電氣控制裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種電氣控制裝置，包括：電源模塊分別與接口模塊、繼電模塊、隔離模塊和所述處理模塊連接，接口模塊分別與外部設備以及處理模塊連接，處理模塊與隔離模塊連接，隔離模塊與繼電模塊連接，繼電模塊與電機連接；電源模塊提供直流電源；接口模塊獲取外部設備的信號，并將外部設備的信號提供給處理模塊；處理模塊根據(jù)外部設備的信號生成指示信號，將指示信號發(fā)送給隔離模塊；隔離模塊對指示信號進行電氣隔離，再將電氣隔離后的指示信號發(fā)送給繼電模塊；繼電模塊根據(jù)指示信號控制電機反轉(zhuǎn)以及脫扣線圈通斷。節(jié)省了電纜接線和部分繼電器元件，整體體積減小，并且具有較好的兼容性，從而提升了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)維護成本。
【專利說明】電氣控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及自動化控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種電氣控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜廣泛應用于城鄉(xiāng)電力傳輸網(wǎng)絡，其中絕大部分環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜都配備了電動操作機構(gòu)?，F(xiàn)有技術(shù)中，電動操作機構(gòu)采用中間繼電器開關(guān)控制。
[0003]隨著社會的工業(yè)化、現(xiàn)代及信息技術(shù)的發(fā)展，供電企業(yè)和用電部門對開關(guān)柜產(chǎn)品提出了數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化的要求，同時對中高檔智能型開關(guān)設備的需求也呈現(xiàn)出迅猛發(fā)展的態(tài)勢。
[0004]但是，現(xiàn)有技術(shù)中，電動操作控制裝置邏輯功能的實現(xiàn)完全依靠繼電器開關(guān)原理，每個邏輯功能需要經(jīng)過幾個繼電器的開關(guān)相互作用來實現(xiàn)，隨著電操功能增多，為了滿足相應的電操功能，電動操作控制裝置需要增設大量繼電器元件，大大加大了實現(xiàn)的復雜度和制造成本。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型提供一種用于降低實現(xiàn)復雜和制造成本的電氣控制裝置。
[0006]本實用新型的第一個方面是提供一種電氣控制裝置，包括:電源模塊、接口模塊、繼電模塊、隔離模塊和處理模塊；
[0007]所述電源模塊分別與所述接口模塊、所述繼電模塊、所述隔離模塊和所述處理模塊連接，所述接口模塊分別與外部設備以及所述處理模塊連接，所述處理模塊與所述隔離模塊連接，所述隔離模塊與所述繼電模塊連接，所述繼電模塊與電機連接；
[0008]其中，所述電源模塊，用于提供直流電源；
[0009]所述接口模塊，用于獲取所述外部設備的信號，并將所述外部設備的信號提供給所述處理模塊；
[0010]所述處理模塊，用于根據(jù)所述外部設備的信號生成指示信號，將所述指示信號發(fā)送給所述隔離模塊；
[0011]所述隔離模塊，用于對所述指示信號進行電氣隔離，再將電氣隔離后的指示信號發(fā)送給所述繼電模塊；
[0012]所述繼電模塊，用于根據(jù)所述指示信號控制所述電機反轉(zhuǎn)以及脫扣線圈通斷。
[0013]結(jié)合第一個方面，在第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述電源模塊，具體用于提供24伏直流電源和5伏直流電源；
[0014]其中，所述24伏直流電源提供給所述接口模塊、所述繼電模塊和所述隔離模塊；所述5伏直流電源提供給所述隔離模塊和所述處理模塊；
[0015]所述隔離模塊，具體用于對所述24伏直流電源和所述5伏直流電源進行電氣隔離；還用于所述24伏直流電源和所述5伏直流電源的相互轉(zhuǎn)換。
[0016]結(jié)合第一個方面或第一種可能的實現(xiàn)方式，在第二種可能的實現(xiàn)方式中，還包括:復位按鈕；
[0017]所述復位按鈕與所述處理模塊連接，用于根據(jù)按下動作發(fā)出復位信號，觸發(fā)所述處理模塊回復為出廠設備。
[0018]結(jié)合第一個方面或上述任意一種可能的實現(xiàn)方式，在第二種可能的實現(xiàn)方式中，所述處理模塊，具體還用于若超過時間閾值仍未收到所述接口模塊發(fā)送的合分閘信號，則確定出現(xiàn)故障，生成報警信號，將所述報警信號通過所述接口模塊發(fā)送給所述外部設備，并且停止所述電機。
