CN111963745A - 一种便携式电源驱动箱 - Google Patents

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Abstract

本发明装置公开了一种便携式电源驱动箱，该装置主要包括机身外壳、HMI触摸屏、三相电源切换模块、电流检测模块，机身外壳顶部安装有HMI触摸屏，机身外壳内部空间内设置有三相电源切换模块、电流检测模块，三相电源切换模块内部电信号连接有数据采集模块和电流检测模块，数据采集模块与电流检测模块、开关电源信号连接，有益之处：设计一种便携式电源驱动箱，人机界面友好，内部设有多重保护更安全；方便电动开关阀调试，只需接入现场临时电源即可实现在“本地”对阀门控制；效率更高(不用DCS或者电气盘来操控阀门，一台仪器即可完成对阀门的控制)；可实现本地与远端切换控制电动开关阀开关。

Description

一种便携式电源驱动箱
技术领域
本发明涉及三相电源驱动控制设备，用于控制电动开开关阀、或者需要三相电供电的设备仪表等，属于自动化控制领域。
背景技术
阀门被广泛应用于石油、化工、电力等行业，在机组大修和工程建设阶段阀门调试不管从工期还是工作量都占很大一块比重，因此优化、方便阀门调试至关重要。目前电动开关阀调试过程存在以下问题，需要用DCS(分布式控制系统)或电气盘操作，使电动阀反复全行程动作，同时测量阀门相关参数，调整就地阀门上的相关控制部件，如果电气盘或DCS不能用时，就无法对电动阀进行调试。另外在使用DCS或电气盘操作阀门时，阀门电机出现反转，这时电气盘或DCS内部控制逻辑将失效，阀门失去控制，如果就地端和电气盘或DCS沟通不畅或失误时就会损坏阀门，烧毁电机。
发明内容
针对以上不足，本发明装置提供了一种便携式电源驱动箱。
本发明装置解决其技术问题所采用的技术方案是：该装置主要包括机身外壳、HMI触摸屏、三相电源切换模块、电流检测模块，所述机身外壳顶部安装有所述HMI触摸屏，所述所述机身外壳内部空间内设置有所述三相电源切换模块、所述电流检测模块，所述三相电源切换模块内部电信号连接有数据采集模块和电流检测模块，所述数据采集模块与所述电流检测模块、开关电源信号连接；所述机身外壳一侧面外部设置有三相四线制电源输入接口、三相电源输出接口、急停按钮、散热风扇，相对另一侧面设置有仪器电源开关按钮、三相电源开关按钮、正反转切换按钮、开关量采集接口、接地柱，所述三相四线制电源输入接口与所述三相电源切换模块连接，所述三相电源输出接口与所述电流检测模块连接，所述正反转切换按钮与所述数据采集模块连接，所述所述数据采集模块也外连所述HMI触摸屏，其可以实现对电动开关阀的点动操作开、点动操作关、行程控制开、行程操作关、力矩操作开、力矩操作关控制，所述机身外壳顶部与所述HMI触摸屏安装配合位置设置有仪器上盖，所述仪器上盖上设置有一对电源箱把手，工作时，所述电流检测模块将被测交流电流转换为直流4-20mA信号传递到所述数据采集系统再传到HMI触摸屏显示出来，另外，所述开关量采集接口来监视电动开关阀的状态，通过采集有源直流电压信号来判断阀门上的行程、限位、力矩开关的状态，当所述HMI触摸屏上的操作面板发出开和关的命令时，如果所述开关量采集接口采集上来的阀门开关量状态信号(阀门开关量状态信号包括行程、限位、力矩信号)和发出的命令与正反转保护逻辑冲突时，所述HMI触摸屏立即发出报警提示同时闭锁复位控制命令切断所述三相电源输出接口，装置整体可通过连接电缆连接到操控手柄上，所述操控手柄上设置有仪器整体包含的按钮功能，如急停按钮等。
