附图说明
图1是本发明对基于开关双工作模式的输出接口卡的整体电路框图;
图2是本发明装置适合的各种控制开关(手柄或手轮)布局示意图;
图3是本发明装置中的模式切换电路1示意图;
图4是本发明装置中的隔离保护电路2示意图;
图5是本发明装置中的输入接口J0及模式切换开关接线示意图;
图6是本发明装置中的输出接口J1示意图;
图7是本发明装置中的输入接口J2示意图;
图8是本发明装置中的输入接口J3示意图;
图9是本发明装置中的输出接口J4示意图;
图10是本发明装置中的输入接口J5示意图;
图11是本发明装置中的输出接口J6示意图;
图12是本发明装置采用的三位开关实施例一接线方法示意图;
图13是本发明装置采用的二位开关实施例二接线方法示意图;
图14是本发明装置采用的一字手柄(或双向手轮)实施例三接线方法示意图;
图15是本发明装置采用的单向手柄(或单向手轮)实施例四接线方法示意图。
图中,1.模式切换电路,2.隔离保护电路,3.开关,4.模式切换开关,5.控制器信号采集模块,6.现场级指示灯及电磁阀,
另外,J1为模式切换开关输出接口,J2为开关输入接口(24VDC),J3为开关输入接口(0VDC),J4为开关输出接口,J5为智能控制输入接口,J6为应急控制输出接口;
RLY1、RLY2……RLY8分别表示对应8个开关(手柄或手轮)的模式切换用继电器;
RLY9、RLY10……RLY24分别表示对应8个开关(手柄或手轮)的隔离用继电器;
24VSPDT表示继电器为标准24V直流输出型;
DIODE为二极管在元件库中默认的名称;
D1、D2……D24分别表示16个IN4007二极管;
CON2、CON3、CON8、CON9、CON16分别表示对应的2路、3路、8路、9路、16路接口;
switch/handle 1(1)+、switch/handle 1(1)-……switch/handle 8(1)+、switch/handle 8(1)-分别表示对应8个开关(手柄或手轮)的信号正负输入端;
switch/handle 1(2)+、switch/handle 2(2)+……switch/handle 8(2)+分别表示对应8个双输出的开关(手柄或手轮)的一路信号输出端;
switch/handle 1(3)+、switch/handle 2(3)+……switch/handle 8(3)+分别表示对应8个双输出的开关(手柄或手轮)的另一路信号输出端,对于单信号输出的开关(手柄或手轮)此端悬空;
normal 1(2)+、normal 2(2)+……normal 8(2)+分别表示正常模式对应的8个双输出开关(手柄或手轮)的一路智能控制输入接口端;
normal 1(3)+、normal 2(3)+……normal 8(3)+分别表示正常模式对应的8个双输出开关(手柄或手轮)的另一路智能控制输入接口端,对于单信号输出的开关(手柄或手轮)此端悬空;
emergency 1(2)+、emergency 2(2)+……emergency 8(2)+分别表示应急模式对应的8个双输出现场级指示灯、电磁阀等的一路应急控制输出接口端;
emergency 1(3)+、emergency 2(3)+……emergency 8(3)+分别表示应急模式对应的8个双输出现场级指示灯、电磁阀等的另一路应急控制输出接口端,对于单输出的现场级指示灯电磁阀等部件,此端悬空;
S0为模式切换开关,
在图12中,S1-S8示意为8个三位开关;
在图13中,S1-S8示意为8个二位开关;
在图14中,S1-S8示意为8个一字手柄(或双向手轮);
在图15中,S1-S8示意为8个单向手柄(或单向手轮)。
具体实施方式
以下说明书的描述中以开关为例进行描述,手柄或手轮的工作原理、作用及连接方式与开关相同,同样适用于以下技术方案。
参照图1,本发明是一种基于开关双工作模式的输出接口卡,其结构为标准方式的PCB板卡,如图中虚线框所示,包括模式切换电路1和隔离保护电路2,模式切换电路1同时与模式切换开关输出接口J1、开关输入接口J2、开关输入接口J3连接;隔离保护电路2同时与开关输出接口J4、智能控制输入接口J5、应急控制输出接口J6连接。
