CN210573348U - 多型特种装备天线跑合通用控制台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多型特种装备天线跑合通用控制台，包括机柜，机柜内设有上位机、与上位机相互连接的变频驱动模块、伺服驱动控制模块、通讯模块、人机交互模块、与上位机输出端连接的可控电源输出模块；所述变频驱动模块与伺服驱动控制模块为多型特种装备天线跑合试验和测试的执行部件；所述可控电源输出模块的输出端分别连接变频驱动模块、伺服驱动控制模块，用于分时控制变频驱动模块、伺服驱动控制模块的电源供应。本实用新型适用于多型号特种装备的天线方位、俯仰、折叠等跑合执行机构试验和测试，具有操作简单方便、可靠性高、响应速度快、稳定性能好、易于维护等优点，适用于多任务分时工作，同时具有可扩展性。

Description

多型特种装备天线跑合通用控制台

技术领域

本实用新型涉及特种装备领域，特别是涉及一种多型特种装备天线跑合通用控制台。

背景技术

由于特种装备产品种类繁多，生产过程中，现有天线跑合控制台数量较少并且分散，针对各型号特种装备产品的驱动器和相关配套电机型号，均需研制和生产对应产品的天线跑合控制台对天线方位、俯仰、折叠等跑合机构进行试验和测试，如若逐一研制调试控制台，制造成本高，使用效率低，因此亟需提供一种新型的特种装备天线跑合控制台来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种通用性、可扩展性的多型特种装备天线跑合通用控制台，不仅大大减少了调试成本，同时也提高了控制台的标准化、集成化、实用化程度。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种多型特种装备天线跑合通用控制台，包括机柜，机柜内设有上位机、与上位机相互连接的变频驱动模块、伺服驱动控制模块、通讯模块、人机交互模块、与上位机输出端连接的可控电源输出模块；

所述通讯模块用于连接多型特种设备及实现外部远程通讯；

所述变频驱动模块与伺服驱动控制模块为多型特种装备天线跑合试验和测试的执行部件；

所述可控电源输出模块的输出端分别连接变频驱动模块、伺服驱动控制模块，用于分时控制变频驱动模块、伺服驱动控制模块的电源供应。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述可控电源输出模块的输入端连接+24V/20A直流电。

进一步的，所述可控电源输出模块包括电源保护器G2、硬件开关Q5—Q8、Q11、发光二极管H1—H4、H9，电源保护器G2的输入端S1—S4分别连接上位机的电源控制信号端DY_Ctrl_1—DY_Ctrl_4，电源保护器G2的电源输出端分别连接硬件开关Q5—Q8，硬件开关Q5—Q8的另一端分别连接发光二极管H1—H4，硬件开关Q11的一端与Q8并联、另一端与发光二极管H9连接，发光二极管H9的另一端与H4并联。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述变频驱动模块主要包括变频驱动器、与变频驱动器输出端连接的天线方位电机。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述人机交互模块包括设置在机柜面板上的电源开关、电源指示灯、三相数字电压表、操控按键。

进一步的，所述操控按键包括天线转速按键、驱动器伺服使能开关、保险丝按键、断路器。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述通讯模块包括设置在机柜侧面板的交流电源输入插座、若干个对外接口插座，所述对外接口插座用于与外部电机及电机编码器连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述机柜内还设有与上位机连接的报警模块。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述机柜的底部设置有四点支架万向轮支撑结构，刚性结构稳定性好，灵活轻盈耐用，移动速度快，承载能力强，可满足多种工况环境使用要求。

本实用新型的有益效果是：本实用新型适用于多型号特种装备(军民两用)的天线方位、俯仰、折叠等跑合执行机构试验和测试，具有操作简单方便、可靠性高、响应速度快、稳定性能好、易于维护等优点，适用于多任务分时工作；同时具有可扩展性，通过升级也可满足大多数民品领域方面的机电一体化设备的驱动控制，具有较高的实用性和经济性：

(1)采用成熟多元化的伺服电机和变频电机驱动，系统驱动力强，具有紧凑的外观，大动态的功率范围和强大的伺服控制功能，兼容多型号特种装备的变频伺服驱动系统，可满足在军民两用多型平台上驱动控制的通用型要求；