[0019]本實施例提供的電氣控制裝置，通過所述接口模塊獲取所述外部設備的信號，并將所述外部設備的信號提供給所述處理模塊；處理模塊根據(jù)所述外部設備的信號生成指示信號，將所述指示信號發(fā)送給所述隔離模塊；隔對所述指示信號進行電氣隔離，再將電氣隔離后的指示信號發(fā)送給所述繼電模塊；所述繼電模塊根據(jù)所述指示信號控制所述電機反轉(zhuǎn)以及脫扣線圈通斷。由于本電氣控制裝置內(nèi)部的所有連線，采用線路板印刷連接，代替了傳統(tǒng)的電纜接線方式，編程實現(xiàn)功能，代替繼電開關(guān)相互作用來實現(xiàn)功能，程序內(nèi)部具有信號復制功能，故節(jié)省了很多的電纜接線和部分繼電器元件，整體體積減小，結(jié)構(gòu)簡單統(tǒng)一，便于生產(chǎn)、安裝和維護，并且具有較好的兼容性，從而提升了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)維護成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型提供的一種電氣控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本實用新型提供的一種電氣控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本實用新型提供的電氣控制裝置的接線端子示意圖。

【具體實施方式】
[0023]圖1為本實用新型提供的一種電氣控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該電氣控制裝置10可以設置在環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜上，參照圖1，該電氣控制裝置10，包括:電源模塊101、接口模塊102、處理模塊103、隔離模塊104和繼電模塊105 ；
[0024]所述電源模塊101分別與所述接口模塊102、所述繼電模塊105、所述隔離模塊104和所述處理模塊103連接，所述接口模塊102分別與外部設備以及所述處理模塊103連接，所述處理模塊103與所述隔離模塊104連接，所述隔離模塊104與所述電模塊105連接，所述電模塊105與電機連接；
[0025]其中，所述電源模塊101，用于將提供直流電源；
[0026]所述接口模塊102，用于獲取所述外部設備的信號，并將所述外部設備的信號提供給所述處理模塊103 ；
[0027]所述處理模塊103，用于根據(jù)所述外部設備的信號生成指示信號，將所述指示信號發(fā)送給所述隔離模塊104 ；
[0028]所述隔離模塊104，用于對所述指示信號進行電氣隔離，再將電氣隔離后的指示信號發(fā)送給所述繼電模塊105 ；
[0029]所述繼電模塊105，用于根據(jù)所述指示信號控制所述電機反轉(zhuǎn)以及脫扣線圈通斷。
[0030]具體的，在環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜電操功能的要求存在差異的時候，在不改變硬件的情況下，通過改變處理模塊103中存儲的程序，可以快速地變化和實現(xiàn)功能，以應對不同的環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜的電動操作功能要求，大大提高了裝置的兼容性。
[0031]本實施例提供的電氣控制裝置，通過所述接口模塊獲取所述外部設備的信號，并將所述外部設備的信號提供給所述處理模塊；處理模塊根據(jù)所述外部設備的信號生成指示信號，將所述指示信號發(fā)送給所述隔離模塊；隔對所述指示信號進行電氣隔離，再將電氣隔離后的指示信號發(fā)送給所述繼電模塊；所述繼電模塊根據(jù)所述指示信號控制所述電機反轉(zhuǎn)以及脫扣線圈通斷。由于本電氣控制裝置內(nèi)部的所有連線，采用線路板印刷連接，代替了傳統(tǒng)的電纜接線方式，編程實現(xiàn)功能，代替繼電開關(guān)相互作用來實現(xiàn)功能，程序內(nèi)部具有信號復制功能，故節(jié)省了很多的電纜接線和部分繼電器元件，整體體積減小，結(jié)構(gòu)簡單統(tǒng)一，便于生產(chǎn)、安裝和維護，并且具有較好的兼容性，從而提升了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)維護成本。
[0032]優(yōu)選地，負荷開關(guān)柜電動操作機構(gòu)分儲能機構(gòu)及非儲能機構(gòu)，儲能電動操作機構(gòu)在儲好能的基礎上，通過脫扣線圈的瞬動完成瞬間的分閘動作，非儲能電動操作機構(gòu)不需儲能，通過電機持續(xù)5秒鐘左右的反轉(zhuǎn)壓縮機構(gòu)內(nèi)部彈簧來完成分閘動作的。通過本實用新型實施例提供的電氣控制裝置可設置兩個端子，不短接時，該電氣控制裝置適用于非儲能機構(gòu)的開關(guān)柜，短接時，電氣控制裝置程序接收到這兩個端子信號，會切斷非儲能機構(gòu)程序，接通儲能機構(gòu)程序，從而適應儲能機構(gòu)的開關(guān)柜。