工作原理：本发明的目的是提供一种安全、灵活性高、便携、操作简单、方便电动阀调试的一款辅助工具，为了达到以上目的，设备在功能方面设有正反转切换按钮(当阀门电机出现反转时用于切换相序)、急停按钮(当阀门运行状态出现异常，或者设备运行状态不对，拍下急停按钮立即闭锁复位输出控制命令切断输出电源)、三相电源开关按钮(用于控制三相电源输出)、三相四线制电源输入接口(又作为仪器的工作电源)、三相电源输出接口(该接口受仪器DO命令控制用于驱动阀门电机)、多路开关量采集接口(用于采集阀门运行状态信号，通过采集24VDC电压来判断阀门状态)、HMI触摸屏(用于数据显示、下发控制命令)，所述机身外壳上分别设有急停按钮(急停按钮动作时，急停按钮的常闭触点断开，切断三相三相电源切换模块的工作电源，急停按钮动作同时，常开触点闭合会接通一个电压信号给数据采集模块，数据采集模块再发一个报警信号给HMI触摸屏。数据采集模块接收到信号后从软件上复位闭锁DO控制模块下发命令，实际上急停按钮从硬件和软件两方面去断开控制命令，三相电相序切换按钮通过采集正反转切换按钮有没有接通电压信号给数据采集模块从而来判断正反转按钮是否动作并在屏幕上显示提示，按钮切换后再通过HMI触摸屏操作开阀与关阀按钮，电流采集模块将发送反控制DO命令给三相电源切换模块，三相电源切换模块切换输入的三相电源相序改变电机的转向、三相电源开关按钮(按钮动作时接通一个电压信号给三相电源切换模块进而使三相电源切换模块与三相电源接通)、开关量采集接口、接地柱、散热风扇,所述数据采集系统、所述三相电源切换模块、所述电流检测模块可通过无线控制信号连接到操控手柄上,远端的操控手柄(在需要远距离操控阀门动作时可以将控制手柄联接至仪器实现远距离控制阀门，操控手柄上有控制按钮同样可以实现对电动开关阀的点动操作开、点动操作关、行程控制开、行程操作关、力矩操作开、力矩操作关控制，操控手柄上也有急停按钮可以给仪器发送急停命令。使用时要用连接电缆连接的到仪器上的，进而实现远距离控制仪器，操控手柄上也有急停按钮可以给仪器发送急停命令。且仪器采集的开关量信号状态同样在操控手柄上有提示，操作时只需要监视手柄上的信号提示即可无需再看仪器显示器。
工作时，所述电流检测模块将被测交流电流转换为直流4-20mA信号传递到所述数据采集模块再传到HMI触摸屏显示出来，并且HMI触摸屏设有过流保护设置菜单，可以设定过流保护值当测得实际值大于设定过流保护值时将触发过流保护逻辑立即闭锁复位数据采集模块下发的所有控制指令进而切断三相电源的输出，并在HMI触摸屏上显示过流报警，所述开关量采集接口来监视电动开关阀的状态，通过采集有源直流电压信号来判断阀门上的行程、限位、力矩开关的状态，当所述HMI触摸屏上的操作面板发出开和关的命令时，如果所述开关量采集接口采集上来的阀门开关量状态信号(阀门开关量状态信号包括行程、限位、力矩信号)和发出的命令与正反转保护逻辑冲突时，所述HMI触摸屏立即发出报警提示同时闭锁复位控制命令切断所述三相电源输出接口。
相比原先阀门调试装置，该发明的有益之处：设计一种便携式电源驱动箱，人机界面友好，操作简单；重量轻，体积小方便携带；内部设有多重保护更安全；方便电动开关阀调试，只需接入现场临时电源即可实现在“本地”对阀门控制；节省人力，效率更高(不用DCS或者电气盘来操控阀门，一台仪器即可完成对阀门的控制，因此在电气盘或DCS的控制端，就节省了两个人，现场只需要一人即可)；可实现本地与远端切换控制电动开关阀开关。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明装置进一步说明。
图1是本发明一种便携式电源驱动箱的前轴测视图；
图2是本发明一种便携式电源驱动箱的后轴测视图；
图3是本发明一种便携式电源驱动箱的俯轴测视图；
图4是本发明一种便携式电源驱动箱的内部结构视图；
图5是本发明一种便携式电源驱动箱的控制示意图；
1.HMI触摸屏，2.三相四线制电源输入接口，3.三相电源输出接口，4.急停按钮，5.散热风扇，6.仪器电源开关按钮，7.三相电源开关按钮，8.正反转切换按钮，9.开关量采集接口，10.接地柱，11.仪器上盖，12.机身外壳，13.电源箱把手，14.三相电源切换模块，15.开关电源，16.电流检测模块，17.数据采集模块，18.操控手柄，19.连接电缆
具体实施方式
