CN204009420U - 电气控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电气控制装置，包括：电源模块分别与接口模块、继电模块、隔离模块和所述处理模块连接，接口模块分别与外部设备以及处理模块连接，处理模块与隔离模块连接，隔离模块与继电模块连接，继电模块与电机连接；电源模块提供直流电源；接口模块获取外部设备的信号，并将外部设备的信号提供给处理模块；处理模块根据外部设备的信号生成指示信号，将指示信号发送给隔离模块；隔离模块对指示信号进行电气隔离，再将电气隔离后的指示信号发送给继电模块；继电模块根据指示信号控制电机反转以及脱扣线圈通断。节省了电缆接线和部分继电器元件，整体体积减小，并且具有较好的兼容性，从而提升了生产效率，降低了生产维护成本。

Description

电气控制装置

技术领域

本实用新型涉及自动化控制技术领域，尤其涉及一种电气控制装置。

背景技术

环网开关柜广泛应用于城乡电力传输网络，其中绝大部分环网开关柜都配备了电动操作机构。现有技术中，电动操作机构采用中间继电器开关控制。

随着社会的工业化、现代及信息技术的发展，供电企业和用电部门对开关柜产品提出了数字化、智能化、网络化的要求，同时对中高档智能型开关设备的需求也呈现出迅猛发展的态势。

但是，现有技术中，电动操作控制装置逻辑功能的实现完全依靠继电器开关原理，每个逻辑功能需要经过几个继电器的开关相互作用来实现，随着电操功能增多，为了满足相应的电操功能，电动操作控制装置需要增设大量继电器元件，大大加大了实现的复杂度和制造成本。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于降低实现复杂和制造成本的电气控制装置。

本实用新型的第一个方面是提供一种电气控制装置，包括：电源模块、接口模块、继电模块、隔离模块和处理模块；

所述电源模块分别与所述接口模块、所述继电模块、所述隔离模块和所述处理模块连接，所述接口模块分别与外部设备以及所述处理模块连接，所述处理模块与所述隔离模块连接，所述隔离模块与所述继电模块连接，所述继电模块与电机连接；

其中，所述电源模块，用于提供直流电源；

所述接口模块，用于获取所述外部设备的信号，并将所述外部设备的信号提供给所述处理模块；

所述处理模块，用于根据所述外部设备的信号生成指示信号，将所述指示信号发送给所述隔离模块；

所述隔离模块，用于对所述指示信号进行电气隔离，再将电气隔离后的指示信号发送给所述继电模块；

所述继电模块，用于根据所述指示信号控制所述电机反转以及脱扣线圈通断。

结合第一个方面，在第一种可能的实现方式中，所述电源模块，具体用于提供24伏直流电源和5伏直流电源；

其中，所述24伏直流电源提供给所述接口模块、所述继电模块和所述隔离模块；所述5伏直流电源提供给所述隔离模块和所述处理模块；

所述隔离模块，具体用于对所述24伏直流电源和所述5伏直流电源进行电气隔离；还用于所述24伏直流电源和所述5伏直流电源的相互转换。

结合第一个方面或第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，还包括：复位按钮；

所述复位按钮与所述处理模块连接，用于根据按下动作发出复位信号，触发所述处理模块回复为出厂设备。

结合第一个方面或上述任意一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述处理模块，具体还用于若超过时间阈值仍未收到所述接口模块发送的合分闸信号，则确定出现故障，生成报警信号，将所述报警信号通过所述接口模块发送给所述外部设备，并且停止所述电机。

本实施例提供的电气控制装置，通过所述接口模块获取所述外部设备的信号，并将所述外部设备的信号提供给所述处理模块；处理模块根据所述外部设备的信号生成指示信号，将所述指示信号发送给所述隔离模块；隔对所述指示信号进行电气隔离，再将电气隔离后的指示信号发送给所述继电模块；所述继电模块根据所述指示信号控制所述电机反转以及脱扣线圈通断。由于本电气控制装置内部的所有连线，采用线路板印刷连接，代替了传统的电缆接线方式，编程实现功能，代替继电开关相互作用来实现功能，程序内部具有信号复制功能，故节省了很多的电缆接线和部分继电器元件，整体体积减小，结构简单统一，便于生产、安装和维护，并且具有较好的兼容性，从而提升了生产效率，降低了生产维护成本。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种电气控制装置的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种电气控制装置的结构示意图；

