[实用新型]一种控制电路扩展系统及其应用的医院控制机

说明书

技术领域

本实用新型涉及电气控制领域，具体为一种可扩展端口以对多个外设硬件进行控制的控制电路扩展系统，这种电路扩展系统可以应用在多种领域，作为一种实施方案，本实用新型还提供了将该系统应用于医院控制领域实际方案，具体的，是一种对医院中央空调系统进行控制的医院控制机。 

背景技术

电气控制系统是一种成熟的现代控制体系，也被称为电气设备二次控制回路，主要目的在于保证一次设备运行的可靠性和安全性。经过多年的发展，已经出现很多成熟的电气控制技术，比如，针对不同应用领域的电气控制成为研发的热点和难点。 

作为一种常用的控制系统，PLC（Programmable Logic Controller）控制成为行业内工业控制的主流。它采用可编程的存储器，用其内部存储的程序，执行逻辑运算，顺序控制等指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各类机械或生产进程。然而，在PLC控制时对外设硬件进行连接以交换信号的过程受到PLC输入输出端口数量的限制，PLC需要多个端口与外设硬件直接（或间接）地连接，这样当外设硬件很多时，PLC的端口就难以满足了，PLC的端口应用问题成为工程设计的难点，又，因为PLC的扩展成本较高，所以限制了PLC控制的应用。 

比如，医院控制系统要求提供全面的环境控制，包括控制温度、干湿度、电磁强度、噪音强度等环境参数，这涉及到非常繁多的外设硬件。比如，负责故障感应以保障安全的传感器就有急停开关、消防开关、缺风传感器、初效传感器报警器、中效传感器报警器等等；负责环境采集的就有回风温度、湿度、压差传感器和预热温度传感器；负责阀门控制的就有冷水阀、冷/热水阀和热水阀；负责终端设备的就有多台排风机、风机、变频器、加温器、指示灯、情报面板、中央监控设备以及排风机自动门等等。如此繁多的外设控制命令使得常规的PLC/DDC端口数量不足，这需要端口扩展。 

传统的医疗控制系统往往采用中间继电器方式去扩展PLC端口。中间继电器是一种用于增加控制电路中的信号数量或信号强度的继电器，采用中间继电器可以暂存输入状态以扩展端口，或者当外接线太长时，使用继电器减少多控制单元的干扰。中间继电器的接线方式非常复杂，需要人工进行接线，因此对手工的要求高，出错率居高不下，这严重制约了这个领域中控制系统的普及和发展。 

进一步的，在楼宇自控系统系统中从PLC的基础上发展出一种DDC(Direct Digital Control)直接数字控制系统。与PLC相比，PLC强调通用性，DDC强调专用性；PLC应用在工业控制领域，DDC应用在专业楼宇系统。DDC的使用是方便它代替了传统控制组件，如温 度开关、接收控制器或其它电子机械组件，从这点上其优于PLC，已经成为各种建筑环境控制的通用模式。但DDC由于集成度很好，本身能提供的输入和输出IO很难满足整个系统的需要，此时就要使用中继器来扩展IO，这导致中间继电器之间存在大量接线，从而造成生产和维护的巨大不便。 

以上的背景技术说明，需要设计一种可方便对多个外设硬件进行控制的控制电路扩展系统。 

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种控制电路扩展系统，该系统可以根据扩展端口数量，从而应用于多外设的电路控制系统。 

上述控制电路扩展系统，包括控制面板和中央处理单元，至少还包括一块用于进行数据通讯的单片机，所述中央处理单元、单片机与控制面板依次连接； 

还包括一模拟输入模块，用于将外部设备的模拟输入电压信号转换成数字信号，由单片机采集后供中央处理单元读取； 

一模拟输出模块，用于将中央控制单元经过单片机输出的数字信号，经过数模转换后输出至外部设备； 

一数字输入模块，用于将外部设备的数字输入信号通过光耦转换成单片机可识别的电平信号，再由单片机采集后供中央处理单元读取； 

一数字输出模块，用于将中央控制单元经过单片机输出的数字信号，经过继电器驱动单元控制继电器； 

所述的单片机、模拟输入模块、模拟输出模块、数字输入模块和数字输出模块均集成在PCB电路板上。 

如上所述，中央处理单元的控制信号不直接送至外设硬件，而是送至单片机进行寄存，然后再由单片机将控制信号送出，由于每个单片机均具有多个输入输出接口，每个输入输出接口均可用于发送控制命令，所以中央控制单元只需要通过一个接口与单片机相接，便可通过单片机控制多个外设硬件，从而达到扩展电路控制系统的目的，而且无需使用大量的中间继电器，大大减少了接线量，方便了电路控制系统的安装和日后的维护。