上述的模式切换开关输出接口J1、开关输入接口J2、开关输入接口J3、开关输出接口J4、智能控制输入接口J5、应急控制输出接口J6均选用PCB板用标准接线排。
其中,模式切换开关输出接口J1是用于接口卡与模式切换开关4的连接接口;开关输入接口J2(24VDC)是用于接口卡与开关3正输入端的连接接口;开关输入接口J3(0VDC)是用于接口卡与开关3负输入端的连接接口;开关输出接口J4是用于接口卡与开关3输出端的连接接口;智能控制输入接口J5(正常模式)是用于接口卡与控制器信号采集模块5的连接接口;应急控制输出接口J6(应急模式)是用于接口卡与现场级指示灯及电磁阀6的连接接口。模式切换电路1是用于实现两种工作模式信号的切换功能;隔离保护电路2是用于实现两种控制模式之间的电气隔离。
模式切换电路1和隔离保护电路2均包括有多个数量的继电器(型号为REL-MR-24DC/21)、多个二极管(型号为IN4007)。
开关3选用图6中的八个三位开关构成,或由图7中的八个二位开关构成,或由图8中的八个一字手柄(或双向手轮)构成,或由图9中的八个单向手柄(或单向手轮)构成,或者是八个三位开关、二位开关、一字手柄、双向手轮、单向手柄和单向手轮的任意组合构成。
模式切换开关4为一个三位开关。
控制器信号采集模块5包括各类采集卡、PLC控制器构成。
本发明以下文本的描述,是按照8通道的实施例进行设置,实际使用中,通过相应的扩展则能够实现更多通道的采集。
参照图2,为适合本发明的各种两位开关、三位开关、一字手柄、双向手轮、单向手柄和单向手轮的实施例布局示意图,其面板布局采用虚线框分为了4个部分,①为二位控制开关;②为三位控制开关;③左侧为双向控制手轮,右侧为单向控制手轮;④左侧为十字控制手柄,右侧为一字控制手柄。本接口卡对以上各种控制开关均适用。
参照图3,模式切换电路1的结构是,包括有8个带一路常开和一路常闭的继电器和8个二极管,即RLY1、RLY2……RLY8及其对应的D1、D2……D8,各组接线方式及原理一致,以下分别以RLY1、D1和RLY2、D2为例加以说明:
RLY1选用的是带一路常开和一路常闭的继电器,二极管D1的两端与继电器RLY1的两端对应相连,与二极管D1负端相连的继电器RLY1的线圈端与另外7个继电器RLY2、RLY3……RLY8的线圈对应端依次互连,并接至模式切换开关输出接口J1的2号端(J1-2);与二极管D1正端相连的继电器RLY1的线圈端与另外7个继电器RLY2、RLY3……RLY8的线圈对应端依次互连,并接至模式切换开关输出接口J1的3号端(J1-3);继电器RLY1的开关侧动触点端接至开关输入接口J2的1号端(J2-1),继电器RLY1的开关侧常闭触点端与另外7个继电器RLY2、RLY3……RLY8的开关侧常闭触点端依次互连,并接至模式切换开关输出接口J1的1号端(J1-1);继电器RLY1的开关侧常开触点端与另外7个继电器RLY2、RLY3……RLY8的开关侧常开触点端依次互连,并接至模式切换开关输出接口J1的2号端(J1-2);
RLY2同样选用的是带一路常开和一路常闭的继电器,二极管D2的两端与继电器RLY1的两端对应相连,与二极管D2负端相连的继电器RLY2的线圈端与另外7个继电器RLY1、RLY3……RLY8的线圈的对应端依次互连,并接至模式切换开关输出接口J1的2号端(J1-2);与二极管D2正端相连的继电器RLY2的线圈端与另外7个继电器RLY1、RLY3……RLY8的线圈的对应端依次互连,并接至模式切换开关输出接口J1的3号端(J1-3);继电器RLY2的开关侧动触点端接至开关输入接口J2的2号端(J2-2);继电器RLY2的开关侧常闭触点端与另外7个继电器RLY1、RLY3……RLY8的开关侧常闭触点端依次互连,并接至模式切换开关输出接口J1的1号端(J1-1);继电器RLY2的开关侧常开触点端与另外7个继电器RLY1、RLY3……RLY8的开关侧常开触点端依次互连,并接至模式切换开关输出接口J1的2号端(J1-2);
