Vpx機箱的風機控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實用新型涉及一種VPX機箱，尤其是關(guān)于VPX機箱的風機控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]基于VPX總線標準的機箱是對基于VME總線機箱的改進，它通過增加背板帶寬、集成更多I/o的方式，擴展了機箱的總線性能。目前，國防和航空領(lǐng)域?qū)υO備的總線性能和環(huán)境適應性要求越來越高，例如雷達、聲納、視頻圖像處理、智能信號處理等。采用VPX總線的設備機箱采用高速串行總線替代并行總線，利用Rapid1和Advanced SwitchingInterconnect等現(xiàn)代的工業(yè)標準的串行交換結(jié)構(gòu)來支持更高的背板帶寬。由于采集的數(shù)據(jù)頻率越高，圖像效果越好，因此基于VPX總線的機箱內(nèi)部往往集成大量數(shù)據(jù)處理單元，其功耗往往極大。同時，惡劣的軍事和航空環(huán)境，尤其是在惡劣的飛機工作環(huán)境下，為了處理種類繁多的I/O與海量的數(shù)據(jù)，需要提高基于VPX總線的機箱環(huán)境適應性能。
[0003]在目前眾多基于VPX總線的設備集成產(chǎn)品中，解決基于VPX總線的機箱環(huán)境適應性和提高其散熱能力的常用解決方案是使用導冷方式或者風冷方式。導冷方式的缺點是散熱能力差、散熱效率低，因此對于較大功率的VPX機箱無法使用該方式。目前，風冷方式是采用定速直流風機的方式進行散熱，這種方式的缺點是VPX機箱無法根據(jù)其內(nèi)部實際溫度情況實時調(diào)整散熱效率。尤其是在低溫工作環(huán)境下，由于風機轉(zhuǎn)動為定速，不僅導致機箱內(nèi)部過低，引起機箱內(nèi)部各個電路組件工作無法處于最佳狀態(tài)，而且其對能耗浪費較為嚴重，難以滿足目前國家節(jié)能減排發(fā)展戰(zhàn)略的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的主要目的是提供一種VPX機箱的風機控制系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中上述兩種散熱方式散熱效果不佳的問題，實現(xiàn)自適應控制機箱溫度，提高風機散熱效率。
[0005]本實用新型采用的技術(shù)方案是:VPX機箱的風機控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、直流調(diào)速風機、以及用于控制直流調(diào)速風機轉(zhuǎn)速的主控單元，所述溫度傳感器設置在機箱內(nèi)，并將實時監(jiān)測的機箱溫度信號傳輸至主控單元，直流調(diào)速風機連接驅(qū)動風機運轉(zhuǎn)及控制轉(zhuǎn)速的風機驅(qū)動單元，主控單元與風機驅(qū)動單元之間設有轉(zhuǎn)換電壓并隔離驅(qū)動的總線驅(qū)動器。
[0006]所述溫度傳感器有多個，并分布于VPX機箱的不同位置，且每個溫度傳感器均對應控制一組直流調(diào)速風機，多個溫度傳感器通過多路選一模擬開關(guān)與主控單元連接。
[0007]所述風機控制系統(tǒng)還包括監(jiān)控機箱溫度和設置風機轉(zhuǎn)速的上位機，該上位機與主控單元連接。
[0008]所述上位機與主控單元通過RS232轉(zhuǎn)RS485接口轉(zhuǎn)換單元連接，并按照通訊協(xié)議監(jiān)控機箱溫度和設置風機轉(zhuǎn)速。
[0009]所述風機控制系統(tǒng)還包括用于顯示溫度和風機轉(zhuǎn)速的顯示單元，該顯示單元與主控單元連接。
[0010]所述VPX機箱設有與所述主控單元連接的手動/自動模式按鈕、風機/溫度采集點的選擇按鈕、設置按鈕、退出按鈕、以及調(diào)整風機轉(zhuǎn)速的調(diào)速旋鈕。
[0011]所述多個溫度傳感器根據(jù)用戶的使用需求均勻分布于VPX機箱的不同位置。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型至少具有下列優(yōu)點及有益效果:
[0013]1、本實用新型通過主控單元和溫度傳感器搭建了閉環(huán)風機控制系統(tǒng)，主控單元根據(jù)溫度傳感器實時監(jiān)測的VPX機箱各檢測點的溫度信號，自適應控制直流調(diào)速風機的轉(zhuǎn)速，并且在低溫環(huán)境下主控單元根據(jù)溫度傳感器測得數(shù)據(jù)，將風機轉(zhuǎn)速降到最低轉(zhuǎn)速，保證機箱的內(nèi)部溫度，使其處于最佳工作狀態(tài)，在保證通風與散熱要求的同時，最大程度的降低了VPX機箱的能耗，提高了風機的散熱效率，有效克服了現(xiàn)有技術(shù)兩種散熱方式的缺點，從而解決散熱效率低、能耗浪費嚴重等問題，提高了 VPX機箱的環(huán)境適應性與可靠性；
