CN111769767A - 一种控制装置 - Google Patents

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冯文
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Abstract

本发明公开了一种控制装置，包括锁紧机构控制电路、锁紧传感器、解锁传感器；锁紧机构控制电路包括锁紧开关、解锁开关、第一继电器、第一接触器、第二继电器和第二接触器；第一继电器的常闭触点与第一接触器的线包相连；第二继电器的常闭触点与第二接触器的线包相连；第一接触器的线包控制公共端接电源电压的第一开关和公共端接地的第二开关；第二接触器的线包控制公共端分别连接电机的正负端的第三开关和第四开关；第一、第三、第二、第四开关顺次串联构成环形线路，任一开关的常闭触点与顺次相邻开关的常开触点相连；本发明采用继电器和接触器的组合即可实现电机的正转、反转以及转停信号的切换输出，电路结构简单，且纯硬件电路能够有效缩短时延。

Description

一种控制装置
技术领域
本发明属于设备控制技术领域，更具体地，涉及一种控制装置。
背景技术
电机的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源，通常通过电机的正反转来控制各种机械设备的开合或升降，比如将其应用在箱体、车门等设备的开合以及卷帘门的升降等场景中。
目前，多采用控制器，如单片机以及控制电路来带动电机进行旋转，例如授权公告号为CN207847322U的实用新型专利“一种车门闭锁控制电路”，该电路包括正反转双向推杆电机、CAN总线、控制器一、控制器二、开锁开关、闭锁开关、远程开锁开关、远程闭锁开关、开锁到位传感器、闭锁到位传感器、正转继电器一、反转继电器一、反转继电器二、正转继电器二；采用控制器控制正反转双向推杆电机驱动机械机构自动实现后门的开锁和闭锁，设计由继电器组成的逻辑电路，由控制器控制逻辑电路，逻辑电路驱动电机正反转。该电路需要采用两个控制器来控制电机旋转进而驱动车门开锁和闭锁，整个控制过程需要控制器执行信号接收、处理信号、输出信号驱动硬件等流程，相比纯硬件电路，依赖控制器的软件控制将导致整个处理和执行过程的时间延长，无法及时作出响应。
发明内容
针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种控制装置，其目的在于解决现有的控制方式依赖软件的控制信号，导致响应时间延长的问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种控制装置，包括锁紧机构控制电路、锁紧传感器、解锁传感器；
所述锁紧机构控制电路包括锁紧开关、解锁开关、第一继电器、第一接触器、第二继电器和第二接触器；
所述第一继电器的常闭触点的一端接锁紧开关，另一端与第一接触器的线包相连；第一继电器的线包的一端与锁紧传感器的输出端相连，另一端接地；所述第二继电器的常闭触点的一端接解锁开关，另一端与第二接触器的线包相连；第二继电器的线包的一端与解锁传感器的输出端相连，另一端接地；所述第一接触器、第二接触器的线包的另一端接地；
第一接触器的线包控制公共端接电源电压的第一开关和公共端接地的第二开关；第二接触器的线包控制第三开关和第四开关，所述第三开关、第四开关的公共端分别连接电机的正负端；
第一开关、第三开关、第二开关、第四开关顺次串联构成环形线路，任一开关的常闭触点与顺次相邻开关的常开触点相连。
优选的，上述控制装置，工作时，所述锁紧开关控制第一接触器的线包上电，第一开关、第二开关的常闭触点断开，第四开关的公共端输出高电平，第三开关的公共端输出低电平，控制电机正转；
所述锁紧传感器检测到电机的锁紧到位时生成第一状态信号以控制第一继电器断开其常闭触点，使第一接触器的线包断电，第一开关、第二开关的常闭触点闭合，第四开关、第三开关的公共端均输出低电平，电机停止旋转。
优选的，上述控制装置，工作时，所述解锁开关控制第二接触器的线包上电，第三开关、第四开关的常闭触点断开，第四开关的公共端输出低电平，第三开关的公共端输出高电平，控制电机反转；
所述解锁传感器检测到电机的解锁到位后生成第二状态信号以控制第二继电器断开其常闭触点，使第二接触器的线包断电，第三开关、第四开关的常闭触点闭合，第四开关、第三开关的公共端均输出低电平，电机停止旋转。
优选的，上述控制装置，所述第一继电器、第一接触器、第二继电器和第二接触器的线包并联连接二极管，用于吸收线包断开时产生的反向电动势。
优选的，上述控制装置还包括面板显示电路，用于采集锁紧传感器、解锁传感器的状态信号并进行显示。
