CN111077441A - 一种开关量控制型执行机构的模拟装置及模拟方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种开关量控制型执行机构的模拟装置及模拟方法，属于模拟电路技术领域，解决开关量控制型执行机构的模拟问题，装置包括开关量到位信号模拟电路、复位电路；开关量到位信号模拟电路用于分别对输入的开、关控制信号进行响应，输出开、关到位开关信号，模拟开关量控制型执行机构的开关动作；复位电路用于对所述开关量到位信号模拟电路进行复位，恢复初始状态的开关位置状态。本发明电路设计简单、体积小巧、便携性更好，具有自检功能便于电路自身功能的检验和维护，可适应不同的供电电压，应用范围更广。

Description

一种开关量控制型执行机构的模拟装置及模拟方法

技术领域

本发明涉及模拟电路技术领域，尤其是一种开关量控制型执行机构的模拟装置及模拟方法。

背景技术

对于执行开关动作时会产生有害电磁辐的开关量控制型执行机构，或开关量控制型执行机构与前级开关量信号产生电路不在一地，在进行开关量信号调试时，需要模拟此类开关量控制型执行机构；

目前的此类开关量控制型执行机构的模拟一般采用专用测试设备，采用复杂的处理器电路接收控制信号，输出模拟的执行结果；该类电路的体积较大，成本高、需外部供电、便携性差，且设计复杂性会造成可靠性降低。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种开关量控制型执行机构的模拟装置及模拟方法，解决开关量控制型执行机构的模拟问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明公开了一种开关量控制型执行机构的模拟装置，包括：开关量到位信号模拟电路、复位电路；

所述开关量到位信号模拟电路，用于分别对输入的开、关控制信号进行响应，输出开、关到位信号，模拟开关量控制型执行机构的开关动作；

所述复位电路，用于对所述开关量到位信号模拟电路进行复位，恢复初始状态的开关位置状态。

进一步地，所述开关量到位信号模拟电路包括电源接入端口、控制信号输入端口、磁保持继电器K1和到位信号输出端口；

所述控制信号输入端口包括公共控制端、打开控制端和关闭控制端；

所述到位信号输出端口包括公共检测端、开到位端和关到位端；

所述公开控制端连接所述电源接入端口的负极，所述电源接入端口的正极连接所述磁保持继电器K1的引脚1和引脚3；所述打开控制端连接所述磁保持继电器K1的引脚2，所述关闭控制端连接所述磁保持继电器K1的引脚4；所述磁保持继电器K1的引脚5连接所述公共检测端，引脚6连接所述开到位端，引脚7连接所述关到位端；

所述磁保持继电器K1的引脚1、2连接内部的前激励线圈，引脚3、4连接内部的后激励线圈，引脚5、6、7为输出脚；当前激励线圈输入供电时，引脚5、6接通，引脚5、7断开；当后激励线圈输入供电时，引脚5、7接通，引脚5、6断开。

进一步地，所述开关量到位信号模拟电路还包括泄放电路，用于所述磁保持继电器K1的前、后激励线圈输入供电断开后的电流泄放。

进一步地，所述泄放电路包括二极管V1、V2；所述二极管V1的阴极、阳极分别连接所述磁保持继电器K1的引脚1、2；所述二极管V2的阴极、阳极分别连接所述磁保持继电器K1的引脚3、4。

进一步地，所述复位电路包括开关S2、S3；所述开关S2连接在公共控制端与打开控制端之间；所述开关S3连接在公共控制端与关闭控制端之间。

进一步地，还包括自检电路，用于对所述开关量到位信号模拟电路能否正常输出开到位信号或关到位信号分别进行自检。

进一步地，所述自检电路包括开关S4，发光二极管V3、V4，限流电阻R1、R2；

限流电阻R1连接在所述磁保持继电器K1的引脚6与发光二极管V3的阳极之间；

限流电阻R2连接在所述磁保持继电器K1的引脚7与发光二极管V4的阳极之间；

所述开关S4为双通道开关，通道一采用单刀双掷方式，其中不动端与所述磁保持继电器K1的引脚5连接，第一动端与公共检测端连接，第二动端与所述磁保持继电器K1的引脚1连接；通道二采用单刀单掷方式，连接在发光二极管V3、V4的阴极和电源输入端口的负极之间，当进行开关量到位信号模拟时，所述开关S4位置为通道一的不动端与第一动端连接，通道二断开；当进行自检时，所述开关S4位置为通道一的不动端与第二动端连接，通道二接通。