(2)控制电路中使用了分时多任务控制，可根据自行实现的特种设备的控制电源来进行输出，可确保在多型装备使用过程中，即降低功耗，又可根据不同需求分时控制多型号特种装备的驱动；

(3)人机工程方面设计，人工界面直观，机柜按功能区域布局划分清晰，操控简单，外部接口标识明确，具有防差错措施和识别标志、良好的屏蔽及电磁兼容性能。

附图说明

图1是本实用新型多型特种装备天线跑合通用控制台一较佳实施例的立体结构示意图；

图2是所述机柜侧面板的结构示意图；

图3是所述多型特种装备天线跑合通用控制台的内部结构框图；

图4是所述多型特种装备天线跑合通用控制台的原理框图；

图5是所述可控电源输出模块的电路图；

图6是所述伺服驱动控制模块的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1和图2，本实用新型实施例包括：

一种多型特种装备天线跑合通用控制台，采用货架电源模块，电源为外接的380VAC三相交流电和+24V/20A直流电，对+24V、交流380V电源裸露部分，均采用热缩套管套牢，能有效预防触电。

本实施例中，控制台外观为104mm×68mm×125mm的长方体立式机柜，机箱的前、后面板为自制加工，结构设计采用刚性结构，人机工程界面区域清晰，稳定性好，四点支架万向轮支撑结构，灵活轻松耐用，移动速度快，承载能力强，可适用于各种行业，满足多种工况环境要求。

控制台前面板分为电源指示区域、开关按键控制区域、状态指示区域和触摸屏区域。通过面板键盘操控，可对多型特种装备天线跑合进行调试和测试，其人机界面布局合理，功能区域布局划分清晰，使用操作简单可靠，外部接口标识明确，具有防差错措施和识别标志。下面对各区域进行具体描述：

电源指示区域：用于显示接通系统控制台的三相380V交流电源，包括三相数字电压表，用于显示三相电源电压数值。

状态指示区域：主要包含电源+24V指示灯“H1～H4”(主要用于控制系统上电指示)、故障报警指示灯“B1～B2”以及保险丝“F1～F4”和各驱动器的伺服使能开关“S5”、“S7”、“S10”、“S13”。

按键控制区域：按键“3rpm”以及“6rpm”按键，为控制天线转速按键，如若把按键“S1”和“S2”同时按下，天线转速为12rpm，可根据现场调试的需要，自由配置参数来控制天线转速。

供电操作区域：断路器“Q1～Q9”用来控制该控制台的通断电。操作者可根据控制台台面板的印字，针对实际情况选择其对应的断路器及相关按键进行通电调试。

控制台侧面板安装有AC380V交流电源输入插座XS01，XS02～XS13为系统控制台与外部电机及电机编码器相连接的插座。

结合图3和图4，所述机柜内设有上位机、与上位机相互连接的变频驱动模块、伺服驱动控制模块、通讯模块、人机交互模块、与上位机输出端连接的可控电源输出模块、报警模块。

所述通讯模块用于连接多型特种设备及实现外部远程通讯，包括设置在机柜侧面板的交流电源输入插座、若干个对外接口插座，使控制台可与多型号特种装备天线方位、俯仰、折叠等之间的电讯接口连接，根据所需控制的不同型号的特种装备，配置匹配的接口电缆，其功能是模拟各型号特种装备天线跑合执行机构的试验和测试，实现天线方位、俯仰、折叠等功能。

所述人机交互模块包括设置在机柜面板上的电源开关、电源指示灯、三相数字电压表、操控按键。所述操控按键包括天线转速按键、驱动器伺服使能开关、保险丝按键、断路器。通过系统控制台上的操控按键，可进行方位、俯仰和折叠功能操作，观察天线的运动方向，此时其运动方向应与操作一致。

所述报警模块包括故障指示灯、报警器，通过观察面板上的故障指示灯，可判断故障原因，分别拔掉系统控制台插座XP04、XP06、XP08、XP10上连接的编码器电缆，模拟伺服驱动器故障状态，此时故障指示灯亮且报警。