[0033]進一步的，所述電源模塊101，具體用于提供24伏直流電源和5伏直流電源；
[0034]其中，所述24伏直流電源提供給所述接口模塊102、所述繼電模塊105和所述隔離模塊104 ;所述5伏直流電源提供給所述隔離模塊104和所述處理模塊103 ；
[0035]所述隔離模塊104，具體用于對所述24伏直流電源和所述5伏直流電源進行電氣隔離；還用于所述24伏直流電源和所述5伏直流電源的相互轉(zhuǎn)換。
[0036]具體的，內(nèi)部工作電源經(jīng)過電源模塊101整流濾波處理，程序工作的DC5V電源系統(tǒng)與程序外部DC24V電源系統(tǒng)相互獨立，并經(jīng)過隔離模塊104隔離，保證內(nèi)部程序運行的穩(wěn)定可靠性；控制板表面噴刷散熱保護漆，輔助元器件散熱和進行絕緣隔離，外殼采用鋁合金封裝，能屏蔽部分外部電磁干擾，保護內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
[0037]優(yōu)選的，該電氣控制裝置10還包括:復位按鈕；
[0038]所述復位按鈕與所述處理模塊103連接，用于根據(jù)按下動作發(fā)出復位信號，觸發(fā)所述處理模塊103回復為出廠設備。
[0039]進一步的，復位按鈕被金屬外殼封裝在里面，避免客戶誤操作。
[0040]優(yōu)選的，所述處理模塊103，具體用于若超過時間閾值仍未收到所述接口模塊102發(fā)送的合分閘信號，則確定出現(xiàn)故障，生成報警信號，將所述報警信號通過所述接口模塊102發(fā)送給所述外部設備，并且停止所述電機。
[0041]具體的，例如，正常情況下，合分閘動作時間為6秒鐘內(nèi)，當超過7秒動作還不到位，“智能處理模塊103”通過“接口模塊102”采集的環(huán)網(wǎng)柜開關(guān)位置信號沒有接收到需要的合分閘信號，“智能處理模塊103”自動識別出動作故障，發(fā)出電機停止信號、閃爍指示電信號及報警信號，通過“接口模塊102”向外部連接設備傳輸。
[0042]圖2為本實用新型提供的一種電氣控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，參照圖2，該電氣控制裝置包括:電源模塊、接口模塊、繼電模塊、隔離模塊、處理模塊、程序下載接口、復位按鈕。
[0043]其中，電源模塊對應圖中標識為1、9的部件，由整流電路、濾波電路組成，主要包括電源模塊、電感、電容、二極管，交流電(AC)轉(zhuǎn)換成直流電(DC)。其特征在于:完成交流到直流轉(zhuǎn)換，為下級電路提供DC24V和DC5V直流電源。
[0044]接口模塊對應圖中標識為2、5、7、11、13的部件，連接外部設備的輸入輸出接口，采用插拔式接口，DC24V電源工作系統(tǒng)。通過接口模塊提供的信號包括:外部電源、電機正反轉(zhuǎn)信號、控制信號、位置反饋信號、脫扣線圈動作信號、狀態(tài)觸點信號、狀態(tài)指示燈信號。
[0045]繼電模塊對應圖中標識為3的部件，DC24V電源工作系統(tǒng)，由3個額定8A的中間繼電器組成。2個繼電器控制電機正反轉(zhuǎn)，I個繼電器控制脫扣線圈的通斷。該模塊將來自“隔離模塊”的微電流控制信號，轉(zhuǎn)換成大電流控制信號，并實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)的切換功能。
[0046]隔離模塊對應圖中標識為6、8、12的部件，包括光耦、電阻。承擔DC24V與DC5V兩個不同的電源工作系統(tǒng)的開關(guān)信號相互轉(zhuǎn)換并傳遞的作用，并對這兩個系統(tǒng)進行有效的電氣隔離，防止造成電壓電流干擾。
[0047]處理模塊對應圖中標識為10的部件，由微處理器、晶振、電容組成，DC5V電源工作系統(tǒng)，是本裝置的核心部分。該模塊存放并運行程序，能對接收的信號進行智能識別、處理，再將處理的信號通過隔離模塊傳輸給DC24V系統(tǒng)。
[0048]程序下載接口對應圖中標識為14的部件，電腦和裝置的程序交換、下載接口。
[0049]復位按鈕對應圖中標識為15的部件，當出現(xiàn)程序問題時，這個鍵能直接把程序復位到出廠初始狀態(tài)。
[0050]圖3為本實用新型提供的電氣控制裝置的接線端子示意圖，該接線端子作為接口模塊102 —部分，下面參照圖3對電氣控制裝置進行詳細說明:
[0051]將外部電源AC24V接入電氣控制裝置的PE接口 ；
[0052]電機連接在在H)接口 D3-D4 ；
[0053]環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜面板控制信號包括合閘信號、分閘信號、遠遙/本地切換信號接到PC接口 (C1-C3)；