优选的，上述控制装置，所述面板显示电路包括电流表、电压表，与锁紧传感器相连的第一指示灯以及与解锁传感器相连的第二指示灯；
所述电流表、电压表分别用于检测电机的工作电流、工作电压；
所述第一指示灯在锁紧传感器生成的第一状态信号的触发下点亮；
所述第二指示灯在解锁传感器生成的第二状态信号的触发下点亮。
优选的，上述控制装置还包括AC/DC电源，用于将市电转换锁紧机构控制电路所需的工作电压。
优选的，上述控制装置，所述AC/DC电源包括依次相连的选择开关、浪涌抑制电路、DCDC多谐振功率变换电路、多谐振控制回路和输出滤波电路；
所述选择开关的一端作为交流输入端，用于接入交流输入信号，交流输入信号通过开关选择后进入浪涌抑制电路；所述浪涌抑制电路的输出信号分别进入DCDC多谐振功率变换电路和多谐振控制回路，所述DCDC多谐振功率变换电路和多谐振控制回路用于控制谐振电流，DCDC多谐振功率变换电路的输出信号再经过输出滤波电路进行滤波后得到直流电源。
优选的，上述控制装置，所述浪涌抑制电路包括依次相连的EMI滤波电路、防浪涌保护电路、整流滤波电路；还包括市电判断电路，所述市电判断电路的输入端连接防浪涌保护电路，输出端与多谐振控制回路相连；
所述EMI滤波电路的输入端用作浪涌抑制电路的输入端，与选择开关相连；整流滤波电路的输出端用作浪涌抑制电路的输出端，与DC/DC多谐振功率变换电路相连。
优选的，上述控制装置，其特征在于，所述AC/DC电源还包括电压电流显示电路、过温保护电路、过压过流保护电路和采样电路；所述电压电流显示电路、过温保护电路、过压过流保护电路、采样电路分别与多谐振控制回路相连。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
本发明提供的控制装置，通过接通锁紧或解锁开关，控制接触器线包上电，从而控制锁紧机构电机正转或者反转。当传感器感应到锁紧机构后，将信息反馈至继电器，由继电器切断接触器的输出，从而控制电机停止转动；第一接触器的线包控制公共端接电源电压的第一开关和公共端接地的第二开关；第二接触器的线包控制第三开关和第四开关，第三开关、第四开关的公共端分别连接电机的正负端；第一开关、第三开关、第二开关、第四开关顺次串联构成环形线路，任一开关的常闭触点与顺次相邻开关的常开触点相连；基于这一巧妙的连接关系，采用继电器和接触器的组合即可实现电机的正转、反转以及转停信号的切换输出，电路结构简单，且纯硬件电路能够有效缩短时延。
附图说明
图1是本发明实施例提供的控制装置的组成示意图；
图2是本发明实施例提供的锁紧机构控制电路的电路结构示意图；
图3是本发明实施例提供的AC/DC电源的电路结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1本实施例提供的一种控制装置的组成示意图；参见图1，该控制装置包括AC/DC电源、锁紧机构控制电路和面板显示电路；
其中，AC/DC电源用于将交流市电转换为直流电，为锁紧机构控制电路提供所需的工作电压；
锁紧机构控制电路用于控制锁紧机构执行锁紧或解锁操作，锁紧机构包括电机和锁舌；锁紧机构控制电路通过控制电机的正/反转带动锁舌运动，实现对箱体的开合控制，或者物体的升降控制等；此外，锁紧机构中还包括锁紧传感器和解锁传感器，锁紧传感器用于在锁紧过程中检测电机是否旋转到位，若到位则发出锁紧到位信号给锁紧机构控制电路，使电机停止旋转；解锁传感器用于在解锁过程中检测电机是否旋转到位，若到位则发出解锁到位信号给锁紧机构控制电路，使电机停止旋转。
图2是本实施例提供的锁紧机构控制电路的电路结构示意图，参见图2，该锁紧机构控制电路包括锁紧开关S1、解锁开关S2、第一继电器K1、第一接触器K3、第二继电器K2和第二接触器K4；
锁紧开关S1的一端接24V电压，另一端与第一继电器K1的常闭触点相连；第一继电器K1的常闭触点与第一接触器K3的线包相连；第一继电器K1的线包的一端a与锁紧传感器的输出端相连，另一端接地GND；
解锁开关S2的一端接24V电压，另一端与第二继电器K2的常闭触点相连；第二继电器K2的常闭触点与第二接触器K4的线包相连；第二继电器K2的线包的一端b与解锁传感器的输出端相连，另一端接地GND；第一接触器K3、第二接触器K4的线包的另一端接地GND；
第一接触器K3的线包控制公共端接24V电源电压的第一开关K31和公共端接地GND的第二开关K32；第二接触器K4的线包控制第三开关K41和第四开关K42，第三开关K41、第四开关K42的公共端分别连接电机的正负端；第一开关K31、第三开关K41、第二开关K32、第四开关K42顺次串联构成环形链路，且任一开关的常闭触点与顺次相邻开关的常开触点相连。
