201479419U - 终端控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种适用于工业照明***的终端控制器，用于对该***中配电箱前端的接触器进行控制，其主要包括相互电连接的外部信号输入接口、控制和处理单元以及接触器输出接口。其中，外部信号输入接口用于接收来自终端控制器外部的输入信号，并将其传输至控制和处理单元；控制和处理单元用于根据来自外部信号输入接口的输入信号判断此时接触器的期望状态，并向接触器接口传输相应的控制指令；以及，接触器接口连接在控制和处理单元与被控照明区域中的接触器之间，用于将来自控制和处理单元的控制指令传输至相应接触器，以控制该接触器的通/断状态。本实用新型提供的终端控制器具有安全可靠及成本较低等的优点。

Description

终端控制器

技术领域

本实用新型涉及照明控制技术领域，具体地，涉及一种用于工业照明***的终端控制器。

背景技术

随着工业化生产的不断发展，工艺流程与照明环境的关系日益密切，因此生产企业对工业照明的要求也越来越严格。以造纸企业为例，一方面，因造纸工艺需要输入高温蒸汽、化学品等物质而造成生产车间内的空气具有一定腐蚀性，从而导致照明***所处环境较为恶劣；另一方面，工业照明中大多采用大功率气体放电灯具，这种灯具在一定程度上存在启动电流大、启动时间长等的缺点；这些都是影响照明***稳定运行的主要因素。为应对上述现有工业照明中所遇到的问题，就要求相关技术人员提供一种防护等级高、额定功率大、稳定性好的照明控制***。

目前，市场上针对工业照明、特别是专门用于造纸企业的照明控制方案很少。因此，很多企业干脆采用人工对照明进行控制，这样难免出现一些由于工作人员的疏忽所造成的能源浪费等的问题。为此，有些企业采用智能照明***作为工业照明方案使用，该智能方案以C-BUS/I-BUS的总线控制为主，并在控制现场的供电回路中安装若干个网络开关，通过一部或多部上位控制装置控制上述网络开关来实现对照明供电回路的通/断控制。但是，该方案应用于工业当中具有以下几个缺点。

其一，现有技术中所采的网络开关额定电流较小，通常仅为1～5A，而工业照明所用灯具的电流(尤其是启动电流)一般都很高，因此，一个网络开关仅能控制几支照明灯具。这种情况下，若要对整个照明区域中的灯具进行控制就需要设置多个网络开关，但是由于网络开关的价格普遍较高，因而会使整个***造价很高。特别是，针对造纸企业的照明控制***通常会涉及对多个照明区域分别进行控制，因此所需网络开关数量庞大，这更使得适用于这类企业的照明控制***造价高昂。

其二，上述网络开关通常需要安装在现场，如前所述，像造纸厂这样的工厂环境非常恶劣，这将影响网络开关工作的稳定性，若因此而导致照明故障并影响正常生产，将会给企业造成大量不必要的损失。

其三，现有技术的照明控制方案功能比较单一，其大部分功能往往需要依靠上位控制设备进行操作。因此，对于一些要求较为复杂的照明环境来讲，仅采用网络开关并不能达到所需的控制要求。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种适用于工业照明***的终端控制器，其具有成本低、功能齐全、稳定性好等的优点。

为此，本实用新型提供一种适用于工业照明***的终端控制器，用于对该***中配电箱前端的接触器进行控制，其特征在于，包括相互电连接的外部信号输入接口、控制和处理单元以及接触器接口。其中：所述外部信号输入接口用于接收来自终端控制器外部的输入信号，并将其传输至控制和处理单元；所述控制和处理单元用于根据来自外部信号输入接口的输入信号判断此时接触器的期望状态，并向接触器接口传输相应的控制指令；以及，所述接触器接口连接在控制和处理单元与被控照明区域中的接触器之间，用于将来自控制和处理单元的控制指令传输至相应接触器，以控制该接触器的通/断状态。

其中，所述外部信号输入接口至少包括下述接口之一：光敏传感器接口，其用于接收来自光敏传感器的表示被控照明区域内亮度情况的亮度信号，并将其传输至控制和处理单元；红外传感器接口，其用于接收红外传感器感应并传输而来的人体感应信号，并将其传输至控制和处理单元；以及，远程通信接口，其接收来自远程的控制输入信号，并将其传输至控制和处理单元。