本发明还公开了一种利用如上所述开关量控制型执行机构的模拟装置进行模拟的方法，包括以下步骤：

所述模拟装置与前级电路连接，加电准备；

所述模拟装置接收前级电路输出的开控制信号或关控制信号；当接收到开控制信号时，模拟执行机构开动作；当接收到关控制信号时，模拟执行机构关动作；

当需要复位时，启动复位电路，恢复所述模拟装置初始状态的开关位置状态。

进一步地，还包括自检步骤：

所述模拟装置加电准备；

将所述开关S4置于自检位置；

闭合开关S2，断开开关S3，观察发光二极管V3，如果发光，则所述开关量到位信号模拟电路模拟的执行机构开动作正常；否则，不正常；

闭合开关S3，断开开关S2，观察发光二极管V4，如果发光，则所述开关量到位信号模拟电路模拟的执行机构开动作正常；否则，不正常；

自检结束后，将所述开关S4置于开关量到位信号模拟位置，断开开关S2、S3。

进一步地，所述前级电路输出的开、关控制信号为短时连通信号或长时连通信号。

本发明有益效果如下：

本发明开关量控制型执行机构的模拟装置，能够模拟开关量控制型执行机构的执行动作；并且电路设计简单，无需使用处理器电路，采用继电器、电池、电阻、二极管等简单元器件，体积小巧；可使用内置电池供电，便携性更好；而且包含自检电路，且可随时切换自检和正常工作，便于电路自身功能的检验和维护，防止因为本模拟装置的故障对于检测的影响；通过更换与供电电压相匹配的磁保持继电器，该电路可适应不同的电压范围，应用范围更广。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实施例一中的开关量控制型执行机构模拟装置原理示意图；

图2为本实施例二中的开关量控制型执行机构的模拟方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

实施例一、

本实施例公开了一种开关量控制型执行机构的模拟装置，如图1所示，包括：开关量到位信号模拟电路、复位电路和自检电路；

所述开关量到位信号模拟电路，用于分别对输入的开、关控制信号进行响应，输出开、关到位开关信号，模拟开关量控制型执行机构的开关动作；

所述复位电路，用于对所述开关量到位信号模拟电路进行复位，恢复初始状态的开关位置状态。

具体的，所述开关量到位信号模拟电路包括电源接入端口、控制信号输入端口、磁保持继电器K1和到位信号输出端口；

所述控制信号输入端口包括公开控制端、打开控制端和关闭控制端；

所述到位信号输出端口包括公共检测端、开到位端和关到位端；

所述公开控制端连接所述电源接入端口的负极，所述电源接入端口的正极连接所述磁保持继电器K1的引脚1和引脚3；所述打开控制端连接所述磁保持继电器K1的引脚2，所述关闭控制端连接所述磁保持继电器K1的引脚4；所述磁保持继电器K1的引脚5连接所述公共检测端，引脚6连接所述开到位端，引脚7连接所述关到位端；

所述磁保持继电器K1的引脚1、2连接内部的前激励线圈，引脚3、4连接内部的后激励线圈，引脚5、6、7为输出脚；当前激励线圈输入供电时，引脚5、6接通，引脚5、7断开；当后激励线圈输入供电时，引脚5、7接通，引脚5、6断开。

当模拟执行机构执行开控制时，前级电路输出开控制信号到所述控制信号输入端口的公共控制端和打开控制端，所述开控制信号为无源开关量信号，可由继电器产生；所述开控制信号使公共控制端和打开控制端短接连通，通过电源接入端口接入的直流电源与所述前激励线圈形成通路，所述磁保持继电器K1的前激励线圈加电产生磁场，使引脚5和6接通；引脚5、7断开，所述到位信号输出端口的公共检测端与开到位端连接与关到位端断开，模拟执行机构开动作；通过在开到位端加入检测信号，可在公共检测端，检测出开动作。