[0054]具體的，環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜遠遙控制信號，包括遠遙合閘信號、遠遙分閘信號，一般由柜外的配電終端單元(Distribut1n Terminal Unit,簡稱:DTU)設備提供,接入裝置PC接口(C4-C5)；
[0055]環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜開關(guān)位置反饋，由環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜開關(guān)位置安裝的行程開關(guān)提供，包括合閘位置反饋、分閘位置反饋、接地位置反饋和面板連鎖位置反饋，接入PB接口(B1-B4)；
[0056]環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜面板信號燈，包括合閘指示燈、分閘指示燈、接地指示燈、已儲能指示燈、遠遙指示燈，接入裝置PA接口(A1-A5)；
[0057]環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜開關(guān)狀態(tài)觸點，包括合閘位置觸點信號、分閘位置觸點信號、接地位置觸點信號，由PC接口 C4-C6提供，根據(jù)客戶需要的觸點數(shù)量，在裝置C4-C6接口直接接入繼電器，提供相應數(shù)量的開關(guān)量信號。
[0058]PF接口為預留自定義接口，可根據(jù)需要靈活增添功能；
[0059]PG接口為處理模塊103存儲的程序的下載接口。
[0060]當裝置通電后，環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜面板“遠遙/本地切換旋鈕”在本地位置時，遠遙合分閘控制不起作用，面板上的合分控制起作用。當該旋鈕打到遠遙位置時，面板上合分控制不起作用，遠遙合分控制起作用，面板上遠遙指示燈亮。
[0061]當環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜開關(guān)位置面板連鎖位置反饋有輸出時，電動操作裝置的所有控制不起作用，以保護人身和設備安全；
[0062]下面以“遠遙/本地切換旋鈕”在本地位置，連鎖位置反饋無輸出時說明:
[0063]當環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜開關(guān)位置在接地位置時，面板指示燈只有接地指示燈亮，開關(guān)觸點信號只有接地觸點有輸出，此時面板分合閘控制均無效，電機不轉(zhuǎn)；
[0064]當環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜開關(guān)位置在分閘位置時，面板指示燈只有分閘指示燈亮，開關(guān)觸點信號只有分閘觸點有輸出，電機不轉(zhuǎn)，此時按面板分閘按鈕無效，按面板合閘按鈕有效，電機開始作正轉(zhuǎn)運動，電機持續(xù)動作4-6秒后，環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜開關(guān)位置轉(zhuǎn)換到合閘位置，電機馬上停止轉(zhuǎn)動，同時面板分閘指示滅，合閘指示燈亮，開關(guān)觸點信號輸出只有合閘觸點有輸出。
[0065]當環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜開關(guān)位置在合閘位置時，面板指示燈只有合閘指示燈亮，開關(guān)觸點信號只有合閘觸點有輸出，電機不轉(zhuǎn)，此時按面板上合閘按鈕無效，按面板分閘按鈕有效，電機開始作反向轉(zhuǎn)動，電機持續(xù)動作4-6秒后，環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜開關(guān)位置轉(zhuǎn)換到分閘位置，電機停止轉(zhuǎn)動，面板合閘指示滅，分閘指示燈亮，開關(guān)觸點信號只有分閘觸點有輸出；
[0066]以上電動操作分合閘動作過程中，如遇控制按鈕發(fā)出有效信號后，7秒后環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜開關(guān)還不到指定位置，電氣控制裝置10能通過反饋信息的處理，自動識別出操作故障，馬上會停止電機轉(zhuǎn)動輸出，向開關(guān)柜面板的位置指示燈發(fā)出閃爍信號報警。
[0067]下面基于圖1所提供的電氣控制裝置10的結(jié)構(gòu)對電氣控制裝置10相應功能進行說明:
[0068]合閘功能:在開關(guān)柜開關(guān)為分閘狀態(tài)時，電氣控制裝置10的接口模塊102采集識別到分閘位置信號，此時按合閘按鈕輸入合閘控制信號，經(jīng)處理模塊103處理，輸出電機正傳控制信號，通過驅(qū)動電機帶動操作機構(gòu)動作完成合閘動作。
