一種智能現(xiàn)場操顯裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于控制顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能現(xiàn)場操顯裝置，用于現(xiàn)場啟、?？刂坪涂删幊踢\行狀態(tài)的顯示。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的現(xiàn)場控制裝置有三防操作柱、操作屏、控制按鈕盒等。其中，三防操作柱是將控制按鈕、指示燈、指示儀表等組合安裝在具有防護等級的殼體內(nèi)，以實現(xiàn)現(xiàn)場操作指示等功能，現(xiàn)有三防操作注的不足之處是接線復(fù)雜、對殼體防護等級要求較高、使用周期受按鈕機械觸點壽命影響、指示運行狀態(tài)簡單、通用性低、功能升級完備性差，三防操作柱在制造之初就確定其單一功能、無法增加及變更控制、顯示方式，適應(yīng)性差。操作屏是將控制按鈕、指示燈、指示儀表等組裝為一面操作柜，從而實現(xiàn)遠程集中控制、顯示設(shè)備的運行狀態(tài)，在操作屏的設(shè)計之初即確定其有使用功能單一、接線復(fù)雜、現(xiàn)場安裝困難、體積龐大、無法簡潔顯示運行狀態(tài)等不足，同時對操作屏現(xiàn)場更改控制功能、增加控制回路增加難度，由于操作屏柜體防護等級低的特性，使其對運行環(huán)境要求較高?？刂瓢粹o盒通過將控制開關(guān)、指示燈、儀表等集成在具有相應(yīng)防護等級的盒體內(nèi)，通過主令器件之間的硬接線來與對應(yīng)電氣回路配套，實現(xiàn)控制功能，按鈕盒功能在產(chǎn)品訂購之初即以定型，存在功能單一、通用性差、現(xiàn)場更改難度大，接線復(fù)雜等缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是針對上述不足，提供一種體積小巧、功能完善、通用性強、操作簡單顯示直觀、可靠性高、無觸點免維護、無環(huán)境污染，安裝方便的智能現(xiàn)場操顯裝置。
[0004]本實用新型的技術(shù)解決方案是:一種智能現(xiàn)場操顯裝置，其特征在于:包括人機交互系統(tǒng)、主控單元、固態(tài)輸出單元和通訊模塊；其中，人機交互系統(tǒng)由觸控式鍵盤和OLED顯示屏幕組成；固態(tài)輸出單元由并聯(lián)的固態(tài)輸出電路組構(gòu)成，每組固態(tài)輸出電路均由光電隔離輸入電路、過零觸發(fā)電路和阻容吸收回路組成；主控單元分別與人機交互系統(tǒng)、固態(tài)輸出單元和通訊模塊連接。光電隔離驅(qū)動元件OC將主控單元通訊過來的控制信號進行隔離放大后過零觸發(fā)雙向可控硅SCR，從而將控制信號輸出至現(xiàn)場控制回路。通訊模塊是有已知的硬件電路來實現(xiàn)具體的功能，根據(jù)現(xiàn)場的實際情況有多種選擇，通過MODBUS協(xié)議、PR0FIBUS-DP協(xié)議進行遙控、遙測，也可采用以太網(wǎng)通訊和PoE供電方式來實現(xiàn)。
[0005]本實用新型的技術(shù)解決方案中所述的觸控式鍵盤是由防水觸摸芯片CKIC、觸控式按鍵SW和信號接口構(gòu)成，觸控式按鍵通過檢測人手指的輸入信號，將輸入信號送至防水觸摸芯片CKIC進行處理，而后通過通訊接口與主控單元相連接。
[0006]本實用新型的技術(shù)解決方案中所述的光電隔離輸入電路由光電隔離驅(qū)動元件和輸入電阻構(gòu)成；過零觸發(fā)電路由雙向可控硅、第三電阻、第四電阻構(gòu)成；阻容吸收回路由串聯(lián)的第三電容與第五電阻構(gòu)成；第三電阻連接在光電隔離驅(qū)動元件與雙向可控硅之間，阻容吸收回路與雙向可控硅并聯(lián)。
[0007]本實用新型的有益效果是:通過觸控式鍵盤監(jiān)測電荷的微小變化來確定手指接近或者觸摸到感應(yīng)表面，因而無任何機械部件，可增加使用壽命，感測按鍵直接放置到具有防護等級的絕緣層制成與周圍環(huán)境密封的鍵盤提升防護等級，按鍵大小、形狀可自由組合，夕卜觀美觀、不變型不褪色、經(jīng)久耐用；采用OLED顯示屏，降低整體功耗，節(jié)約電能，減少對環(huán)境的要求，增強了整體的適應(yīng)性，對于控制結(jié)果顯示直觀，現(xiàn)場調(diào)整方便，無需更改硬件接線更新一下顯示程序即可增減顯示結(jié)果，使顯示效果更加貼近實際運行狀態(tài)；運用雙向可控硅驅(qū)動控制回路，具有響應(yīng)速度快，無機械觸點，避免機械觸點分合時產(chǎn)生電弧，增強防護等級，延長使用壽命；采用通訊控制方式，方便智能現(xiàn)場操顯裝置與其他設(shè)備的鏈接，兼容性提高，設(shè)備互換性加強；模塊化設(shè)計，維護簡單，升級更新方便。
