CN209560302U - 一种具有保护功能的控制系统模拟量接线模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于数字量输出设备技术领域，公开了一种具有保护功能的控制系统模拟量接线模块，包括防护外壳和设置在防护外壳内部并与防护外壳可拆卸连接的接线模块，在防护外壳内设有供电模块、声光警示模块和传感模块，供电模块作为输入端分别与声光警示模块和传感模块连接，传感模块的输出端与所述声光警示模块的输入端连接，设置相关的传感模块对接线模块工作时的工作情况进行监控，从而对封闭式接线模块的工作状态进行预警，达到故障发生程度的环境时对专业人员进行警示的目的，从而可以有效的避免接线模块内部故障升级，避免诸多不良后果的产生。

Description

一种具有保护功能的控制系统模拟量接线模块

技术领域

本实用新型属于数字量输出设备技术领域，具体涉及一种具有保护功能的控制系统模拟量接线模块，尤其涉及一种满足不同使用需要、传动效率高、便于进行安装和拆卸操作的具有保护功能的控制系统模拟量接线模块。

背景技术

接线模块是弱电系统控制柜配线的集成化产品，主要功能特点有全系列模块化结构、简化盘内布线、省略端子排、不拆线停表、免配电开关、避免误操作、免万用表、免拆线测电流。

随着微电子技术的发展，PLC、DCS技术得到迅猛的发展和大规模的应用，常规仪表及单元控制仪表的功能被各种高度集成的控制系统所代替，让工业装置可以实现更加灵活的控制方案，并为维护维修带来极大的方便。但是在组成控制系统时，仍然需要使用大量的分立接线元件，如电源分配开关、接线端子、各类继电器、保险等，这些元件的装配、连接、检测、维护维修需要消耗大量的人力物力，迫切需要将这些外围元件集成化以提高工作效率。控制柜快速接线模块就是根据这种需要应运而生的一种产品，它推出一种全新的控制柜装配概念。该产品将控制柜内的接线电气附件集成在一起，设计成模块化结构的系列产品，包括各种模拟及数字信号的输入输出、电源分配等，采用统一的标准安装尺寸，元器件透明化设计，指示一目了然，为系统集成、运行维护带来极大的方便。

虽然接线模块有诸多优点，但依然存在使用排线不规范，无法对接线模块的运行状态进行监控以及使用寿命短等缺点。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种满足不同使用需要、传动效率高、便于进行安装和拆卸操作的便于拆装的具有保护功能的控制系统模拟量接线模块。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种具有保护功能的控制系统模拟量接线模块，包括防护外壳和设置在防护外壳内部并与防护外壳可拆卸连接的接线模块，所述防护外壳包括供电模块、声光警示模块和传感模块，所述供电模块作为输入端分别与声光警示模块和传感模块连接，所述传感模块的输出端与所述声光警示模块的输入端连接，因为工作环境的限定，接线模块工作时工作情况得不到监控，也不方便与设置摄像头一类的物品对其进行监测，故通过在防护外壳设置相关的设备对密封环境下的接线模块进行工作状态的监测，在达到故障发生程度的环境时对专业人员进行警示，避免故障升级，从而引发更多不良后果。

进一步的，所述供电模块包括电源、防反接电路和供电电路，所述供电电路通过所述防反接电路与电源连接。

进一步的，所述防反接模块包括防反接电路，所述防反接电路包括MOS 管Q1和稳压二极管；电源从控制电路通断的MOS管Q1一端输入，并在MOS 管Q1输出端接有整流的瞬变电压抑制二极管Q4；设置所述防反接电路的目的在于：当电源正确连接的时候，导通MOS管Q1，为后续电路供电，当电源错误连接的时候，MOS管Q1截止，不会对后去电路进行供电，保证后续的电气器件或者微控芯片等不会因为错误的连接产生短路进而产生烧坏的后果。