其中，所述外部信号输入接口还包括环境状态输入接口，用以接收与被控区域有关的环境状态参数，并将其传输至控制和处理单元。

其中，所述外部信号输入接口还包括相应的信号解析及处理模块，用以对所接收的外部输入信号进行相应的解析和有关处理，并将处理后的信号传输至控制和处理单元。

其中，所述信号解析及处理模块包括隔离模块和/或模/数转换模块。

其中，本实用新型所提供的终端控制器还包括：定时单元，当到达预置的定时时间时，所述定时单元向控制和处理单元发送表示定时时间到的信号，以便控制和处理单元根据该信号而向所述接触器接口传输指示接触器通/断的控制指令；和/或存储单元，其中存储有亮度阈值和/或人体红外感应阈值和/或环境状态参数；所述控制和处理单元根据来自外部信号输入接口的输入信号和存储单元中的相应阈值，判断此时接触器应处于闭合还是断开状态，并向所述接触器接口传输相应的控制指令。

其中，本实用新型所提供的终端控制器还包括外壳，所述控制和处理单元置于所述外壳内，所述外部信号输入接口和所述接触器接口设置在所述外壳的侧面；和/或显示单元，用以显示所述终端控制器的工作状态和/或有关参数；和/或键盘输入单元，用以通过按键来进行功能选择、模式设定和/或参数输入。所述显示单元设置在所述外壳正面的靠上位置处，所述键盘输入单元同样设置于所述外壳的正面并位于所述显示单元的下方。

本实用新型具有下述有益效果：

首先，本实用新型所提供的终端控制器，通过控制接触器的通/断而间接地控制照明供电回路的通/断。由于该接触器与网络开关相比价格低廉，而且其额定电流足以允许同一个照明区域的总电流通过，因此仅用一台终端控制器即可实现对整个照明区域的控制，从而能够有效节约***成本。

其次，由于本实用新型所提供的终端控制器通过控制接触器而间接地控制供电回路的通/断，因此可以将其单独设置在远离控制现场的场所内，从而能够有效避免因环境因素而导致的故障，进而提高***的稳定性。而且，由于与本实用新型提供的终端控制器配合使用的接触器具有良好的散热性能，从而进一步提高了照明控制***的安全性和稳定性。

再次，本实用新型提供的终端控制器包括相互电连接的外部信号输入接口、控制和处理单元以及接触器接口，其中，外部信号输入接口可接收多种不同的外部信号，控制和处理单元可根据这些外部信号对照明区域进行控制，因此，本实用新型提供的终端控制器可满足多种不同的控制需求。

附图说明

图1为本实用新型所提供的终端控制器一个具体实施例的原理示意图；

图2为本实用新型所提供的终端控制器的外壳结构示意图；以及

图3为本实用新型所提供的终端控制器在供电***中的安装示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型提供的终端控制器进行详细描述。

请参阅图1，本实用新型提供的终端控制器，适用于对工业照明***中配电箱前端的接触器进行控制，其具体包括：相互电连接的外部信号输入接口、控制和处理单元、接触器接口、显示单元、键盘输入单元、定时单元以及存储单元。

其中，外部信号输入接口可以接收来自终端控制器外部的输入信号，并将其传输至控制和处理单元。通常，该外部信号输入接口至少包括光敏传感器接口、红外传感器接口以及远程通信接口的其中之一。

所述光敏传感器接口连接终端控制器外部的光敏传感器，用于接收来自光敏传感器的表示被控照明区域内亮度情况的亮度信号，并将其传输至控制和处理单元。实际应用中，光敏传感器可以采用AMS104型传感器，其能够输出与亮度成比例的线束光电流。

所述红外传感器接口连接可感知人体红外辐射的红外传感器，用于接收来自红外传感器的人体感应信号，并将其传输至控制和处理单元。实际应用中，红外传感器则可以采用AMN31111型传感器，其能够将所感应到的人体红外辐射信号转化为电压信号。

所述远程通信接口可以串行总线通信的方式连接到能够与该终端控制器进行远程通信的电子设备和/或网络上，用于接收来自远程的控制输入信号，并将其传输至控制和处理单元。事实上，该远程通信接口不仅可以从远端接收控制信号，而且也可以将终端控制器的工作状态等信息向外传送至远端，例如，传送至控制中心，以便控制中心了解被控照明区域内的照明情况。该远程通信接口例如可以采用RS485通讯口，并采用ModBus通讯协议。