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
[0009]圖2是本實用新型人機交互系統(tǒng)的電路圖。
[0010]圖3是本實用新型固態(tài)輸出單元的電路圖。
【具體實施方式】
[0011]如圖1所示。本實用新型智能現(xiàn)場控制顯示裝置，包括人機交互系統(tǒng)1、主控單元
2、固態(tài)輸出單元3和通訊模塊4。其連接關(guān)系為:人機交互系統(tǒng)I與主控單元2相連接，主控單元2與固態(tài)輸出單元3相連接，主控單元2與通訊模塊4相連接，通訊模塊4與控制系統(tǒng)5相連接，構(gòu)成弱電控制回路。通訊模塊4是由已知的硬件電路來實現(xiàn)具體的功能，如標準MAX485芯片硬件電路，根據(jù)現(xiàn)場的實際情況有多種選擇，通過MODBUS協(xié)議、PR0FIBUS-DP協(xié)議進行遙控、遙測，也可采用以太網(wǎng)通訊和PoE供電方式來實現(xiàn)。固態(tài)輸出單元3與外部電氣控制線路6相連接組成主控制回路。主控單元I采用美國microchip公司DSP30F4011高速處理芯片作為主控芯片，設(shè)置編程接口，方便現(xiàn)場實際調(diào)整運行畫面及控制方式。
[0012]如圖2所示。人機交互系統(tǒng)I由觸控式鍵盤、信號接口 1.3和OLED顯示屏幕1.4組成。其中，觸控式鍵盤是由觸控式按鍵1.1、防水觸摸芯片1.2構(gòu)成。第一觸控式按鍵Il-SW與第二電容11-C2、第二電阻11-R2并聯(lián)后與二極管Il-Dl串聯(lián)，然后與第一電阻Il-Rl并聯(lián)接入觸控式按鍵11-SW、防水觸摸芯片CKIC，第一電容I 1-Cl與觸控式按鍵11-SW、防水觸摸芯片CKIC相連接。同理，第η觸控式按鍵In-SW與第二電容ln_C2、第二電阻ln_R2、二極管ln-Dl、第一電阻ln-Rl、第一電容In-Cl連接方式相同。由以上器件共同完成觸控鍵盤的檢測回路，其中觸控式鍵盤的按鍵數(shù)根據(jù)實際情況具體增減，觸控按鍵檢測原理相同。信號接口 1.3是通過防水觸摸芯片CKIC和OLED顯示屏幕自身自帶的硬件通訊接口重新編程，固化后形成與主控單元2對應(yīng)的內(nèi)部通訊協(xié)議。
[0013]如圖3所示。固態(tài)輸出單元3由多組并聯(lián)的固態(tài)輸出電路組成。其中，每組固態(tài)輸出電路均由光電隔離輸入電路、過零觸發(fā)電路和阻容吸收回路組成。第一光電隔離輸入電路由光電隔離驅(qū)動元件1-OC和輸入電阻21-R1構(gòu)成，過零觸發(fā)電路由雙向可控硅21-SCR、第三電阻21-R2、第四電阻21-R3構(gòu)成，第三電阻21-R2連接在光電隔離驅(qū)動元件1_0C與雙向可控硅21-SCR之間，阻容吸收回路由串聯(lián)的第三電容21-C1與第五電阻21-R4構(gòu)成，與雙向可控硅21-SCR并聯(lián)?？刂菩盘柾ㄟ^輸入電阻21-R1后與光電隔離驅(qū)動元件21-0C接入12V直流電源，光電隔離驅(qū)動元件21-0C將控制信號進行光電隔離后通過第三電阻21-R2、第四電阻21-R3送入雙向可控硅21-SCR，進行過零觸發(fā)，這樣就實現(xiàn)了控制信號的隔離輸出、高速響應(yīng)。具體驅(qū)動回路數(shù)根據(jù)實際情況具體增減，驅(qū)動回路原理相同。
[0014]工作原理:觸控式按鍵1.1檢測操作人員的鍵入信號，通過內(nèi)部通訊傳遞給主控單元2，主控單元對信號進行運算處理后，通過固態(tài)輸出單元3送入電氣控制回路；控制系統(tǒng)通過通訊的方式將遠程運行控制狀態(tài)傳遞給通訊模塊4，通訊模塊將數(shù)據(jù)解析后傳遞給主控單元2驅(qū)動OLED顯示屏幕1.4進行顯示；在組態(tài)環(huán)境下，主控單元2與通訊單元4與控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，人機交互系統(tǒng)I根據(jù)主控單元2的數(shù)據(jù)和現(xiàn)場實際情況進行信號檢測和狀態(tài)顯示，此時固態(tài)輸出單元3作為硬件備用。