图3为本实用新型提供的电气控制装置的接线端子示意图。

具体实施方式

图1为本实用新型提供的一种电气控制装置的结构示意图，该电气控制装置10可以设置在环网开关柜上，参照图1，该电气控制装置10，包括：电源模块101、接口模块102、处理模块103、隔离模块104和继电模块105；

所述电源模块101分别与所述接口模块102、所述继电模块105、所述隔离模块104和所述处理模块103连接，所述接口模块102分别与外部设备以及所述处理模块103连接，所述处理模块103与所述隔离模块104连接，所述隔离模块104与所述电模块105连接，所述电模块105与电机连接；

其中，所述电源模块101，用于将提供直流电源；

所述接口模块102，用于获取所述外部设备的信号，并将所述外部设备的信号提供给所述处理模块103；

所述处理模块103，用于根据所述外部设备的信号生成指示信号，将所述指示信号发送给所述隔离模块104；

所述隔离模块104，用于对所述指示信号进行电气隔离，再将电气隔离后的指示信号发送给所述继电模块105；

所述继电模块105，用于根据所述指示信号控制所述电机反转以及脱扣线圈通断。

具体的，在环网开关柜电操功能的要求存在差异的时候，在不改变硬件的情况下，通过改变处理模块103中存储的程序，可以快速地变化和实现功能，以应对不同的环网开关柜的电动操作功能要求，大大提高了装置的兼容性。

本实施例提供的电气控制装置，通过所述接口模块获取所述外部设备的信号，并将所述外部设备的信号提供给所述处理模块；处理模块根据所述外部设备的信号生成指示信号，将所述指示信号发送给所述隔离模块；隔对所述指示信号进行电气隔离，再将电气隔离后的指示信号发送给所述继电模块；所述继电模块根据所述指示信号控制所述电机反转以及脱扣线圈通断。由于本电气控制装置内部的所有连线，采用线路板印刷连接，代替了传统的电缆接线方式，编程实现功能，代替继电开关相互作用来实现功能，程序内部具有信号复制功能，故节省了很多的电缆接线和部分继电器元件，整体体积减小，结构简单统一，便于生产、安装和维护，并且具有较好的兼容性，从而提升了生产效率，降低了生产维护成本。

优选地，负荷开关柜电动操作机构分储能机构及非储能机构，储能电动操作机构在储好能的基础上，通过脱扣线圈的瞬动完成瞬间的分闸动作，非储能电动操作机构不需储能，通过电机持续5秒钟左右的反转压缩机构内部弹簧来完成分闸动作的。通过本实用新型实施例提供的电气控制装置可设置两个端子，不短接时，该电气控制装置适用于非储能机构的开关柜，短接时，电气控制装置程序接收到这两个端子信号，会切断非储能机构程序，接通储能机构程序，从而适应储能机构的开关柜。

进一步的，所述电源模块101，具体用于提供24伏直流电源和5伏直流电源；

其中，所述24伏直流电源提供给所述接口模块102、所述继电模块105和所述隔离模块104；所述5伏直流电源提供给所述隔离模块104和所述处理模块103；

所述隔离模块104，具体用于对所述24伏直流电源和所述5伏直流电源进行电气隔离；还用于所述24伏直流电源和所述5伏直流电源的相互转换。

具体的，内部工作电源经过电源模块101整流滤波处理，程序工作的DC5V电源系统与程序外部DC24V电源系统相互独立，并经过隔离模块104隔离，保证内部程序运行的稳定可靠性；控制板表面喷刷散热保护漆，辅助元器件散热和进行绝缘隔离，外壳采用铝合金封装，能屏蔽部分外部电磁干扰，保护内部结构。

优选的，该电气控制装置10还包括：复位按钮；

所述复位按钮与所述处理模块103连接，用于根据按下动作发出复位信号，触发所述处理模块103回复为出厂设备。

进一步的，复位按钮被金属外壳封装在里面，避免客户误操作。

优选的，所述处理模块103，具体用于若超过时间阈值仍未收到所述接口模块102发送的合分闸信号，则确定出现故障，生成报警信号，将所述报警信号通过所述接口模块102发送给所述外部设备，并且停止所述电机。

具体的，例如，正常情况下，合分闸动作时间为6秒钟内，当超过7秒动作还不到位，“智能处理模块103”通过“接口模块102”采集的环网柜开关位置信号没有接收到需要的合分闸信号，“智能处理模块103”自动识别出动作故障，发出电机停止信号、闪烁指示电信号及报警信号，通过“接口模块102”向外部连接设备传输。

