CN101299604B - 开关电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种与气动执行机构配套使用的开关电路。它包括定位器及电磁阀,还包括电源电路、比较器电路、门电路、功率放大器、触发电路、输出电路及接插件,电源电路分别与比较器电路、门电路、功率放大器及触发电路连接,比较器电路依次与门电路、功率放大器、触发电路、输出电路及接插件连接,接插件分别与电源电路、比较器电路、定位器及电磁阀连接。本发明的有益效果是:提高了电路的抗干扰性及可靠性、节省功耗,电路寿命长。总之本发明与电气阀门定位器、智能阀门定位器、气动执行机构配套使用,实现指令在4-20mA时执行机构连续运行;在指令低于4mA或断信号、断电,执行机构能可靠实现保位的功能,满足国内外市场对底成本高质量的断信号开关电路的需求。
Description
技术领蜮
本发明涉及一种控制电路,特别涉及一种与气动执行机构配套使用的开关电路。
背景技术
随着我国工业自动水平的不断提高,以及工矿企业对生产工艺高质量、高水平、严细化的要求,需要气动执行机构在断信号、低信号、断电故障状态时执行机构保持原工作状态,目前国内市场对开关电路需求量很大,而国内尚无高可靠性、高质量的同类产品。进口日本同类产品价格很高,远远不能满足国内市场对低成本高质量的断信号开关电路的需求。
发明内容
鉴于现有技术存在的问题,本发明提供了一种断信号、低信号、断电故障状态时执行机构能保持原工作状态不变的220V和24V两种电压的开关电路。
本发明为实现上述目的所采取的技术方案是:一种开关电路,包括定位器及电磁阀,其特征在于:还包括电源电路、比较器电路、门电路、功率放大器、触发电路、输出电路及接插件,所述电源电路分别与比较器电路、门电路、功率放大器及触发电路连接,所述比较器电路依次与门电路、功率放大器、触发电路、输出电路及接插件连接,所述接插件分别与电源电路、比较器电路、定位器及电磁阀连接。
一种开关电路,包括定位器及电磁阀,其特征在于:还包括电源电路、比较器电路、门电路、功率放大器、输出电路及接插件,所述电源电路分别与比较器电路、门电路、功率放大器及输出电路连接,所述比较器电路依次与门电路、功率放大器、输出电路及接插件连接,所述的接插件分别与电源电路、比较器电路、定位器及电磁阀连接。
本发明的有益效果是:1、220V开关电路的变压器选用隔离变压器,电源与信号可以完全隔离,提高了电路的抗干扰性及可靠性。2、输入回路电阻R1设计很小,大大减轻了上位机(DCS、PLC系统)的负载效应,节省功耗,不仅能和传统的电气阀门定位器配合使用,而且能和智能阀门定位器配合使用,从而提高了效益,扩大了使用范围。3、220V开关电路的触发电路IC4采用光电耦合器,输入信号与输出信号可以电气隔离,提高了电路的抗干扰性。4、220V开关电路输出回路SCR设计了可控硅,可以无触点、无火花接通被控回路,电路寿命长,可靠性高。5、开关电路输出一路直流24V稳压电源,为阀位反馈器提供电源,方便了用户。6、24V开关电路,只要将变压器T换成隔离模块,输出电路光电偶合器IC4、可控硅STR接成继电器即可成为24V断信号开关电路,电压安全可靠性高。总之本发明与电气阀门定位器、智能阀门定位器气动执行机构配套使用,实现在正常情况下,即指令在4-20mA时执行机构连续运行;在故障情况下,即指令低于4mA或断信号、断电,执行机构能可靠实现保位的功能,成本低,能满足国内外市场对底成本高质量的断信号开关电路的需求。
附图说明
图1为220V开关电路的电路原理图并作为摘要附图;