进一步的，所述供电电路包括稳压电路和恒流电路，所述稳压电路包括三极管Q1、稳压二极管D1、运算放大器、电阻和滑动变阻器R2，所述电源VCC 经过电阻R1输出Vref，所述Vref接入后续电路，在所述电阻R1后设有连接稳压二极管D1的接地端；所述三极管Q1外接电源后作为运算放大器输出级的扩充端接入运算放大器，所述Vref作为输入端接入运算放大器，在所述Vref与运算放大器之间设有包括滑动变阻器R2的支路。

所述稳压电路工作原理如下：在所述调整三极管Q1和运算放大器组成的等效运算放大器中，对比所述运算放大器进行一个同向放大，放大倍数由R5 和R4的具体阻值决定，在所述运算放大器中，输出电压是3脚电压乘放大倍数，故在3脚电压不变的时候，RL的电阻值变化不会影响A点电压的变化。而所述3脚电压是由基准电压Vref通过R3和R2分压所得，所以在等效运算放大器中，只要基准电压Vref稳定，输出电压就稳定，而且可以通过调整R2的阻值改变输出电压；同时，为保证所述基准电压Vref稳定，在电源接入电路时添加了具有稳压二极管D1的接地支路；设置所述稳压电路的目的在于对保证电路的输出电压稳定，不会对导线进行烧坏。

进一步的，所述恒流电路包括三极管Q2、稳压二极管D2、运算放大器、电阻和滑动变阻器R8；所述三极管Q2与电源连接，所述电阻R10将输出电流转换为电压输入运算放大器2脚，并在运算放大器3脚内输入基准电压，所述基准电压后接电阻R7，在所述电阻R7后设有连接了稳压二极管D2的接地支路。

所述恒流电路工作原理如下：所述电阻R11将输出电流转换为电压输入所述运算放大器的2脚，并在所述运算放大器的3脚输入基准电压；此时，运算放大器2脚电压与输出电流成正比，输出电流增大时，运算放大器的2脚电压也同幅上升，当运算放大器的2脚电压上升至与运算放大器的3脚电压相等时，运算放大器的输出状态翻转，分流电阻Q2的基极电流，输出电流下降，当检流电阻R11上的电压稳定在运算放大器3脚设置值时，流过电阻R11的电压和电阻稳定，与电阻R11串联的RL上的电流稳定，则输出电流稳定。

进一步的，所述声光警示模块包括LED模块、扬声器和功能电路，所述功能电路包括定时电路、外接LED电路和扬声器功能电路，所述LED模块通过外接LED电路与所述供电模块连接，所述扬声器通过扬声器功能电路与所述供电模块连接。

进一步的，所述外接LED电路包括二极管和三级管，所述三级管作为电子开关设置在外接LED电路中。

进一步的，所述扬声器功能电路包括运算放大器，所述的输出端作为扬声器功能电路的输入端，所述输入端从电阻R26防线接入并分为两条支路：其中一条支路依次连接电阻R26和电阻R29后与运输放大器的发射极连接并通过电阻R37接地，另一条支路依次连接电容C4和电阻R31后与运输放大器的集电极连接，运输放大器的连接电容C5和电阻R33后输出，并在输出的支路上连接电容C6并进行接地，加装信号放大器，对较小的电流信号进行放大，可以有效的对故障区域进行认知和修复。

所述传感模块包括温度传感器，温度传感器对封闭环境中的温度进行监测，达到预警值时向后续电路发出电信号。

本实用新型的有益效果为：

(1)通过在具有保护功能的控制系统模拟量接线模块中添加相应的部件，通过对接线模块内部的温度进行监测，从而监测接线模块的运行状态，在提高接线模块的工作效率的同时，也保证了接线模块的使用安全，大幅提高接线模块的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的防反接电路图。