RLY3、RLY4……RLY8分别与D3、D4……D8的接线方式,与RLY1及其D1、RLY2及其D2相同,依此类推。
参照图4,隔离保护电路2的结构是,包括有16个带一路常开和一路常闭的继电器和16个二极管,即RLY9、RLY10……RLY24及其对应的D9、D10……D24,各组接线方式及原理一致,以下分别以RLY9、D9和RLY10、D10为例加以说明:
RLY9选用的是带一路常开和一路常闭的继电器,二极管D9的两端与继电器RLY9的两端对应相连,与二极管D9负端相连的继电器RLY9的线圈端与另外15个继电器RLY10、RLY11……RLY24的线圈的对应端依次互连,并接至模式切换开关输出接口J1的2号端(J1-2);与二极管D1正端相连的继电器RLY9的线圈端与另外15个继电器RLY10、RLY11……RLY24的线圈的对应端依次互连,并接至模式切换开关输出接口J1的3号端(J1-3);继电器RLY9的开关侧动触点端接至开关输出接口J4的16号端(J4-16);继电器RLY9的开关侧常闭触点端接至智能控制输入接口J5的1号端(J5-1);继电器RLY9的开关侧常开触点端接至应急控制输出接口J6的1号端(J6-1);
RLY10选用的是带一路常开和一路常闭的继电器,二极管D10的两端与继电器RLY10的两端对应相连,与二极管D10负端相连的继电器RLY10的线圈端与另外15个继电器RLY9、RLY11……RLY24的线圈的对应端依次互连,并接至模式切换开关输出接口J1的2号端(J1-2);与二极管D10正端相连的继电器RLY10的线圈端与另外15个继电器RLY9、RLY11……RLY24的线圈的对应端依次互连,并接至模式切换开关输出接口J1的3号端(J1-3);继电器RLY10的开关侧动触点端接至开关输出接口J4的15号端(J4-15);继电器RLY10的开关侧常闭触点端接至智能控制输入接口J5的2号端(J5-2);继电器RLY10的开关侧常开触点端接至应急控制输出接口J6的2号端(J6-2);
RLY11、RLY12……RLY24分别与D11、D12……D24的接线方式,与RLY9及其D9、RLY10及其D10相同,依此类推。
参照图5,S0为模式切换开关4,J0为24V直流工业电源的输入接口,其中的1号端的一端接24V直流工业电源的0V端,1号端的另一端接模式切换开关输出接口J1的3号端(J1-3),因为此端为公共负端(0VDC),所以此端同时与开关输入接口J3的9号端相连(J3-9);2号端的一端接24V直流工业电源的24V端,2号端的另一端接模式切换开关S0的输入端。S0模式切换开关的两路输出对应两种工作模式,S0的2号输出端为“正常位”输出端,接至模式切换开关输出接口J1的1号端(J1-1),S0的3号输出端为“应急位”输出端,接至模式切换开关输出接口J1的2号端(J1-2)。
参照图6,模式切换开关输出接口J1的结构是,其中的1号端的一端接模式切换开关S0的对应正常位输出端子(正常24VDC),1号端的另一端接RLY1、RLY2……RLY8的开关侧常闭触点对应端依次互连端(J1-1);其中的2号端的一端接模式切换开关S0的对应应急位输出端子(应急24VDC),2号端的另一端接RLY1、RLY2……RLY8的开关侧常开触点对应端依次互连端(J1-2);其中的3号端的一端接24V工业电源的0V端(0VDC),3号端的另一端接与二极管正端相连继电器RLY1、RLY2……RLY8的线圈侧对应端依次互连端(J1-3)。
参照图7,开关输入接口J2的结构是,其1、2……8号端接线方式及原理一致,以下以1、2号端接线为例加以说明:
1号端的一端接第一路开关S1的信号正输入端(switch/handle 1(1)+),1号端的另一端接继电器RLY1的开关侧动触点端(J2-1);2号端的一端接第二路开关S2的信号正输入端(switch/handle 2(1)+),2号端的另一端接继电器RLY2的开关侧动触点端(J2-2);其余各个端口的结构依此类推。