图2是220V开关电路的原理方框图;
图3为24V开关电路的电路原理图;
图4是24V开关电路的原理方框图。
具体实施方式
如图1、2所示一种220V交流开关电路,包括定位器及电磁阀,还包括电源电路、比较器电路、门电路、功率放大器、触发电路、输出电路及接插件,电源电路分别与比较器电路、门电路、功率放大器及触发电路连接,比较器电路依次与门电路、功率放大器、触发电路、输出电路及接插件连接,接插件分别与电源电路、比较器电路、定位器及电磁阀连接。
比较器电路包括:电阻R1~R5、R7、R0、电位器RW、电容C9、二极管D1、D2、D5及运算放大器IC1,其中电阻R1、电容C9、二极管D5并联,一端接地,另一端通过电阻R4分别与二极管D1正极、D2负极、电阻R5的一端、运算放大器IC1管脚10连接,电阻R5的另一端分别与运算放大器IC1管脚8及电阻R7一端连接,电阻R7的另一端接地,二极管D1负极分别与二极管D2正极、电阻R2一端与运算放大器IC1管脚9连接,电阻R2的另一端分别与电阻R0、R3的一端连接,电阻R3的另一端接地,电阻R0的另一端通过电位器Rw分别接运算放大器IC1管脚4接基准电压Vcc,运算放大器IC1管脚11接地。
门电路包括:电阻R6、发光二极管LED、二极管D3、D4、电容C10及运算放大器IC2,其中运算放大器IC2管脚14接基准电压Vcc,管脚7接地,管脚2、3、4并联后接基准电压Vcc,管脚5接二极管D4的负极,二极管D4的正极分别与电容C10一端、二极管D3负极与运算放大器IC1管脚8连接,电容C10的另一端接地,二极管D3正极通过发光二极管LED、电阻R6接基准电压Vcc。
功率放大器、触发电路及输出电路包括:电阻R8~R12、压敏电阻RT、电容CL、三极管Q、运算放大器IC3、可控硅SCR,其中三极管Q集电极通过电阻R8接基准电压Vcc,基极通过电阻R9接运算放大器IC2管脚1,发射极接运算放大器IC3管脚1,运算放大器IC3管脚2接地,管脚4通过电阻R10分别与可控硅SCR管脚2、电阻R12、压敏电阻RT的一端及220V电源连接,运算放大器IC3管脚6分别与电阻R11的一端及可控硅SCR管脚3连接,电阻R11的另一端接可控硅SCR管脚1、电容CL的一端及压敏电阻RT的另一端,电容CL的另一端与电阻R12的另一端连接;所述电源电路包括变压器T及两个相同的整流稳压电路。
整流稳压电路包括:整流桥Z1、Z2、电容C1~C4、C5~C8及稳压器IC4、IC5,其中变压器T次级A、B两端分别接整流桥Z1的管脚1、2,整流桥Z1的管脚3、4分别与电容C1、C2并联,一端接稳压器IC4管脚1,另一端接稳压器IC4管脚2,稳压器IC4管脚2接地,稳压器管脚3、电容C3、C4一端接基准电压Vcc,电容器C3、C4的另一端接地,变压器T次级C、D两端分别接整流桥Z2的管脚1、2,整流桥Z2的管脚3、4分别与电容C5、C6并联,一端接稳压器IC5管脚1,另一端接稳压器IC5管脚2,稳压器IC5管脚2接Vcc1-,稳压器管脚3、电容C7、C8一端接基准电压Vcc1+,电容器C7、C8的另一端接Vcc1-。
接插件CN的3脚分别与整流稳压电路及比较器电路的接地端连接,1脚与比较器电路的电阻R1的一端连接,3脚、4脚分别与定位器连接,9脚分别与输出电路的压敏电阻RT一端及变压器T的初级端1连接并接电源220V的零线,10脚与变压器T初级端2连接并接电源220V的火线,8脚、10脚短接,8脚与电磁阀连接,7脚与可控硅SCR管脚1及电磁阀连接。