当模拟执行机构执行关控制时，前级电路输出关控制信号到所述控制信号输入端口的公共控制端和关闭控制端，所述关控制信号为无源开关量信号，可由继电器产生；所述关控制信号使公共控制端和关闭控制端短接连通，通过电源接入端口接入的直流电源与所述后激励线圈形成通路，所述磁保持继电器K1的后激励线圈加电产生磁场，使引脚5和7接通；引脚5、6断开，所述到位信号输出端口的公共检测端与关到位端连接与开到位端断开，模拟执行机构关动作；通过在关到位端加入检测信号，可在公共检测端，检测出关动作。

所述开、关控制信号由与所述模拟装置连接的前级电路产生，包括短时连通信号或长时连通信号，所述磁保持继电器K1的开关反应时间小于短时连通信号的时长。

具体的，电源接入端口可接入有内供电和外供电两种供电方式，内供电通过内置电池G1供电，外供电为引出外部供电端口，通过供电正端和供电负端进行供电。所述开关S1连接供电正极和所述磁保持继电器K1的引脚1和引脚3，用于电路的供电的开关控制。采用内供电方式，适用于便携式使用环境，可在无外部供电环境下，进行开关量控制型执行机构的模拟，采用外供电方式，适用于固定式使用环境。

具体的，为了防止损坏前级电路，实现可靠、迅速的开关转换，所述开关量到位信号模拟电路还包括泄放电路，用于所述磁保持继电器K1的前、后激励线圈输入供电断开后的电流泄放。

所述泄放电路包括二极管V1、V2；所述二极管V1的阴极、阳极分别连接所述磁保持继电器K1的引脚1、2；所述二极管V2的阴极、阳极分别连接所述磁保持继电器K1的引脚3、4。

具体的，所述复位电路包括开关S2、S3；

所述开关S2连接在公共控制端与打开控制端之间；所述开关S3连接在公共控制端与关闭控制端之间。

本实施例能够实现在无外部控制信号输入的情况下，通过开关S2、S3控制完成状态复位功能。当短时闭合S2后，前激励线圈电路回路工作，K1的输出引脚5、6间闭合，5、7间断开，复位到开到位信号输出状态；当短时闭合S3后，后激励线圈电路回路工作，K1的输出引脚5、7间闭合，5、6间断开，复位到关到位信号输出状态，从而实现状态复位功能。

优选的，本实施例的模拟装置还包括自检电路，用于对所述开关量到位信号模拟电路能否正常输出开到位信号或关到位信号分别进行自检。

具体的，所述自检电路在复位电路开关S2、S3的基础上，还包括开关S4，发光二极管V3、V4，限流电阻R1、R2；

限流电阻R1连接在所述磁保持继电器K1的引脚6与发光二极管V3的阳极之间；

限流电阻R2连接在所述磁保持继电器K1的引脚7与发光二极管V4的阳极之间；

所述开关S4为双通道开关，通道一采用单刀双掷方式，其中不动端与所述磁保持继电器K1的引脚5连接，第一动端与公共检测端连接，第二动端与所述磁保持继电器K1的引脚1连接；通道二采用单刀单掷方式，连接在发光二极管V3、V4的阴极和电源输入端口的负极之间。

当进行开关量到位信号模拟时，所述开关S4位置为通道一的不动端与第一动端连接，通道二断开，将磁保持继电器K1输出的中间引脚5连接到公共检测端，并断开自检指示电路。当进行自检时，所述开关S4位置为通道一的不动端与第二动端连接，通道二接通，断开磁保持继电器K1引脚5与公共检测端的连接，并接通自检指示电路，从而切换到自检工作模式。

在自检工作模式下，短时闭合S2，对开到位模拟功能进行检查，磁保持继电器K1的引脚5、6连通，5、7断开，从而R1、V3所在的电路回路闭合，V3被点亮，从而指示开到位信号输出，表明打开控制模拟功能正常；短时闭合S3，对关到位模拟功能进行检查，磁保持继电器K1的引脚5、7连通，5、6断开，从而R2、V4所在的电路回路闭合，V4被点亮，从而指示关到位信号输出，表明关闭控制模拟功能正常。