参照图8,开关输入接口J3的结构是,其9号端的一端接24V工业电源的0V端(0VDC),9号端的另一端接模式切换开关输出接口J1的3号端(J1-3),1、2……8号端依次互连;其余1、2……8号端接线方式及原理一致,以下以1、2号端接线为例加以说明:
1号端的一端接第一路开关S1的信号负输入端(switch/handle 1(1)-),1号端的另一端接公共负端(0VDC);2号端的一端接第二路开关S2的信号负输入端(switch/handle 2(1)-),2号端的另一端接公共负端(0VDC);其余各个端口的结构依此类推。
参照图9,开关输出接口J4的结构是,其1、2……16号端接线方式及原理一致,以下以1、2、3、4号端接线为例加以说明:
1号端的一端接第八组开关S8的信号一路输出端(switch/handle 8(3)+),1号端的另一端接继电器RLY24的开关侧动触点端(J4-1);2号端的一端接第八组开关S8的信号另一路输出端(switch/handle 8(2)+),2号端的另一端接继电器RLY23的开关侧动触点端(J4-2);3号端的一端接第七组开关S7的信号一路输出端(switch/handle 7(3)+),3号端的另一端接继电器RLY22的开关侧动触点端(J4-3);4号端的一端接第七组开关S7的信号另一路输出端(switch/handle 7(2)+),4号端的另一端接继电器RLY21的开关侧动触点端(J4-4);其余各个端口的结构依此类推。
参照图10,智能控制输入接口J5的结构是,其1、2……16号端接线方式及原理一致,以下以1、2、3、4号端接线为例加以说明:
1号端的一端接第一组控制器信号采集模块5的一路输入端(normal1(2)+),1号端的另一端接继电器RLY9的开关侧常闭触点端(J5-1);2号端的一端接第一组控制器信号采集模块5的另一路输入端(normal 1(3)+),2号端的另一端接继电器RLY10的开关侧常闭触点端(J5-2);3号端的一端接第二组控制器信号采集模块5的一路输入端(normal 2(2)+),3号端的另一端接继电器RLY11的开关侧常闭触点端(J5-3);4号端的一端接第二组控制器信号采集模块5的另一路输入端(normal 2(3)+),4号端的另一端接继电器RLY12的开关侧常闭触点端(J5-4);其余各个端口的结构依此类推。
参照图11,应急控制输出接口J6结构是,其1、2……16号端接线方式及原理一致,以下以1、2、3、4号端接线为例加以说明:
1号端的一端接第一组现场级指示灯及电磁阀6的一路输出端(emergency 1(2)+),1号端的另一端接继电器RLY9的开关侧常开触点端(J6-1);2号端的一端接第一组现场级指示灯及电磁阀6的另一路输出端(emergency 1(3)+),2号端的另一端接继电器RLY10的开关侧常开触点端(J6-2);3号端的一端接第二组现场级指示灯及电磁阀6的一路输出端(emergency 2(2)+),3号端的另一端接继电器RLY11的开关侧常开触点端(J6-3);4号端的一端接第二组现场级指示灯及电磁阀6的另一路输出端(emergency 2(3)+),4号端的另一端继电器RLY12的开关侧常开触点端(J6-4);其余各个端口的结构依此类推。
参照图12,是本发明实施例一的八路三位开关与接口卡对应接口的接线方法,S1-S8示意为8个三位开关。S1、S2……S8的接线原理一致,以下以S1、S2开关接线为例加以说明。S1开关的1号输入端接开关输入接口J2的1号端(J2-1),S1开关的2号输出端接开关输出接口J4的16号端(J4-16),S1开关的3号输出端接开关输出接口J4的15号端(J4-15);S2开关的1号输入端接开关输入接口J2的2号端(J2-2),S2开关的2号输出端接开关输出接口J4的14号端(J4-14),S2开关的3号输出端接开关输出接口J4的13号端(J4-13);依此类推。