如图所示,当输入4-20mA信号时,一方面输出给定位器,另一方面在比较器的同相端产生1-5V的电压,该电压与基准电压比较后,经比较放大器放大输出,经门电路输出数字信号,通过功率放大器放大后,去驱动光电偶合器,光电偶合器再去驱动可控硅,可控硅输出AC220V电压,控制电磁阀稳定可靠导通;实现执行机构正常运行的功能;当输入信号小于4mA时,比较器输出低电压,经门电路输出更低电压,输出电路无电压输出,控制电磁阀可靠截止,通过调节基准电压的大小即调节电位器W,便可改变开关电路的导通点。
如图3、4所示一种24V直流开关电路,包括定位器及电磁阀,还包括电源电路、比较器电路、门电路、功率放大器、输出电路及接插件,电源电路分别与比较器电路、门电路、功率放大器及输出电路连接,比较器电路依次与门电路、功率放大器、输出电路及接插件连接,的接插件分别与电源电路、比较器电路、定位器及电磁阀连接。
比较器电路包括:电阻R1-R5、R7、R0、电位器RW、电容C9、二极管D1、D2、D5及运算放大器IC1,其中电阻R1、电容C9、二极管D5并联,一端接地,另一端通过电阻R4分别与二极管D1正极、D2负极、电阻R5的一端、运算放大器IC1管脚10连接,电阻R5的另一端分别与运算放大器IC1管脚8及电阻R7一端连接,电阻R7的另一端接地,二极管D1负极分别与二极管D2正极、电阻R2一端与运算放大器IC1管脚9连接,电阻R2的另一端分别与电阻R0、R3的一端连接,电阻R3的另一端接地,电阻R0的另一端通过电位器Rw分别接运算放大器IC1管脚4接基准电压Vcc,运算放大器IC1管脚11接地。
门电路包括:电阻R6、发光二极管LED、二极管D3、D4、电容C10及运算放大器IC2,其中运算放大器IC2管脚14接基准电压Vcc,管脚7接地,管脚2、3、4并联后接基准电压Vcc,管脚5接二极管D4的负极,二极管D4的正极分别与电容C10一端、二极管D3负极与运算放大器IC1管脚8连接,电容C10的另一端接地,二极管D3正极通过发光二极管LED、电阻R6接基准电压Vcc。
功率放大器及输出电路包括:电阻R9、三极管Q、二极管D5、继电器J,其中继电器J两端与二极管D5并联,一端接运算放大器IC2管脚14,另一端接三极管Q集电极,三极管的发射极接地,三极管的基极通过电阻R9接运算放大器IC2管脚1。
电源电路包括:隔离模块电源、二极管D6、D7、电容C3、,其中隔离模块电源4脚接地,3脚接继电器J一端,2脚接二极管D7负极,二极管D7正极分别接电容C3及继电器J的触点2和接插件管脚7,电容C3另一端分别与隔离模块电源1脚、二极管D6正极及接插件管脚8连接。
接插件CN的3脚与比较器电路的接地端连接,1脚与比较器电路的电阻R1的一端连接,3脚、4脚分别与定位器连接,5脚接电源电路二极管D6的负极及继电器J的触点1并与电磁阀连接,6脚、8脚短接后接二极管D6的正极并与电磁阀及24V直流电源连接,7脚接二极管D7的正极、继电器J的触点2并与24V直流电源连接。
如图所示,当输入4-20mA信号时,一方面输出给定位器,另一方面在比较器输入端产生1-5V电压,该电压与基准电压比较后,经比较放大器放大输出,经门电路输出数字信号,通过功率放大器放大输出高电位,去驱动输出电路,使电磁阀可靠稳定导通,实现了气动执行机构正常工作的目的;当输入端输入信号小于4mA时,比较放大器截止,门电路输出低电位,输出电路无电压输出,电磁阀可靠截止。实现执行机构断信号低信号保位功能。调节基准电压便可改变开关电路的导通点。
Claims (4)