此外，上述外部信号输入接口还可以包括环境状态输入接口，用以接收与被控区域有关的环境状态参数，并将其传输至控制和处理单元以进行相应的后续处理。上述环境状态参数具体可以包括被控区域内的温度、与生产设备工作状态有关的参数等。

在实际应用中，上述各外部信号输入接口通常设置有与其所接收的信号相对应的信号解析及处理模块，该信号解析及处理模块可对各自接收的外部输入信号进行相应的解析和有关处理，而后再将处理后的信号传输至控制和处理单元。例如，该信号解析及处理模块具体可以包括隔离模块和/或模/数转换模块，其中该隔离模块用于使终端控制器外部的信号与该终端控制器内部实现电隔离，以避免对终端控制器造成干扰；模/数转换模块用于将来自终端控制器外部的模拟量信号转换为数字量信号并传输至控制和处理单元。

控制和处理单元根据来自外部信号输入接口的输入信号判断此时接触器的期望状态，并向接触器接口传输相应的控制指令。本实用新型中的控制和处理单元具体地可以为CPU、单片机、可编程控制器等。

接触器接口连接在控制和处理单元和被控照明区域中的接触器之间，用于将来自控制和处理单元的控制指令传输至相应的接触器，以控制该接触器的通/断状态。通常，与本实用新型提供的终端控制器配合使用的接触器具有成本低廉、额定电流大等优点，其额定电流能达到1000A以上，足以允许整个被控照明区域内的总电流安全通过。

显示单元作为终端控制器的一个输出单元，用以显示终端控制器的工作状态等信息。例如，在控制和处理单元的控制下显示环境状态输入接口传送来的与被控区域有关的环境状态参数，如被控区域内的温度、与生产设备工作状态有关的参数等。当然，也可以显示该终端控制器当前所采用的控制模式等内容。在实际应用中，显示单元可以包括液晶显示屏或LED显示屏。

键盘输入单元作为终端控制器的一个信息输入单元，用以通过键盘中的按键来实现功能选择、模式设定和/或参数输入等的信息输入功能。控制和处理单元根据经由该键盘输入单元输入的参数和信息而执行相应的控制模式和功能。在实际应用中，该键盘输入单元可以采用简易的小键盘，例如仅仅包括数字按键，借助于这样的键盘不仅可以输入参数值，而且还可以进行功能选择和模式设定，只是需要预先约定各个数字所对应的控制模式或功能即可，如预先预定数字1对应于基于时钟的定时控制模式，数字2对应于基于亮度的控制模式，数字3对应于基于人体红外感应的控制模式，等等。

定时单元通常可以包括多组特定的定时时间，(即，可以设定多组定时时间，例如可同时设定8组时间)，每一组定时时间均可以具体到时、分、秒。通常，这些定时时间可以设定为一次性的，例如，因加班等特殊情况而设定当天晚上10点才关闭被控照明区域的全部灯具；当然也可以设定为以天为周期的周期性定时时间，例如，设定每天早上8点将被控照明区域中的灯具全部打开。通常，在到达预置的定时时间时，定时单元向控制和处理单元发送表示定时时间到的信号，以便控制和处理单元根据该信号而向接触器接口输出指示接触器通/断的控制指令。

存储单元，其中存储有亮度阈值和/或人体红外感应阈值和/或环境状态参数和/或定时时间值。控制和处理单元则根据来自外部信号输入接口的输入信号和存储单元中的相应阈值，判断此时接触器应处于闭合还是断开状态，并向接触器接口传输相应的控制指令。

例如，假设该存储单元中的亮度阈值为2V，并且设定经由光敏传感器接口输入至控制和处理单元的亮度信号小于2V时，表示被控区域内亮度较暗，需要闭合接触器而启动该区域内的灯具；以及设定经由光敏传感器接口输入至控制和处理单元的亮度信号大于2V时，表示被控区域内亮度较亮，需要断开接触器而关闭该区域内的灯具。这样，在实际应用中，控制和处理单元根据传输来的亮度信号以及存储单元中所存储的亮度阈值来判断，前者是否小于该阈值，若是，则向接触器接口输出使接触器处于闭合状态的控制指令，以使被控区域内的灯具点亮或者使这些灯具保持点亮状态；若否，则向接触器接口输出使接触器处于断开状态的控制指令，以使被控区域内的灯具熄灭或者使这些灯具保持熄灭状态。