与现有技术相比，本实施例的开关量控制型执行机构的模拟装置，能够模拟开关量控制型执行机构的执行动作；并且电路设计简单，无需使用处理器电路，采用继电器、电池、电阻、二极管等简单元器件，体积小巧；可使用内置电池供电，便携性更好；而且包含自检电路，且可随时切换自检和正常工作，便于电路自身功能的检验和维护，防止因为本模拟装置的故障对于检测的影响；通过更换与供电电压相匹配的磁保持继电器，该电路可适应不同的电压范围，应用范围更广。

实施例二、

本实施例公开了一种利用实施例一中的模拟装置进行开关量控制型执行机构的模拟方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤S1、所述模拟装置与前级电路连接，加电准备；

具体的，可根据具体的检测环境，选择内供电方式或外供电方式以适用于便携式使用环境或固定式使用环境。

前级电路用于输出开控制信号或关控制信号；具体的，所述开、关控制信号可以为脉冲信号或电平信号。

步骤S2、所述模拟装置接收前级电路输出的开控制信号或关控制信号；当接收到开控制信号时，模拟执行机构开动作；当接收到关控制信号时，模拟执行机构关动作；

当接收到开控制信号时，使所述模拟装置的公开控制端和打开控制端短接连通，通过电源接入端口接入的直流电源与所述前激励线圈形成通路，所述磁保持继电器K1的前激励线圈加电产生磁场，使引脚5和6接通；引脚5、7断开，所述到位信号输出端口的公共检测端与开到位端连接与关到位端断开，模拟执行机构开动作；通过在开到位端加入开到位检测信号，可在公共检测端，检测出开动作。

当接收到关控制信号时，使所述模拟装置的公开控制端和关闭控制端短接连通；通过电源接入端口接入的直流电源与所述后激励线圈形成通路，所述磁保持继电器K1的后激励线圈加电产生磁场，使引脚5和7接通；引脚5、6断开，所述到位信号输出端口的公共检测端与关到位端连接与开到位端断开，模拟执行机构关动作；通过在关到位端加入关到位检测信号，可在公共检测端，检测出关动作。

步骤S3、当需要复位时，启动复位电路，恢复所述模拟装置初始状态的开关位置状态。

当短时闭合S2后，前激励线圈电路回路工作，K1的输出引脚5、6间闭合，5、7间断开，复位到开到位信号输出状态；

当短时闭合S3后，后激励线圈电路回路工作，K1的输出引脚5、7间闭合，5、6间断开，复位到关到位信号输出状态。

步骤S4、当需要自检时，启动自检电路进行所述模拟装置的自检。

具体包括，

1)所述模拟装置加电准备；

2)将所述开关S4置于自检位置；

所述开关S4的通道一的不动端与第二动端连接，断开磁保持继电器K1引脚5与公共检测端的连接，使磁保持继电器K1引脚5通过引脚1从供电正极取电；

所述开关S4的通道二接通，使由发光二极管V3、V4，限流电阻R1、R2组成的自检指示电路接通供电负极。

3)闭合开关S2，断开开关S3，观察发光二极管V3，如果发光，则说明磁保持继电器K1动作使引脚5、6接通，所述开关量到位信号模拟电路模拟的执行机构开动作正常；否则，不正常；

4)闭合开关S3，断开开关S2，观察发光二极管V4，如果发光，则则说明磁保持继电器K1动作使引脚5、7接通，所述开关量到位信号模拟电路模拟的执行机构关动作正常；否则，不正常；

5)自检结束后，将所述开关S4置于开关量到位信号模拟位置，断开开关S2、S3。

相对与现有技术，本实施例提供的模拟方法的有益效果与实施例一提供的有益效果基本相同，在此不一一赘述。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种开关量控制型执行机构的模拟装置，其特征在于，包括：开关量到位信号模拟电路、复位电路；