如图1-5所示，该装置主要包括机身外壳12、HMI触摸屏1、三相电源切换模块14、电流检测模块16，所述机身外壳12顶部安装有所述HMI触摸屏1，所述所述机身外壳12内部空间内设置有所述三相电源切换模块14、所述电流检测模块16，所述三相电源切换模块14内部电信号连接有数据采集模块17和电流检测模块16，所述数据采集模块17与所述电流检测模块16、开关电源15信号连接；所述机身外壳12一侧面外部设置有三相四线制电源输入接口2、三相电源输出接口3、急停按钮4、散热风扇5，相对另一侧面设置有仪器电源开关按钮6、三相电源开关按钮7、正反转切换按钮8、开关量采集接口9、接地柱10，所述三相四线制电源输入接口2与所述三相电源切换模块14连接，所述三相电源输出接口3与所述电流检测模块16连接，所述正反转切换按钮8与所述数据采集模块17连接，所述所述数据采集模块17也外连所述HMI触摸屏1，其可以实现对电动开关阀的点动操作开、点动操作关、行程控制开、行程操作关、力矩操作开、力矩操作关控制，所述机身外壳12顶部与所述HMI触摸屏1安装配合位置设置有仪器上盖11，所述仪器上盖11上设置有一对电源箱把手13，工作时，所述电流检测模块16将被测交流电流转换为直流4-20mA信号传递到所述数据采集模块17再传到HMI触摸屏1显示出来，另外，所述开关量采集接口9来监视电动开关阀的状态，通过采集有源直流电压信号来判断阀门上的行程、限位、力矩开关的状态，当通过所述HMI触摸屏1上的操作面板发出开和关的命令时，如果所述开关量采集接口9采集上来的阀门开关量状态信号(阀门开关量状态信号包括行程、限位、力矩信号)和发出的命令与正反转保护逻辑冲突时，所述HMI触摸屏1立即发出报警提示同时闭锁复位控制命令切断所述三相电源输出接口3，装置整体可通过连接电缆19连接到操控手柄18上，所述操控手柄18上设置有仪器整体包含的按钮功能，如急停按钮等。
工作原理：本发明的目的是提供一种安全、灵活性高、便携、操作简单、方便电动阀调试的一款辅助工具，为了达到以上目的，设备在功能方面设有正反转切换按钮8(当阀门电机出现反转时用于切换相序)、急停按钮4(当阀门运行状态出现异常，或者设备运行状态不对，拍下急停按钮4立即闭锁复位输出控制命令切断输出电源)、三相电源开关按钮7(用于控制三相电源输出)、三相四线制电源输入接口2(又作为仪器的工作电源)、三相电源输出接口3(该接口受仪器DO命令控制用于驱动阀门电机)、多路开关量采集接口9(用于采集阀门运行状态信号，通过采集24VDC电压来判断阀门状态)、HMI触摸屏1(用于数据显示、下发控制命令)，所述机身外壳12上分别设有急停按钮4(急停按钮4动作时，急停按钮4的常闭触点断开，切断三相三相电源切换模块14的工作电源，急停按钮4动作同时，常开触点闭合会接通一个电压信号给数据采集模块17，数据采集模块17再发一个报警信号给HMI触摸屏1，数据采集模块17接收到信号后从软件上复位闭锁DO控制模块下发命令，实际上急停按钮4从硬件和软件两方面去断开控制命令，正反转切换按钮8通过采集有没有接通电压信号给数据采集模块17从而来判断正反转按钮是否动作并在HMI触摸屏1上显示提示，按钮切换后再通过HMI触摸屏1操作开阀与关阀按钮，电流采集模块16将发送反控制DO命令给三相电源切换模块14，三相电源切换模块14切换输入的三相电源相序改变电机的转向、三相电源开关按钮7(按钮动作时接通一个电压信号给三相电源切换模块14进而使三相电源切换模块14与三相电源接通)、开关量采集接口9、接地柱10、散热风扇5，所述数据采集系统17、所述三相电源切换模块14、所述电流检测模块16可通过无线控制信号连接到操控手柄18上,远端的操控手柄18(在需要远距离操控阀门动作时可以将控制手柄联接至仪器实现远距离控制阀门，操控手柄18上有控制按钮同样可以实现对电动开关阀的点动操作开、点动操作关、行程控制开、行程操作关、力矩操作开、力矩操作关控制，操控手柄18上也有急停按钮可以给仪器发送急停命令。使用时要用连接电缆19连接的到仪器上的，进而实现远距离控制仪器，操控手柄18上也有急停按钮可以给仪器发送急停命令，且仪器采集的开关量信号状态同样在操控手柄18上有提示，操作时只需要监视手柄上的信号提示即可无需再看仪器显示器。