[0014]2、在VPX機箱的不同位置設置多個溫度檢測點，多個溫度傳感器和對應的直流調(diào)速風機根據(jù)實時檢測的溫度數(shù)據(jù)以及風機轉(zhuǎn)速與溫度變化曲線，控制各個溫度檢測點對應直流調(diào)速風機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)閉環(huán)控制；
[0015]3、通過與主控單元連接的上位機實時監(jiān)控機箱溫度和風機轉(zhuǎn)速，具有自動控制與手動控制兩種工作模式，上位機可以連接多個風機控制系統(tǒng)，監(jiān)控多臺VPX機箱的溫度和設置風機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)多臺VPX機箱的級聯(lián)控制；
[0016]4、在VPX機箱上設置有顯示單元、手動/自動模式按鈕、風機/溫度采集點選擇按鈕、確定風機及其轉(zhuǎn)速/確定溫度采集點及其溫度的設置按鈕、退出子界面的退出按鈕、以及調(diào)整風機轉(zhuǎn)速的調(diào)速旋鈕，均與主控單元連接，通過按鈕向主控單元發(fā)出控制指令，顯示單元顯示溫度和風機轉(zhuǎn)速，便于人員操作。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型一實施例的風機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0018]圖2是本實用新型一實施例的VPX機箱主視圖。
[0019]I:主控單元，2:直流調(diào)速風機，21:總線驅(qū)動器，22:風機驅(qū)動單元，3:溫度傳感器，31:多路選一模擬開關(guān)，4:上位機，5:顯示單元，6:手動/自動模式按鈕，7:選擇按鈕，8:設置按鈕，9:退出按鈕，1:調(diào)速旋鈕。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0021]圖1是本實用新型一實施例的風機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。參考圖1，本實用新型的VPX機箱的風機控制系統(tǒng)包括溫度傳感器3、直流調(diào)速風機2、以及主控單元I，所述溫度傳感器3設置在機箱內(nèi)，并將實時監(jiān)測的機箱溫度信號傳輸至主控單元I，直流調(diào)速風機2連接驅(qū)動風機運轉(zhuǎn)及控制轉(zhuǎn)速的風機驅(qū)動單元22，主控單元I與風機驅(qū)動單元22之間設有轉(zhuǎn)換電壓并隔離驅(qū)動的總線驅(qū)動器21，主控單元I根據(jù)所述溫度傳感器3實時監(jiān)測的VPX機箱溫度信號自適應控制直流調(diào)速風機2的轉(zhuǎn)速，在保證通風與散熱要求的同時，最大程度的降低了VPX機箱的能耗。
[0022]溫度傳感器3可以有多個，并分布于VPX機箱的不同位置。最好是將多個溫度傳感器均勻設置在VPX機箱的各個位置，方便了解機箱各個位置的溫度。多個溫度傳感器作為多個溫度檢測點，并通過多路選一模擬開關(guān)31與主控單元I連接。每個溫度傳感器3均對應控制一組直流調(diào)速風機2。主控單元I根據(jù)實時檢測的溫度數(shù)據(jù)以及風機轉(zhuǎn)速與溫度變化曲線，產(chǎn)生各組風機轉(zhuǎn)速控制所需的PWM信號，該PWM信號經(jīng)風機驅(qū)動單元22后，送至各組直流調(diào)速風機2，從而控制各個溫度檢測點對應直流調(diào)速風機2的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)閉環(huán)控制。
[0023]優(yōu)選的，本實用新型的風機控制系統(tǒng)還可以包括上位機4。上位機4與主控單元I通過RS232轉(zhuǎn)RS485接口轉(zhuǎn)換單元連接。上位機4用于監(jiān)控機箱溫度和風機轉(zhuǎn)速。在多臺VPX機箱中均安裝風機控制系統(tǒng)，上位機4可以分別連接多個風機控制系統(tǒng)，以監(jiān)控多臺VPX機箱的溫度和設置其各自的風機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)多臺VPX機箱的級聯(lián)控制。
[0024]為了方便用戶使用，實時觀察溫度和風機轉(zhuǎn)速，本實用新型的風機控制系統(tǒng)還設有用于顯示溫度和風機轉(zhuǎn)速的顯示單元5，該顯示單元5與主控單元I連接。
[0025]圖2是本實用新型一實施例的VPX機箱主視圖。參考圖2，在VPX機箱外殼上，設有手動/自動模式按鈕6、風機/溫度采集點的選擇按鈕7、確定風機及其轉(zhuǎn)速/確定溫度采集點及其溫度的設置按鈕8、退出子界面的退出按鈕9、以及調(diào)整風機轉(zhuǎn)速的調(diào)速旋鈕10，均與主控單元I連接，主控單元I接收到相關(guān)按鈕的指令信號后進行處理，控制直流調(diào)速風機2的轉(zhuǎn)速，并通過顯示單元5進行顯示。手動/自動模式按鈕6用于選擇手動和自動工作模式。