[0015]通過觸控式鍵盤監(jiān)測電荷的微小變化來確定手指接近或者觸摸到感應(yīng)表面；無任何機械部件，增強使用壽命，感測按鍵直接放置到具有防護等級的絕緣層制成與周圍環(huán)境密封的鍵盤提升防護等級，按鍵大小、形狀可自由組合，外觀美觀、不變型不褪色、經(jīng)久耐用；采用OLED顯示屏，降低整體功耗，節(jié)約電能，減少對環(huán)境的要求，增強了整體的適應(yīng)性，對于控制結(jié)果顯示直觀，現(xiàn)場調(diào)整方便，無需更改硬件接線，僅需現(xiàn)場通過主控單元的編程接口更新一下顯示程序即可增減顯示結(jié)果，使顯示效果更加貼近實際運行狀態(tài)。運用雙向可控硅驅(qū)動控制回路，具有響應(yīng)速度快，無機械觸點，避免機械觸點分合時產(chǎn)生電弧，增強防護等級，延長使用壽命；主控單元設(shè)置編程接口方便現(xiàn)場更改控制方式，增強設(shè)備的適應(yīng)性；采用通訊控制方式，方便智能現(xiàn)場操顯裝置與其他設(shè)備的鏈接，兼容性提高，設(shè)備互換性加強；模塊化設(shè)計，維護簡單，升級更新方便。
【主權(quán)項】
1.一種智能現(xiàn)場操顯裝置，其特征在于:包括人機交互系統(tǒng)(1)、主控單元(2)、固態(tài)輸出單元(3)和通訊模塊(4);其中，人機交互系統(tǒng)(I)由觸控式鍵盤和OLED顯示屏幕組成；固態(tài)輸出單元(3)由并聯(lián)的固態(tài)輸出電路組構(gòu)成，每組固態(tài)輸出電路均由光電隔離輸入電路、過零觸發(fā)電路和阻容吸收回路組成；主控單元(2)分別與人機交互系統(tǒng)(1)、固態(tài)輸出單元(3)和通訊模塊(4)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能現(xiàn)場操顯裝置，其特征在于:所述的觸控式鍵盤是由防水觸摸芯片(CKIC)、觸控式按鍵(Sff)和信號接口構(gòu)成，通過通訊接口與主控單元(2)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種智能現(xiàn)場操顯裝置，其特征在于:所述的光電隔離輸入電路由光電隔離驅(qū)動元件(1-0C)和輸入電阻(21-R1)構(gòu)成；過零觸發(fā)電路由雙向可控硅(21-SCR)、第三電阻(21-R2)、第四電阻(21-R3)構(gòu)成；阻容吸收回路由串聯(lián)的第三電容(21-C1)與第五電阻(21-R4)構(gòu)成；第三電阻(21-R2)連接在光電隔離驅(qū)動元件(1_0C)與雙向可控硅(21-SCR)之間，阻容吸收回路與雙向可控硅(21-SCR)并聯(lián)。
【專利摘要】本實用新型的名稱為一種智能現(xiàn)場操顯裝置。屬于控制顯示技術(shù)領(lǐng)域。它主要是解決現(xiàn)有現(xiàn)場操顯裝置存在功能單一、接線復(fù)雜和使用壽命短的問題。它的主要特征是：包括人機交互系統(tǒng)、主控單元、固態(tài)輸出單元和通訊模塊；其中，人機交互系統(tǒng)由觸控式鍵盤和OLED顯示屏幕組成；固態(tài)輸出單元由并聯(lián)的固態(tài)輸出電路組構(gòu)成，每組固態(tài)輸出電路均由光電隔離輸入電路、過零觸發(fā)電路和阻容吸收回路組成；主控單元分別與人機交互系統(tǒng)、固態(tài)輸出單元和通訊模塊連接。本實用新型具有體積小巧、功能完善、通用性強、操作簡單顯示直觀、可靠性高、無觸點免維護、無環(huán)境污染，安裝方便的特點，主要用于現(xiàn)場啟、?？刂坪涂删幊踢\行狀態(tài)的顯示。
【IPC分類】G05B19-418
【公開號】CN204595579
【申請?zhí)枴緾N201520197192
【發(fā)明人】葛文剛, 雷珺, 李殿慶, 馮少鋒
【申請人】襄陽安邁電氣有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月3日