参照图13,是本发明实施例二的八路二位开关与接口卡对应接口的接线方法,S1-S8示意为8个二位开关。因为二位开关比三位开关少一路输出信号,故J4接口会有一半的端口悬空。S1、S2……S8的接线原理一致,以下以S1、S2开关接线为例加以说明。S1开关的1号输入端接开关输入接口J2的1号端(J2-1),S1开关的2号输出端接开关输出接口J4的16号端(J4-16);S2开关的1号输入端接开关输入接口J2的2号端(J2-2),S2开关的2号输出端接开关输出接口J4的14号端(J4-14);依此类推。
参照图14,是本发明实施例三的八路一字手柄(或双向手轮)与接口卡对应接口的接线方法,S1-S8示意为8个一字手柄(或双向手轮)。S1、S2……S8的接线原理一致,以下以S1、S2一字手柄(或双向手轮)接线为例加以说明。S1一字手柄(或双向手轮)的1号输入端接开关输入接口J2的1号端(J2-1),S1一字手柄(或双向手轮)的2号输入端接开关输入接口J3的1号端(J3-1),S1一字手柄(或双向手轮)的3号输出端接开关输出接口J4的16号端(J4-16),S1一字手柄(或双向手轮)的4号输出端接开关输出接口J4的15号端(J4-15);S2一字手柄(或双向手轮)的1号输入端接开关输入接口J2的2号端(J2-2),S2一字手柄(或双向手轮)的2号输入端接开关输入接口J3的2号端(J3-2),S2一字手柄(或双向手轮)的3号输出端接开关输出接口J4的14号端(J4-14),S2一字手柄(或双向手轮)的4号输出端接开关输出接口J4的13号端(J4-13);依此类推。
参照图15,是本发明实施例四的八路单向手柄(或单向手轮)与接口卡对应接口的接线方法,S1-S8示意为8个单向手柄(或单向手轮)。S1、S2……S8的接线原理一致,以下以S1、S2单向手柄(或单向手轮)接线为例加以说明。S1单向手柄(或单向手轮)的1号输入端接开关输入接口J2的1号端(J2-1),S1单向手柄(或单向手轮)的2号输入端接开关输入接口J3的1号端(J3-1),S1单向手柄(或单向手轮)的3号输出端接开关输出接口J4的16号端(J4-16),S1单向手柄(或单向手轮)的4号输出端接开关输出接口J4的15号端(J4-15);S2单向手柄(或单向手轮)的1号输入端接开关输入接口J2的2号端(J2-2),S2单向手柄(或单向手轮)的2号输入端接开关输入接口J3的2号端(J3-2),S2单向手柄(或单向手轮)的3号输出端接开关输出接口J4的14号端(J4-14),S2单向手柄(或单向手轮)的4号输出端接开关输出接口J4的13号端(J4-13);依此类推。
本发明装置的两种工作模式分别是:
智能控制模式(正常模式)时,系统模式切换开关S0切换至正常位,详见图6、图7、图8、图9中的S0,系统控制器工作,此时正常模式的24V直流电源信号通过模式切换开关输出接口J1接入模式切换电路1,通过模式切换电路1,把信号送至开关输入接口J2和开关输入接口J3,通过连接面板上的开关3,把电信号送至开关输出接口J4,经过隔离保护电路2,信号输出至智能控制输入接口J5,外接控制器信号采集模块,实现了控制信号送入中央控制器来驱动现场设备的目的。
应急控制模式(应急模式)时,系统模式切换开关S0切换至应急位,详见图6、图7、图8、图9中的S0,系统控制器断电不工作,此时应急模式的24V直流电源信号通过模式切换开关输出接口J1接入模式切换电路1,通过模式切换电路1,把信号送至开关输入接口J2和开关输入接口J3,通过连接面板上的开关3,把电信号送至开关输出接口J4,经过隔离保护电路2,信号输出至应急控制输出接口J6,外接现场级指示灯、电磁阀等控制设备,实现了利用应急控制开关来驱动现场设备的目的。
本发明基于目前广泛采用的智能一体化控制系统而设计,提供了一种基于开关双工作模式的输出接口卡,为控制系统提供具有智能控制和应急控制两种工作模式并且使开关具备功能复用的一套解决方案,简化了面板布局,应用隔离保护电路实现了两种工作模式之间的电气隔离,通过制作PCB电路板减小了安装空间,并省去了传统过程中中间环节的复杂接线工作,只需要完成PCB板与对应的控制开关、手柄、手轮端的接线即可实现通讯,大大提高了工作效率。