参见图2，第一开关K31的公共端4接24V电压，第二开关K32的公共端6接地GND；第三开关K41的公共端6接电机的负极，第四开关K42的公共端4接电机的正极；
第一开关K31的常闭触点7与第三开关K41的常开触点3相连，第三开关K41的常闭触点9与第二开关K32的常开触点3相连，第二开关K32的常闭触点9与第四开关K42的常开触点1相连，第四开关K42的常闭触点7与第一开关K31的常开触点1相连。
锁紧时，按下锁紧开关S1，第一接触器K3的线包通过第一继电器K1的常闭触点和锁紧开关S1接24V电压，第一接触器K3的线包上电，第一开关K31、第二开关K32的常闭触点断开，此时，第一开关K31的公共端4、第一开关K31的常开触点1、第四开关K42的常闭触点4、第四开关K42的公共端4之间形成通路，因此，第四开关K42的公共端4接24V电压，其输出信号j为高电平；第二开关K32的公共端6、第二开关K32的常开触点3、第三开关K41的常闭触点9、第三开关K41的公共端6之间形成通路，因此，第三开关K41的公共端6接地GND，其输出信号i为低电平；电机正转控制锁舌伸出，实现锁紧；
锁紧传感器检测到电机锁紧到位时生成第一状态信号，在该第一状态信号的触发下，第一继电器K1断开其常闭触点，使第一接触器K3的线包断电，第一开关K31、第二开关K32的常闭触点闭合，第四开关K42、第三开关K41的公共端均输出低电平，使电机停止旋转。
解锁时，按下解锁开关S2，第二接触器K4的线包通过第二继电器K2的常闭触点和解锁开关S2接24V电压，第二接触器K4的线包上电，第三开关K41、第四开关K42的常闭触点断开，此时，第一开关K31的公共端4、第一开关K31的常闭触点7、第三开关K41的常开触点3、第三开关K41的公共端6之间形成通路，因此，第三开关K41的公共端6接24V电压，其输出信号i为高电平；第二开关K32的公共端6、第二开关K32的常闭触点9、第四开关K42的常开触点1、第四开关K42的公共端4之间形成通路，因此，第四开关K42的公共端6接地GND，其输出信号j为低电平；电机反转控制锁舌缩入，实现解锁；
解锁传感器检测到电机的解锁到位后生成第二状态信号，在该第二状态信号的触发下，第二继电器K2断开其常闭触点，使第二接触器K4的线包断电，第三开关K41、第四开关K42的常闭触点闭合，第四开关K42、第三开关K41的公共端均输出低电平，使电机停止旋转。
进一步的，第一继电器K1、第一接触器K3、第二继电器K2和第二接触器K4的线包分别并联连接有整流二极管，该整流二极管可用于吸收线包断开时产生的反向电动势。
面板显示电路用于采集锁紧传感器、解锁传感器的状态信号并进行显示；本实施例中，面板显示电路包括电流表、电压表，与锁紧传感器相连的第一指示灯以及与解锁传感器相连的第二指示灯；
其中，第一指示灯在锁紧传感器生成的第一状态信号的触发下点亮；第二指示灯在解锁传感器生成的第二状态信号的触发下点亮。传感器感应到锁紧/解锁到位后，输出高电平控制相应的指示灯亮，从而指示此时的传感器状态。第一指示灯、第二指示灯均采用发光二极管FDG-500。
电流表、电压表分别用于检测电机的工作电流、电压；面板显示电路通过电流表、电压表监视电机的工作状态，以防锁紧机构电机出现堵转等问题；观察电机在运动过程中的电流是否在合格范围之内，超过20A电机可能存在堵转问题。
图3是本实施例提供的AC/DC电源的电路结构示意图，参见图3，该AC/DC电源包括依次相连的选择开关、浪涌抑制电路、DCDC多谐振功率变换电路、多谐振控制回路和输出滤波电路；
选择开关的一端作为交流输入端，用于接入交流输入信号，交流输入信号通过开关选择后进入浪涌抑制电路；浪涌抑制电路的输出信号分别进入DCDC多谐振功率变换电路和多谐振控制回路，DCDC多谐振功率变换电路和多谐振控制回路用于控制谐振电流，DCDC多谐振功率变换电路的输出信号再经过输出滤波电路进行滤波后得到直流电源。
浪涌抑制电路包括依次相连的EMI滤波电路、防浪涌保护电路、整流滤波电路；还包括市电判断电路，市电判断电路的输入端连接防浪涌保护电路，输出端与多谐振控制回路相连；EMI滤波电路的输入端用作浪涌抑制电路的输入端，与选择开关相连；整流滤波电路的输出端用作浪涌抑制电路的输出端，与DC/DC多谐振功率变换电路相连。
进一步的，AC/DC电源还包括电压电流显示电路、过温保护电路、过压过流保护电路和采样电路；电压电流显示电路、过温保护电路、过压过流保护电路、采样电路分别与多谐振控制回路相连，采样电路采集输出直流电的电压值并反馈给多谐振控制回路。
AC/DC电源电路通过采用谐振软开关功率变换技术，有着较高的转换效率，减小电源的体积和重量。AC/DC电源电路选用AC/DC模块TH28J30-220AC，AC/DC模块将交流市电变换为稳定的直流电，并具有欠压、过压、过流等保护功能。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种控制装置，其特征在于，包括锁紧机构控制电路、锁紧传感器、解锁传感器；