工作时，所述电流检测模块16将被测交流电流转换为直流4-20mA信号传递到所述数据采集模块17再传到HMI触摸屏1显示出来，并且HMI触摸屏1设有过流保护设置菜单，可以设定过流保护值当测得实际值大于设定过流保护值时将触发过流保护逻辑立即闭锁复位数据采集模块下发的所有控制指令进而切断三相电源的输出，并在HMI触摸屏1上显示过流报警，所述开关量采集接口9来监视电动开关阀的状态，通过采集有源直流电压信号来判断阀门上的行程、限位、力矩开关的状态，当通过所述HMI触摸屏1上的操作面板发出开和关的命令时，如果所述开关量采集接口9采集上来的阀门开关量状态信号(阀门开关量状态信号包括行程、限位、力矩信号)和发出的命令与正反转保护逻辑冲突时，所述HMI触摸屏1立即发出报警提示同时闭锁复位控制命令切断所述三相电源输出接口3。
相比原先阀门调试装置，该发明的有益之处：设计一种便携式电源驱动箱，人机界面友好，操作简单；重量轻，体积小方便携带；内部设有多重保护更安全；方便电动开关阀调试，只需接入现场临时电源即可实现在“本地”对阀门控制；节省人力，效率更高(不用DCS或者电气盘来操控阀门，一台仪器即可完成对阀门的控制，因此在电气盘或DCS的控制端，就节省了两个人，现场只需要一人即可)；可实现本地与远端切换控制电动开关阀开关。

Claims (7)

1.一种便携式电源驱动箱，主要包括机身外壳、HMI触摸屏、三相电源切换模块、电流检测模块，其特征在于，所述机身外壳顶部安装有所述HMI触摸屏，所述所述机身外壳内部空间内设置有所述三相电源切换模块、所述电流检测模块，所述三相电源切换模块内部电信号连接有数据采集模块和电流检测模块，所述数据采集模块与所述电流检测模块、开关电源信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种便携式电源驱动箱，其特征在于：所述机身外壳一侧面外部设置有三相四线制电源输入接口、三相电源输出接口、急停按钮、散热风扇，相对另一侧面设置有仪器电源开关按钮、三相电源开关按钮、正反转切换按钮、开关量采集接口、接地柱。
3.根据权利要求2所述的一种便携式电源驱动箱，其特征在于：所述三相四线制电源输入接口与所述三相电源切换模块连接，所述三相电源输出接口与所述电流检测模块连接，所述正反转切换按钮与所述数据采集模块连接，所述所述数据采集模块也外连所述HMI触摸屏。
4.根据权利要求1所述的一种便携式电源驱动箱，其特征在于：所述机身外壳顶部与所述HMI触摸屏安装配合位置设置有仪器上盖，所述仪器上盖上设置有一对电源箱把手。
5.根据权利要求1所述的一种便携式电源驱动箱，其特征在于：工作时，所述电流检测模块将被测交流电流转换为直流4-20mA信号传递到所述数据采集模块再传到HMI触摸屏显示出来，并且HMI触摸屏设有过流保护设置菜单，并在HMI触摸屏上显示过流报警。
6.根据权利要求1所述的一种便携式电源驱动箱，其特征在于：工作时，所述开关量采集接口来监视电动开关阀的状态，通过采集有源直流电压信号来判断阀门上的行程、限位、力矩开关的状态，当所述HMI触摸屏上的操作面板发出开和关的命令时，如果所述开关量采集接口采集上来的阀门开关量状态信号(阀门开关量状态信号包括行程、限位、力矩信号)和发出的命令与正反转保护逻辑冲突时，所述HMI触摸屏立即发出报警提示同时闭锁复位控制命令切断所述三相电源输出接口。
7.根据权利要求1所述的一种便携式电源驱动箱，其特征在于：装置整体可通过连接电缆连接到操控手柄上，所述操控手柄上设置有仪器整体包含的按钮控制功能，如急停按钮等。
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