所述开关量到位信号模拟电路，用于分别对输入的开、关控制信号进行响应，输出开、关到位信号，模拟开关量控制型执行机构的开关动作；

所述复位电路，用于对所述开关量到位信号模拟电路进行复位，恢复初始状态的开关位置状态。

2.根据权利要求1所述的模拟装置，其特征在于，所述开关量到位信号模拟电路包括电源接入端口、控制信号输入端口、磁保持继电器K1和到位信号输出端口；

所述控制信号输入端口包括公共控制端、打开控制端和关闭控制端；

所述到位信号输出端口包括公共检测端、开到位端和关到位端；

所述公开控制端连接所述电源接入端口的负极，所述电源接入端口的正极连接所述磁保持继电器K1的引脚1和引脚3；所述打开控制端连接所述磁保持继电器K1的引脚2，所述关闭控制端连接所述磁保持继电器K1的引脚4；所述磁保持继电器K1的引脚5连接所述公共检测端，引脚6连接所述开到位端，引脚7连接所述关到位端；

所述磁保持继电器K1的引脚1、2连接内部的前激励线圈，引脚3、4连接内部的后激励线圈，引脚5、6、7为输出脚；当前激励线圈输入供电时，引脚5、6接通，引脚5、7断开；当后激励线圈输入供电时，引脚5、7接通，引脚5、6断开。

3.根据权利要求2所述的模拟装置，其特征在于，所述开关量到位信号模拟电路还包括泄放电路，用于所述磁保持继电器K1的前、后激励线圈输入供电断开后的电流泄放。

4.根据权利要求3所述的模拟装置，其特征在于，其特征在于，所述泄放电路包括二极管V1、V2；所述二极管V1的阴极、阳极分别连接所述磁保持继电器K1的引脚1、2；所述二极管V2的阴极、阳极分别连接所述磁保持继电器K1的引脚3、4。

5.根据权利要求2所述的模拟装置，其特征在于，所述复位电路包括开关S2、S3；所述开关S2连接在公共控制端与打开控制端之间；所述开关S3连接在公共控制端与关闭控制端之间。

6.根据权利要求5所述的模拟装置，其特征在于，还包括自检电路，用于对所述开关量到位信号模拟电路能否正常输出开到位信号或关到位信号分别进行自检。

7.根据权利要求6所述的模拟装置，其特征在于，所述自检电路包括开关S4，发光二极管V3、V4，限流电阻R1、R2；

限流电阻R1连接在所述磁保持继电器K1的引脚6与发光二极管V3的阳极之间；

限流电阻R2连接在所述磁保持继电器K1的引脚7与发光二极管V4的阳极之间；

所述开关S4为双通道开关，通道一采用单刀双掷方式，其中不动端与所述磁保持继电器K1的引脚5连接，第一动端与公共检测端连接，第二动端与所述磁保持继电器K1的引脚1连接；通道二采用单刀单掷方式，连接在发光二极管V3、V4的阴极和电源输入端口的负极之间，当进行开关量到位信号模拟时，所述开关S4位置为通道一的不动端与第一动端连接，通道二断开；当进行自检时，所述开关S4位置为通道一的不动端与第二动端连接，通道二接通。

8.一种利用如权利要求1-7任一所述开关量控制型执行机构的模拟装置进行模拟的方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述模拟装置与前级电路连接，加电准备；

所述模拟装置接收前级电路输出的开控制信号或关控制信号；当接收到开控制信号时，模拟执行机构开动作；当接收到关控制信号时，模拟执行机构关动作；

当需要复位时，启动复位电路，恢复所述模拟装置初始状态的开关位置状态。

9.根据权利要求8所述的模拟方法，其特征在于，还包括自检步骤：

所述模拟装置加电准备；

将所述开关S4置于自检位置；

闭合开关S2，断开开关S3，观察发光二极管V3，如果发光，则所述开关量到位信号模拟电路模拟的执行机构开动作正常；否则，不正常；

闭合开关S3，断开开关S2，观察发光二极管V4，如果发光，则所述开关量到位信号模拟电路模拟的执行机构关动作正常；否则，不正常；

自检结束后，将所述开关S4置于开关量到位信号模拟位置，断开开关S2、S3。

10.根据权利要求8所述的模拟方法，其特征在于，所述前级电路输出的开、关控制信号为短时连通信号或长时连通信号。

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