图2为本实用新型提供的一种电气控制装置的结构示意图，参照图2，该电气控制装置包括：电源模块、接口模块、继电模块、隔离模块、处理模块、程序下载接口、复位按钮。

其中，电源模块对应图中标识为1、9的部件，由整流电路、滤波电路组成，主要包括电源模块、电感、电容、二极管，交流电(AC)转换成直流电(DC)。其特征在于：完成交流到直流转换，为下级电路提供DC24V和DC5V直流电源。

接口模块对应图中标识为2、5、7、11、13的部件，连接外部设备的输入输出接口，采用插拔式接口，DC24V电源工作系统。通过接口模块提供的信号包括：外部电源、电机正反转信号、控制信号、位置反馈信号、脱扣线圈动作信号、状态触点信号、状态指示灯信号。

继电模块对应图中标识为3的部件，DC24V电源工作系统，由3个额定8A的中间继电器组成。2个继电器控制电机正反转，1个继电器控制脱扣线圈的通断。该模块将来自“隔离模块”的微电流控制信号，转换成大电流控制信号，并实现电机正反转的切换功能。

隔离模块对应图中标识为6、8、12的部件，包括光耦、电阻。承担DC24V与DC5V两个不同的电源工作系统的开关信号相互转换并传递的作用，并对这两个系统进行有效的电气隔离，防止造成电压电流干扰。

处理模块对应图中标识为10的部件，由微处理器、晶振、电容组成，DC5V电源工作系统，是本装置的核心部分。该模块存放并运行程序，能对接收的信号进行智能识别、处理，再将处理的信号通过隔离模块传输给DC24V系统。

程序下载接口对应图中标识为14的部件，电脑和装置的程序交换、下载接口。

复位按钮对应图中标识为15的部件，当出现程序问题时，这个键能直接把程序复位到出厂初始状态。

图3为本实用新型提供的电气控制装置的接线端子示意图，该接线端子作为接口模块102一部分，下面参照图3对电气控制装置进行详细说明：

将外部电源AC24V接入电气控制装置的PE接口；

电机连接在在PD接口D3-D4；

环网开关柜面板控制信号包括合闸信号、分闸信号、远遥/本地切换信号接到PC接口(C1-C3)；

具体的，环网开关柜远遥控制信号，包括远遥合闸信号、远遥分闸信号，一般由柜外的配电终端单元(Distribution Terminal Unit，简称：DTU)设备提供，接入装置PC接口(C4-C5)；

环网开关柜开关位置反馈，由环网开关柜开关位置安装的行程开关提供，包括合闸位置反馈、分闸位置反馈、接地位置反馈和面板连锁位置反馈，接入PB接口(B1-B4)；

环网开关柜面板信号灯，包括合闸指示灯、分闸指示灯、接地指示灯、已储能指示灯、远遥指示灯，接入装置PA接口(A1-A5)；

环网开关柜开关状态触点，包括合闸位置触点信号、分闸位置触点信号、接地位置触点信号，由PC接口C4-C6提供，根据客户需要的触点数量，在装置C4-C6接口直接接入继电器，提供相应数量的开关量信号。

PF接口为预留自定义接口，可根据需要灵活增添功能；

PG接口为处理模块103存储的程序的下载接口。

当装置通电后，环网开关柜面板“远遥/本地切换旋钮”在本地位置时，远遥合分闸控制不起作用，面板上的合分控制起作用。当该旋钮打到远遥位置时，面板上合分控制不起作用，远遥合分控制起作用，面板上远遥指示灯亮。

当环网开关柜开关位置面板连锁位置反馈有输出时，电动操作装置的所有控制不起作用，以保护人身和设备安全；

下面以“远遥/本地切换旋钮”在本地位置，连锁位置反馈无输出时说明：

当环网开关柜开关位置在接地位置时，面板指示灯只有接地指示灯亮，开关触点信号只有接地触点有输出，此时面板分合闸控制均无效，电机不转；

当环网开关柜开关位置在分闸位置时，面板指示灯只有分闸指示灯亮，开关触点信号只有分闸触点有输出，电机不转，此时按面板分闸按钮无效，按面板合闸按钮有效，电机开始作正转运动，电机持续动作4-6秒后，环网开关柜开关位置转换到合闸位置，电机马上停止转动，同时面板分闸指示灭，合闸指示灯亮，开关触点信号输出只有合闸触点有输出。