图2是本实用新型的稳压电路图。

图3是本实用新型的恒流电路图。

图4是本实用新型的扬声器功能电路。

图5是本实用新型的时钟电路。

图6是本实现新型的外接LED电路。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1：

本实施例的一种具有保护功能的控制系统模拟量接线模块，包括防护外壳和设置在防护外壳内部并与防护外壳可拆卸连接的接线模块，防护外壳包括供电模块、声光警示模块和传感模块，供电模块作为输入端分别与声光警示模块和传感模块连接，传感模块的输出端与声光警示模块的输入端连接，因为工作环境的限定，接线模块工作时工作情况得不到监控，也不方便与设置摄像头一类的物品对其进行监测，故通过在防护外壳设置相关的设备对密封环境下的接线模块进行工作状态的监测，在达到故障发生程度的环境时对专业人员进行警示，避免故障升级，从而引发更多不良后果。

本实用新型的作用方式在于，当封闭式接线模块工作时，设置在防护外壳的温度传感器进行工作，当温度传感器监测的温度超出温度传感器的设定值时，向后续电路发出电信号，从而导通外接LED电路和扬声器电路，使其工作，对工作人员进行警示，而定时电路的设置保证LED灯和扬声器在工作一段时间后停下，节约了能源。

实施例2：

本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化的限定，如图1至图6所示，本实施例的一种具有保护功能的控制系统模拟量接线模块，供电模块包括电源、防反接电路和供电电路，所述供电电路通过所述防反接电路与电源连接。

其中，防反接电路包括MOS管Q1和稳压二极管；电源从控制电路通断的 MOS管Q1一端输入，并在MOS管Q1输出端接有整流的瞬变电压抑制二极管 Q4；设置防反接电路的目的在于：当电源正确连接的时候，导通MOS管Q1，为后续电路供电，当电源错误连接的时候，MOS管Q1截止，不会对后去电路进行供电，保证后续的电气器件或者微控芯片等不会因为错误的连接产生短路进而产生烧坏的后果。

而供电电路包括稳压电路和恒流电路，其中，稳压电路包括三极管Q1、稳压二极管D1、运算放大器、电阻和滑动变阻器R2，电源VCC经过电阻R1输出Vref，Vref接入后续电路，在电阻R1后设有连接稳压二极管D1的接地端；三极管Q1外接电源后作为运算放大器输出级的扩充端接入运算放大器，Vref 作为输入端接入运算放大器，在Vref与运算放大器之间设有包括滑动变阻器R2 的支路。

稳压电路工作原理如下：在调整三极管Q1和运算放大器组成的等效运算放大器中，对比运算放大器进行一个同向放大，放大倍数由R5和R4的具体阻值决定，在运算放大器中，输出电压是3脚电压乘放大倍数，故在3脚电压不变的时候，RL的电阻值变化不会影响A点电压的变化。而3脚电压是由基准电压Vref通过R3和R2分压所得，所以在等效运算放大器中，只要基准电压 Vref稳定，输出电压就稳定，而且可以通过调整R2的阻值改变输出电压；同时，为保证基准电压Vref稳定，在电源接入电路时添加了具有稳压二极管D1的接地支路；设置稳压电路的目的在于对保证电路的输出电压稳定，不会对导线进行烧坏。

最后的恒流模块包括恒流电路，恒流电路包括三极管Q2、稳压二极管D2、运算放大器、电阻和滑动变阻器R8；三极管Q2与电源连接，电阻R10将输出电流转换为电压输入运算放大器2脚，并在运算放大器3脚内输入基准电压，基准电压后接电阻R7，在电阻R7后设有连接了稳压二极管D2的接地支路。

恒流电路工作原理如下：电阻R11将输出电流转换为电压输入运算放大器的2脚，并在运算放大器的3脚输入基准电压；此时，运算放大器2脚电压与输出电流成正比，输出电流增大时，运算放大器的2脚电压也同幅上升，当运算放大器的2脚电压上升至与运算放大器的3脚电压相等时，运算放大器的输出状态翻转，分流电阻Q2的基极电流，输出电流下降，当检流电阻R11上的电压稳定在运算放大器3脚设置值时，流过电阻R11的电压和电阻稳定，与电阻R11串联的RL上的电流稳定，则输出电流稳定。