[0026]在手動模式下，選擇按鈕7用于選擇風機，設置按鈕8用于確定選擇的風機。具體操作過程是:首先，按選擇按鈕7選擇風機;然后，按設置按鈕8確定風機;接著，通過調(diào)速旋鈕10調(diào)整風機轉(zhuǎn)速;轉(zhuǎn)速調(diào)整好后，再按設置按鈕8確定轉(zhuǎn)速;最后，按退出按鈕9即可返回主界面。
[0027]在自動模式下，選擇按鈕7用于選擇溫度采集點，設置按鈕8用于確定選擇的溫度采集點，選擇按鈕7和退出按鈕9作為溫度數(shù)據(jù)上下調(diào)整按鈕使用。具體操作過程是:首先，按選擇按鈕7選擇溫度采集點;然后，按設置按鈕8確定溫度采集點;接著，通過選擇按鈕7和退出按鈕9設定溫度值;溫度數(shù)據(jù)值調(diào)整好后，再按設置按鈕8確定溫度值;最后，按退出按鈕9即可返回主界面。
【主權(quán)項】
1.VPX機箱的風機控制系統(tǒng)，其特征在于，包括溫度傳感器(3)、直流調(diào)速風機(2)、以及用于控制直流調(diào)速風機(2)轉(zhuǎn)速的主控單元(1)，所述溫度傳感器(3)設置在機箱內(nèi)，并將實時監(jiān)測的機箱溫度信號傳輸至主控單元(3)，直流調(diào)速風機(2)連接驅(qū)動風機運轉(zhuǎn)及控制轉(zhuǎn)速的風機驅(qū)動單元(22)，主控單元(I)與風機驅(qū)動單元(22)之間設有轉(zhuǎn)換電壓并隔離驅(qū)動的總線驅(qū)動器(21)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述VPX機箱的風機控制系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度傳感器(3)有多個，并分布于VPX機箱的不同位置，且每個溫度傳感器(3)均對應控制一組直流調(diào)速風機(2)，多個溫度傳感器(3)通過多路選一模擬開關(guān)(31)與主控單元(I)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述VPX機箱的風機控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風機控制系統(tǒng)還包括監(jiān)控機箱溫度和設置風機轉(zhuǎn)速的上位機(4)，該上位機(4)與主控單元(I)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述VPX機箱的風機控制系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機(4)與主控單元(I)通過RS232轉(zhuǎn)RS485接口轉(zhuǎn)換單元連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述VPX機箱的風機控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風機控制系統(tǒng)還包括用于顯示溫度和風機轉(zhuǎn)速的顯示單元(5)，該顯示單元(5)與主控單元(I)連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述VPX機箱的風機控制系統(tǒng)，其特征在于，所述VPX機箱設有與所述主控單元連接的手動/自動模式按鈕(6)、風機/溫度采集點的選擇按鈕(7)、設置按鈕(8)、退出按鈕(9)、以及調(diào)整風機轉(zhuǎn)速的調(diào)速旋鈕(10)。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述VPX機箱的風機控制系統(tǒng)，其特征在于，所述多個溫度傳感器(3)均勻分布于VPX機箱的不同位置。
【專利摘要】VPX機箱的風機控制系統(tǒng)，包括溫度傳感器、直流調(diào)速風機、以及用于控制直流調(diào)速風機轉(zhuǎn)速的主控單元，所述溫度傳感器設置在機箱內(nèi)，并將實時監(jiān)測的機箱溫度信號傳輸至主控單元，直流調(diào)速風機連接驅(qū)動風機運轉(zhuǎn)及控制轉(zhuǎn)速的風機驅(qū)動單元，主控單元與風機驅(qū)動單元之間設有轉(zhuǎn)換電壓并隔離驅(qū)動的總線驅(qū)動器，本實用新型的風機控制系統(tǒng)在保證通風與散熱要求的同時，最大程度的降低了VPX機箱的能耗，提高了風機的散熱效率。
【IPC分類】F04D27/00
【公開號】CN205260396
【申請?zhí)枴緾N201521050246
【發(fā)明人】張雷鳴, 王劍, 劉偉斌, 衛(wèi)曉娟, 程志浩, 毛永強
【申請人】河南普航電子設備有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月16日