当环网开关柜开关位置在合闸位置时，面板指示灯只有合闸指示灯亮，开关触点信号只有合闸触点有输出，电机不转，此时按面板上合闸按钮无效，按面板分闸按钮有效，电机开始作反向转动，电机持续动作4-6秒后，环网开关柜开关位置转换到分闸位置，电机停止转动，面板合闸指示灭，分闸指示灯亮，开关触点信号只有分闸触点有输出；

以上电动操作分合闸动作过程中，如遇控制按钮发出有效信号后，7秒后环网开关柜开关还不到指定位置，电气控制装置10能通过反馈信息的处理，自动识别出操作故障，马上会停止电机转动输出，向开关柜面板的位置指示灯发出闪烁信号报警。

下面基于图1所提供的电气控制装置10的结构对电气控制装置10相应功能进行说明：

合闸功能：在开关柜开关为分闸状态时，电气控制装置10的接口模块102采集识别到分闸位置信号，此时按合闸按钮输入合闸控制信号，经处理模块103处理，输出电机正传控制信号，通过驱动电机带动操作机构动作完成合闸动作。

分闸功能：在开关柜开关为合闸状态时，电气控制装置10的接口模块102采集识别到合闸位置信号，此时按分闸按钮输入分闸控制信号，经处理模块103处理，输出分闸控制信号，当开关柜开关操作机构为非储能机构时，分闸控制信号为电机反转信号，通过驱动电机带动操作机构动作完成分闸动作；当开关柜开关操作机构为储能机构时，分闸控制信号为脱扣线圈通电动作信号，通过线圈动作产生的作用力顶开机构脱扣连锁装置完成分闸。

手动操作闭锁功能：当操作手柄插入开关柜操作孔时，触碰到操作轴旁边的行程开关，产生禁止信号，经处理模块103采集判断，处理模块103马上闭锁装置所有控制信号的输入和输出，电动操作全部失效，指示信号及状态信号输出不受影响。

开关柜接地闭锁功能：当开关柜为接地状态时，开关轴触发接地位置行程开关的信号，经处理模块103采集判断，处理模块103马上闭锁装置所有控制信号的输入和输出，电动操作全部失效，指示信号及状态信号输出不受影响。

开关柜状态指示信号、开关量输出：电气控制装置10的接口模块102采集开关柜该位置行程开关(合闸、分闸或接地)的信号，通过处理模块103识别并复制将该信号转换成指示信号及开关量信号，然后把指示信号传输给对应其开关状态的指示灯，把开关量信号传输给对应其开关状态的接线端子。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种电气控制装置，其特征在于，包括：电源模块、接口模块、继电模块、隔离模块和处理模块；

所述电源模块分别与所述接口模块、所述继电模块、所述隔离模块和所述处理模块连接，所述接口模块分别与外部设备以及所述处理模块连接，所述处理模块与所述隔离模块连接，所述隔离模块与所述继电模块连接，所述继电模块与电机连接；

其中，所述电源模块，用于提供直流电源；

所述接口模块，用于获取所述外部设备的信号，并将所述外部设备的信号提供给所述处理模块；

所述处理模块，用于根据所述外部设备的信号生成指示信号，将所述指示信号发送给所述隔离模块；

所述隔离模块，用于对所述指示信号进行电气隔离，再将电气隔离后的指示信号发送给所述继电模块；

所述继电模块，用于根据所述指示信号控制所述电机反转以及脱扣线圈通断。

2.根据权利要求1所述的电气控制装置，其特征在于，所述电源模块，具体用于提供24伏直流电源和5伏直流电源；

其中，所述24伏直流电源提供给所述接口模块、所述继电模块和所述隔离模块；所述5伏直流电源提供给所述隔离模块和所述处理模块；

所述隔离模块，具体用于对所述24伏直流电源和所述5伏直流电源进行电气隔离；还用于所述24伏直流电源和所述5伏直流电源的相互转换。

3.根据权利要求1或2所述的电气控制装置，其特征在于，还包括：复位按钮；

所述复位按钮与所述处理模块连接，用于根据按下动作发出复位信号，触发所述处理模块回复为出厂设备。

4.根据权利要求3所述的电气控制装置，其特征在于，所述处理模块，具体还用于若超过时间阈值仍未收到所述接口模块发送的合分闸信号，则确定出现故障，生成报警信号，将所述报警信号通过所述接口模块发送给所述外部设备，并且停止所述电机。