1. 一种开关电路,包括定位器及电磁阀,其特征在于:还包括电源电路、比较器电路、门电路、功率放大器、触发电路、输出电路及接插件,所述电源电路分别与比较器电路、门电路、功率放大器及触发电路连接,所述比较器电路依次与门电路、功率放大器、触发电路、输出电路及接插件连接,所述接插件分别与电源电路、比较器电路、定位器及电磁阀连接。
2. 根据权利要求1所述的开关电路,其特征在于,所述比较器电路包括:电阻(R1~R5、R7、R0)、电位器(RW)、电容(C9)、二极管(D1、D2、D5)及运算放大器(IC1),其中电阻(R1)、电容(C9)、二极管(D5)并联,一端接地,另一端通过电阻(R4)分别与二极管(D1)正极、(D2)负极、电阻(R5)的一端、运算放大器(IC1)管脚(10)连接,电阻(R5)的另一端分别与运算放大器(IC1)管脚(8)及电阻(R7)一端连接,电阻(R7)的另一端接地,二极管(D1)负极分别与二极管(D2)正极、电阻(R2)一端与运算放大器(IC1)管脚(9)连接,电阻(R2)的另一端分别与电阻(R0、R3)的一端连接,电阻(R3)的另一端接地,电阻(R0)的另一端通过电位器(Rw)分别接运算放大器(IC1)管脚(4)接基准电压(Vcc),运算放大器(IC1)管脚(11)接地;所述门电路包括:电阻(R6)、发光二极管(LED)、二极管(D3、D4)、电容(C10)及运算放大器(IC2),其中运算放大器(IC2)管脚(14)接基准电压(Vcc),管脚(7)接地,管脚(2、3、4)并联后接基准电压(Vcc),管脚(5)接二极管(D4)的负极,二极管(D4)的正极分别与电容(C10)一端、二极管(D3)负极与运算放大器(IC1)管脚(8)连接,电容(C10)的另一端接地,二极管(D3)正极通过发光二极管(LED)、电阻(R6)接基准电压(Vcc);所述功率放大器、触发电路及输出电路包括:电阻(R8-R12)、压敏电阻(RT)、电容(CL)、三极管(Q)、运算放大器(IC3)、可控硅(SCR),其中三极管(Q)集电极通过电阻(R8)接基准电压(Vcc),基极通过电阻(R9)接运算放大器(IC2)的管脚(1),发射极接运算放大器(IC3)的管脚(1),运算放大器(IC3)的管脚(2)接地,管脚(4)通过电阻(R10)分别与可控硅(SCR)管脚(2)、电阻(R12)、压敏电阻(RT)的一端连接,运算放大器(IC3)的管脚(6)分别与电阻(R11)的一端及可控硅(SCR)的管脚(3)连接,电阻(R11)的另一端接可控硅(SCR)管脚(1)、电容(CL)的一端及压敏电阻(RT)的另一端,电容(CL)的另一端与电阻(R12)的另一端连接;所述电源电路包括变压器(T)及两个相同的整流稳压电路,所述整流稳压电路包括整流桥(Z1、Z2)电容(C1~C4)、(C5~C8)及稳压器(IC4)、(IC5),其中变压器(T)次级A、B两端分别接整流桥(Z1)的管脚(1)、(2),整流桥(Z1)的管脚(3、4)分别与电容(C1、C2)并联,一端接稳压器(IC4)管脚(1),另一端接稳压器(IC4)管脚(2),稳压器(IC4)管脚(2)接地,稳压器管脚(3)、电容(C3、C4)一端接基准电压(Vcc),电容器(C3、C4)的另一端接地,变压器(T)次级(C、D)两端分别接整流桥(Z2)的管脚(1)、(2),整流桥(Z2)的管脚(3、4)分别与电容(C5)、(C6)并联后,一端接稳压器(IC5)管脚(1),另一端接稳压器(IC5)管脚(2),稳压器(IC5)管脚(2)接(Vcc1-),稳压器管脚(3)、电容(C7、C8)一端接基准电压(Vcc1+),电容器(C7、C8)的另一端接(Vcc1-),所述接插件CN的(3)脚分别与整流稳压电路及比较器电路的接地端连接,(1)脚与比较器电路的电阻(R1)的一端连接,(9)脚分别与输出电路的压敏电阻(RT)一端及变压器(T)的初级端(1)连接并接电源220V的零线,(10)脚与变压器(T)初级端(2)连接并接电源220V的火线,(8)脚、(10)脚短接,(7)脚接可控硅(SCR)管脚(1)。