所述锁紧机构控制电路包括锁紧开关、解锁开关、第一继电器、第一接触器、第二继电器和第二接触器；
所述第一继电器的常闭触点的一端接锁紧开关，另一端与第一接触器的线包相连；第一继电器的线包的一端与锁紧传感器的输出端相连，另一端接地；所述第二继电器的常闭触点的一端接解锁开关，另一端与第二接触器的线包相连；第二继电器的线包的一端与解锁传感器的输出端相连，另一端接地；所述第一接触器、第二接触器的线包的另一端接地；
第一接触器的线包控制公共端接电源电压的第一开关和公共端接地的第二开关；第二接触器的线包控制第三开关和第四开关，所述第三开关、第四开关的公共端分别连接电机的正负端；
第一开关、第三开关、第二开关、第四开关顺次串联构成环形线路，任一开关的常闭触点与顺次相邻开关的常开触点相连。
2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，工作时，所述锁紧开关控制第一接触器的线包上电，第一开关、第二开关的常闭触点断开，第四开关的公共端输出高电平，第三开关的公共端输出低电平，控制电机正转；
所述锁紧传感器检测到电机的锁紧到位时生成第一状态信号以控制第一继电器断开其常闭触点，使第一接触器的线包断电，第一开关、第二开关的常闭触点闭合，第四开关、第三开关的公共端均输出低电平，电机停止旋转。
3.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，工作时，所述解锁开关控制第二接触器的线包上电，第三开关、第四开关的常闭触点断开，第四开关的公共端输出低电平，第三开关的公共端输出高电平，控制电机反转；
所述解锁传感器检测到电机的解锁到位后生成第二状态信号以控制第二继电器断开其常闭触点，使第二接触器的线包断电，第三开关、第四开关的常闭触点闭合，第四开关、第三开关的公共端均输出低电平，电机停止旋转。
4.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述第一继电器、第一接触器、第二继电器和第二接触器的线包并联连接二极管，用于吸收线包断开时产生的反向电动势。
5.如权利要求1～4任一项所述的控制装置，其特征在于，还包括面板显示电路，用于采集锁紧传感器、解锁传感器的状态信号并进行显示。
6.如权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述面板显示电路包括电流表、电压表，与锁紧传感器相连的第一指示灯以及与解锁传感器相连的第二指示灯；
所述电流表、电压表分别用于检测电机的工作电流、工作电压；
所述第一指示灯在锁紧传感器生成的第一状态信号的触发下点亮；
所述第二指示灯在解锁传感器生成的第二状态信号的触发下点亮。
7.如权利要求1～4任一项所述的控制装置，其特征在于，还包括AC/DC电源，用于将市电转换锁紧机构控制电路所需的工作电压。
8.如权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述AC/DC电源包括依次相连的选择开关、浪涌抑制电路、DCDC多谐振功率变换电路、多谐振控制回路和输出滤波电路；
所述选择开关的一端作为交流输入端，用于接入交流输入信号，交流输入信号通过开关选择后进入浪涌抑制电路；所述浪涌抑制电路的输出信号分别进入DCDC多谐振功率变换电路和多谐振控制回路，所述DCDC多谐振功率变换电路和多谐振控制回路用于控制谐振电流，DCDC多谐振功率变换电路的输出信号再经过输出滤波电路进行滤波后得到直流电源。
9.如权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述浪涌抑制电路包括依次相连的EMI滤波电路、防浪涌保护电路、整流滤波电路；还包括市电判断电路，所述市电判断电路的输入端连接防浪涌保护电路，输出端与多谐振控制回路相连；
所述EMI滤波电路的输入端用作浪涌抑制电路的输入端，与选择开关相连；整流滤波电路的输出端用作浪涌抑制电路的输出端，与DC/DC多谐振功率变换电路相连。
10.如权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述AC/DC电源还包括电压电流显示电路、过温保护电路、过压过流保护电路和采样电路；所述电压电流显示电路、过温保护电路、过压过流保护电路、采样电路分别与多谐振控制回路相连。
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