需要指出的是，本实用新型提供的终端控制器还可以设置有手动/自动选择功能，选择手动时可以由人工直接操作分合接触器；选择自动时则可采用诸如前面所述的方式进行逻辑控制。

请参阅图2，其中示出了配置有外壳的上述终端控制器。如图所示，外壳1的内部设置有终端控制器的控制和处理单元；显示单元3和键盘输入单元4设置在外壳1的正面，显示单元3设置在外壳1正面靠上位置处，键盘输入单元4位于显示单元3的下部；各个外部信号输入接口2设置在外壳1的侧面，接触器输出接口(图未示)则可设置在外壳1的另一侧面且与外部信号输入接口2相对。

在实际应用中，外壳1多采用ABS阻燃型塑料制成，以增加其安全性，其外形尺寸具体可以设计为：150×90×60mm，并在外壳1的背部设置一个标准电器安装导轨5，以方便在现场施工时对终端控制器进行稳妥地固定。

请参阅图3，为本实用新型所提供的终端控制器在供电***中的安装示意图。如图所示，在该供电***中，L1、L2、L3分别为供电回路的三相电源线，其可为9个灯具N1～N9供电。该照明区域的所有灯具的电源接线被设置在同一配电箱中，在配电箱前端设置一个额定电流足够大的接触器J1，本实用新型所提供的终端控制器的接触器接口即与该接触器J1相连以控制其通/断，进而实现对该被控照明区域内所有灯具的同步控制。

下面对本实用新型所提供的终端控制器在实际应用中的具体工作过程进行详细描述。

本实用新型所提供的终端控制器可以采用下述的标准工作参数：

电源：AC220V，±20％，50Hz/60Hz

功率：平均≤1W，峰值≤5W

工作温度：-10℃～50℃

工作湿度：5％～95％

存储温度：-20℃～60℃

定时精度：≤1秒/天

接触器输出：Coil DC24V，Contact 50W

模拟量输入：4～20mA或0～5V

开关量输入：无源干接点输入

本实用新型提供的终端控制器在实际应用中具有多种控制方式，主要可分为本地控制和远程控制两种。其中，本地控制可以包括定时控制和诸如光敏传感控制、红外传感控制等的外部信号输入控制。

其中，内部定时控制具体过程如下：首先，由工作人员借助键盘输入单元对终端控制器设定定时时间；而后，将上述定时时间及与之相对应的接触器状态保存在存储单元内；当到达上述预设的定时时间后，定时单元向控制和处理单元发送表示定时时间到的信号，控制和处理单元则根据该信号以及存储单元内所对应的接触器状态而向接触器接口传输指示接触器闭合或断开的控制指令，以接通或断开该接触器所控区域的照明回路。

至于外部信号输入控制，其具体又可以包括光敏传感控制、红外传感控制和环境状态输入控制，下面以红外传感控制为例进行说明。红外传感控制多用在车间的走廊区域，以使该区域仅在有人通过时才开启照明。也就是说，一旦有人员进入走廊区域，设置在该区域内的红外传感器就会向终端控制器的红外传感器接口传输相应的人体感应信号；红外传感器接口接收上述人体感应信号并对该信号进行相应处理后传输至控制和处理单元；控制和处理单元将所接收到的人体感应信号与存储单元内所保存的人体红外感应阈值进行对比，当该信号大于所述人体红外感应阈值时，则向接触器接口传输指示接触器闭合的控制指令。至于光敏传感控制和环境状态输入控制与此类似，在此不再赘述。

远程控制在指的是在远离现场的情况下对被控照明区域中供电回路的接触器进行通/断控制，进而控制控制整个被控照明区域内的照明情况。例如，可以由控制中心、上位机通过通讯线路而将相应的控制信号传送至控制和处理单元。

需要指出的是，以上控制方式可以预先通过键盘输入单元进行选择和设定，而且，可以选择一种控制方式进行控制，例如，仅采用定时控制方式；也可以同时采用多种控制方式，例如，在采用定时控制方式的同时采用红外传感控制，这样，在夜间由定时控制方式控制接触器处于断开状态，但当值班人员进入被控区域时则会由红外传感器感知而自动开启照明，并在值班人员离开后自动关闭照明而重新转换为定时控制。