3. 一种开关电路,包括定位器及电磁阀,其特征在于:还包括电源电路、比较器电路、门电路、功率放大器、输出电路及接插件,所述电源电路分别与比较器电路、门电路、功率放大器及输出电路连接,所述比较器电路依次与门电路、功率放大器、输出电路及接插件连接,所述的接插件分别与电源电路、比较器电路、定位器及电磁阀连接。
4. 根据权利要求3所述的开关电路,其特征在于,所述比较器电路包括:电阻(R1~R5)、(R7、R0)、电位器(RW)、电容(C9)、二极管(D1、D2、D5)及运算放大器(IC1),其中电阻(R1)、电容(C9)、二极管(D5)并联,一端接地,另一端通过电阻(R4)分别与二极管(D1)正极、(D2)负极、电阻(R5)的一端、运算放大器(IC1)管脚(10)连接,电阻(R5)的另一端分别与运算放大器(IC1)管脚(8)及电阻(R7)一端连接,电阻(R7)的另一端接地,二极管(D1)负极分别与二极管(D2)正极、电阻(R2)一端与运算放大器(IC1)管脚(9)连接,电阻(R2)的另一端分别与电阻(R0、R3)的一端连接,电阻(R3)的另一端接地,电阻(R0)的另一端通过电位器(Rw)分别接运算放大器(IC1)管脚(4)接基准电压(Vcc),运算放大器(IC1)管脚(11)接地;所述门电路包括:电阻(R6)、发光二极管(LED)、二极管(D3)、(D4)、电容(C10)及运算放大器(IC2),其中运算放大器(IC2)管脚(14)接基准电压(Vcc),管脚(7)接地,管脚(2、3、4)并联后接基准电压(Vcc),管脚(5)接二极管(D4)的负极,二极管(D4)的正极分别与电容(C10)一端、二极管(D3)负极与运算放大器(IC1)管脚(8)连接,电容(C10)的另一端接地,二极管(D3)正极通过发光二极管(LED)、电阻(R6)接基准电压(Vcc);所述功率放大器及输出电路包括:电阻(R9)、三极管(Q)、二极管(D5)、继电器(J),其中继电器(J)两端与二极管(D5)并联,一端接运算放大器(IC2)管脚(14),另一端接三极管(Q)集电极,三极管的发射极接地,三极管的基极通过电阻(R9)接运算放大器(IC2)管脚(1);所述电源电路包括:隔离模块电源、二极管(D6、D7)、电容(C3),其中隔离模块电源(4)脚接地,(3)脚接继电器(J)一端,(2)脚接二极管(D7)负极,二极管(D7)正极分别接电容(C3)一端及继电器(J)的触点(2),电容(C3)另一端分别与隔离模块电源(1)脚、二极管(D6)正极连接;所述接插件(CN)的(3)脚与比较器电路的接地端连接,(1)脚与比较器电路的电阻(R1)的一端连接,(5)脚接电源电路二极管(D6)的负极及继电器(J)的触点(1),(7)脚接继电器的触点(2)并接24V直流电源,(6)脚、(8)脚短接后接二极管(D6)的正极并接24V直流电源。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Granted publication date: 20110330 Termination date: 20170618 |
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