[0069]分閘功能:在開關(guān)柜開關(guān)為合閘狀態(tài)時，電氣控制裝置10的接口模塊102采集識別到合閘位置信號，此時按分閘按鈕輸入分閘控制信號，經(jīng)處理模塊103處理，輸出分閘控制信號，當開關(guān)柜開關(guān)操作機構(gòu)為非儲能機構(gòu)時，分閘控制信號為電機反轉(zhuǎn)信號，通過驅(qū)動電機帶動操作機構(gòu)動作完成分閘動作；當開關(guān)柜開關(guān)操作機構(gòu)為儲能機構(gòu)時，分閘控制信號為脫扣線圈通電動作信號，通過線圈動作產(chǎn)生的作用力頂開機構(gòu)脫扣連鎖裝置完成分閘。
[0070]手動操作閉鎖功能:當操作手柄插入開關(guān)柜操作孔時，觸碰到操作軸旁邊的行程開關(guān)，產(chǎn)生禁止信號，經(jīng)處理模塊103采集判斷，處理模塊103馬上閉鎖裝置所有控制信號的輸入和輸出，電動操作全部失效，指示信號及狀態(tài)信號輸出不受影響。
[0071]開關(guān)柜接地閉鎖功能:當開關(guān)柜為接地狀態(tài)時，開關(guān)軸觸發(fā)接地位置行程開關(guān)的信號，經(jīng)處理模塊103采集判斷，處理模塊103馬上閉鎖裝置所有控制信號的輸入和輸出，電動操作全部失效，指示信號及狀態(tài)信號輸出不受影響。
[0072]開關(guān)柜狀態(tài)指示信號、開關(guān)量輸出:電氣控制裝置10的接口模塊102采集開關(guān)柜該位置行程開關(guān)(合閘、分閘或接地)的信號，通過處理模塊103識別并復制將該信號轉(zhuǎn)換成指示信號及開關(guān)量信號，然后把指示信號傳輸給對應其開關(guān)狀態(tài)的指示燈，把開關(guān)量信號傳輸給對應其開關(guān)狀態(tài)的接線端子。
[0073]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:實現(xiàn)上述各方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成。前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述各方法實施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括:R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。
[0074]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電氣控制裝置，其特征在于，包括:電源模塊、接口模塊、繼電模塊、隔離模塊和處理模塊； 所述電源模塊分別與所述接口模塊、所述繼電模塊、所述隔離模塊和所述處理模塊連接，所述接口模塊分別與外部設備以及所述處理模塊連接，所述處理模塊與所述隔離模塊連接，所述隔離模塊與所述繼電模塊連接，所述繼電模塊與電機連接； 其中，所述電源模塊，用于提供直流電源； 所述接口模塊，用于獲取所述外部設備的信號，并將所述外部設備的信號提供給所述處理模塊； 所述處理模塊，用于根據(jù)所述外部設備的信號生成指示信號，將所述指示信號發(fā)送給所述隔離模塊； 所述隔離模塊，用于對所述指示信號進行電氣隔離，再將電氣隔離后的指示信號發(fā)送給所述繼電模塊； 所述繼電模塊，用于根據(jù)所述指示信號控制所述電機反轉(zhuǎn)以及脫扣線圈通斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣控制裝置，其特征在于，所述電源模塊，具體用于提供24伏直流電源和5伏直流電源； 其中，所述24伏直流電源提供給所述接口模塊、所述繼電模塊和所述隔離模塊；所述5伏直流電源提供給所述隔離模塊和所述處理模塊； 所述隔離模塊，具體用于對所述24伏直流電源和所述5伏直流電源進行電氣隔離；還用于所述24伏直流電源和所述5伏直流電源的相互轉(zhuǎn)換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電氣控制裝置，其特征在于，還包括:復位按鈕； 所述復位按鈕與所述處理模塊連接，用于根據(jù)按下動作發(fā)出復位信號，觸發(fā)所述處理模塊回復為出廠設備。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電氣控制裝置，其特征在于，所述處理模塊，具體還用于若超過時間閾值仍未收到所述接口模塊發(fā)送的合分閘信號，則確定出現(xiàn)故障，生成報警信號，將所述報警信號通過所述接口模塊發(fā)送給所述外部設備，并且停止所述電機。
【文檔編號】G05B19/04GK204009420SQ201420361364
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】彭榮, 龔明龍 申請人:廣州霍斯通電氣股份有限公司