综上所述，本实用新型提供的终端控制器，由于与之相配合的接触器具有成本低、额定电流大的优点，因此仅使用一台终端控制器即可实现对整个照明控制区域的同步控制，从而有效节约了设备成本。其次，所述接触器串接在被控照明区域的供电回路中，终端控制器通过控制接触器而控制供电回路的通/断，因而在这种情况下，可以将终端控制器设置在远离控制现场的特定场所内，以避免背景技术中所述的因环境因素而带来的故障隐患；同时，与终端控制器配合使用的接触器具有良好的散热性能，这进一步提高了供电***的安全性和稳定性。另外，本实用新型提供的终端控制器可根据多种外部输入信号对照明区域进行控制，因而可满足多种控制需求，具有十分广阔的应用空间。

下面举例说明采用本实用新型提供的终端控制器可节约成本。例如，以配电箱的安装功率为5KW、平均每天节约用电1小时、每度电费0.6元计算，每年即可节约1100元的电费。而由此可见，本实用新型提供的终端控制器的确可有效降低企业的生产成本，特别是对用电量需求较大、配电箱安装功率较高的企业，效果则更为明显。

需要指出的是，本实用新型所提供的终端控制器并不局限于应用在造纸工业的厂房照明，其同样适用于诸如冶金、水泥、发电等工业企业的生产照明控制***中。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种适用于工业照明***的终端控制器，用于对该***中配电箱前端的接触器进行控制，其特征在于，包括相互电连接的外部信号输入接口、控制和处理单元以及接触器接口，其中

所述外部信号输入接口用于接收来自终端控制器外部的输入信号，并将其传输至控制和处理单元；

所述控制和处理单元用于根据来自外部信号输入接口的输入信号判断此时接触器的期望状态，并向接触器接口传输相应的控制指令；以及

所述接触器接口连接在控制和处理单元与被控照明区域中的接触器之间，用于将来自控制和处理单元的控制指令传输至相应接触器，以控制该接触器的通/断状态。

2.根据权利要求1所述的终端控制器，其特征在于，所述外部信号输入接口至少包括下述接口之一：

光敏传感器接口，其用于接收来自光敏传感器的表示被控照明区域内亮度情况的亮度信号，并将其传输至控制和处理单元；

红外传感器接口，其用于接收红外传感器感应并传输而来的人体感应信号，并将其传输至控制和处理单元；以及

远程通信接口，其接收来自远程的控制输入信号，并将其传输至控制和处理单元。

3.根据权利要求2所述的终端控制器，其特征在于，所述外部信号输入接口还包括环境状态输入接口，用以接收与被控区域有关的环境状态参数，并将其传输至控制和处理单元。

4.根据权利要求3所述的终端控制器，其特征在于，所述外部信号输入接口还包括相应的信号解析及处理模块，用以对所接收的外部输入信号进行相应的解析和有关处理，并将处理后的信号传输至控制和处理单元。

5.根据权利要求4所述的终端控制器，其特征在于，所述信号解析及处理模块包括隔离模块和/或模/数转换模块。

6.根据权利要求1所述的终端控制器，其特征在于，还包括定时单元，当到达预置的定时时间时，所述定时单元向控制和处理单元发送表示定时时间到的信号，以便控制和处理单元根据该信号而向所述接触器接口传输指示接触器通/断的控制指令。

7.根据权利要求1所述的终端控制器，其特征在于，还包括存储单元，其中存储有亮度阈值和/或人体红外感应阈值和/或环境状态参数；

所述控制和处理单元根据来自外部信号输入接口的输入信号和存储单元中的相应阈值，判断此时接触器应处于闭合还是断开状态，并向所述接触器接口传输相应的控制指令。

8.根据权利要求1所述的终端控制器，其特征在于，还包括外壳，所述控制和处理单元置于所述外壳内，所述外部信号输入接口和所述接触器接口设置在所述外壳的侧面。

9.根据权利要求8所述的终端控制器，其特征在于，还包括：

显示单元，用以显示所述终端控制器的工作状态和/或有关参数；以及

键盘输入单元，用以通过按键来进行功能选择、模式设定和/或参数输入。

10.根据权利要求9所述的终端控制器，其特征在于，所述显示单元设置在所述外壳正面的靠上位置处，所述键盘输入单元同样设置于所述外壳的正面并位于所述显示单元的下方。

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