实施例3：

本实施例是在上述实施例2的基础上进行优化的限定，如图4所示，本实施例的一种具有保护功能的控制系统模拟量接线模块，包括声光警示模块，而声光警示模块包括LED模块、扬声器和功能电路，功能电路包括定时电路、外接LED电路和扬声器功能电路，LED模块通过外接LED电路与供电模块连接，扬声器通过扬声器功能电路与供电模块连接。

进一步的，扬声器功能电路包括运算放大器，的输出端作为扬声器功能电路的输入端，输入端从电阻R26防线接入并分为两条支路：其中一条支路依次连接电阻R26和电阻R29后与运输放大器的发射极连接并通过电阻R37接地，另一条支路依次连接电容C4和电阻R31后与运输放大器的集电极连接，运输放大器的连接电容C5和电阻R33后输出，并在输出的支路上连接电容C6并进行接地，加装信号放大器，对较小的电流信号进行放大，可以有效的对故障区域进行认知和修复。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有保护功能的控制系统模拟量接线模块，包括防护外壳和设置在防护外壳内部并与防护外壳可拆卸连接的接线模块，其特征在于：所述防护外壳包括供电模块、声光警示模块和传感模块，所述供电模块作为输入端分别与声光警示模块和传感模块连接，所述传感模块的输出端与所述声光警示模块的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有保护功能的控制系统模拟量接线模块，其特征在于：所述供电模块包括电源、防反接电路和供电电路，所述供电电路通过所述防反接电路与电源连接；

所述防反接电路包括MOS管Q1和稳压二极管；电源与控制电路通断的MOS管连接，在所述MOS管Q1输出端设有用于整流的瞬变电压抑制二极管Q4，在所述瞬变电压抑制二极管Q4与电源之间设有接地导线。

3.根据权利要求2所述的一种具有保护功能的控制系统模拟量接线模块，其特征在于：所述供电电路包括稳压电路和恒流电路；所述稳压电路包括三极管Q1、稳压二极管D1、运算放大器、电阻和滑动变阻器R2，所述电源VCC经过电阻R1输出Vref，所述Vref的输出端与后续电路的输入端连接，在所述电阻R1后设有接地支路，并在所述接地支路上设有稳压二极管D1；所述三极管Q1外接电源后作为运算放大器输出级的扩充端接入运算放大器，所述Vref作为输入端接入运算放大器，在所述Vref与运算放大器之间设有包括滑动变阻器R2的支路。

4.根据权利要求3所述的一种具有保护功能的控制系统模拟量接线模块，其特征在于：所述恒流电路包括三极管Q2、稳压二极管D2、运算放大器、电阻和滑动变阻器R8；所述三极管Q2与电源连接，所述电阻R10将输出电流转换为电压输入运算放大器2脚，并在运算放大器3脚内输入基准电压，所述基准电压后接电阻R7，在所述电阻R7后设有连接了稳压二极管D2的接地支路。

5.根据权利要求1所述的一种具有保护功能的控制系统模拟量接线模块，其特征在于：所述声光警示模块包括LED模块、扬声器和功能电路，所述功能电路包括定时电路、外接LED电路和扬声器功能电路，所述LED模块通过外接LED电路与所述供电模块连接，所述扬声器通过扬声器功能电路与所述供电模块连接。

6.根据权利要求5所述的一种具有保护功能的控制系统模拟量接线模块，其特征在于：所述外接LED电路包括二极管和三级管，所述三级管作为电子开关设置在外接LED电路中。

7.根据权利要求1所述的一种具有保护功能的控制系统模拟量接线模块，其特征在于：所述传感模块包括温度传感器。