所述可控电源输出模块的输入端连接+24V/20A直流电、输出端分别连接变频驱动模块、伺服驱动控制模块，用于分时控制变频驱动模块、伺服驱动控制模块的电源供应。结合图5，所述可控电源输出模块包括电源保护器G2、硬件开关Q5—Q8、Q11、发光二极管H1—H4、H9，电源保护器G2的输入端S1—S4分别连接上位机的电源控制信号端DY_Ctrl_1—DY_Ctrl_4，电源保护器G2的电源输出端分别连接硬件开关Q5—Q8，硬件开关Q5—Q8的另一端分别连接发光二极管H1—H4，硬件开关Q11的一端与Q8并联、另一端与发光二极管H9连接，发光二极管H9的另一端与H4并联。各元器件及其连接关系如图所示，本实施例中，电源保护器G2的型号为787-1664。

控制台中的可控电源输出模块设计，为达到兼容多元化特种装备的使用，合理使用控制特种设备，降低功耗，对于暂不使用的设备驱动，可通过硬件开关(Q5-Q8、Q11)或者上位机PLC输出的控制信号(DY_Ctrl_1—DY_Ctrl_4)控制直流电源的输出进行关断。采用电源保护器G2，可确保可控电源输出模块安全、稳定、可靠输出。当电源出现异常故障时，可通过电源保护器内部开关自行关断，以达到保护后端输出设备。可控电源输出模块实现软、硬件控制输出，安全可靠性高，稳定性好。

所述变频驱动模块与伺服驱动控制模块为多型特种装备天线跑合试验和测试的执行部件。所述变频驱动模块主要包括变频驱动器、与变频驱动器输出端连接的天线方位电机。

结合图6，所述伺服驱动控制模块包括三相电源滤波器Z4、三相桥式整流桥V3和伺服驱动器D5、交流伺服电机M1-3、断路器Q9，三相电源滤波器Z4的输入端连接380VAC三相交流电、输出端通过断路器Q9与三相桥式整流桥V3的输入端连接，三相桥式整流桥V3的输出端与伺服驱动器D5的输入端连接，伺服驱动器D5的输出端与交流伺服电机M1-3的输入端连接。各元器件及其连接关系如图所示，本实施例中，三相电源滤波器Z4的型号为C4MB-20A、三相桥式整流桥V3的型号为6RI75G-160、伺服驱动器D5的型号为APD-VS75N、交流伺服电机M1-3的型号为APM-SG55DN、断路器Q9的型号为S204-C20。

在本实施例中，控制台机柜内安装有四台交流伺服驱动器，采用三相电源滤波器Z4、三相桥式整流桥V3、伺服驱动器D5、交流伺服电机M1-3共同构成一个相对独立的单一伺服驱动控制系统。该电路最为突出的部分为，是采用了三相桥式整流桥电路，输出转换单相交流输入，为伺服驱动器的三相交流输入端提供200V的供电，其电路具有如下优点：

(1)从三相380V整流到三相220V，采用了三相桥式整流桥电路V3，整流到单相200V，减少了体积较为庞大的变压转换化器，降低了出错概率，提高了稳定性；

(2)伺服主回路使用整流的200V比从380V提供的电流更加稳定，尤其是在重负载的运用场合中，电机输出的功率更加稳定；

(3)在控制系统中如果使用多轴大功率伺服(如本系统多型特种装备控制台)，整流模块(三相桥式整流桥V3)供电输出(功率为多个伺服使用电流相加并放大一个安全系数)，就可同时供给多轴大功率伺服，并保证所有的交流伺服电机输出功率更加稳定，从而提高了控制系统的稳定性；

(4)使用优化后的三相桥式整流桥V3电路以及变压转换器等硬件，空间占用少，效率高。

对于驱动大功率伺服驱动系统，可以直接采用此电路进行设计，电路简单可靠，输出控制稳定。

优选的，所述交流伺服驱动器、变频驱动器具有安全保护功能，当出现过流或过载时，可自动安全保护，停机并声光报警提示。

该控制台设计完全兼顾了多型号特种装备生产过程中的装配和调试验收等需求，主要可完成以下功能：

(1)天线转速：3r/min、6r/min和12r/min；

(2)方位环扫、俯仰和折叠功能；

(3)故障报警指示。

控制台在硬件电路设计中，采用了滤波、屏蔽、优化布线等措施，所用器件采用冗余设计；在软件设计中，对数据进行多种校验，确保数据收发可靠无误。

本实用新型可以模拟各型号特种装备天线方位、俯仰、折叠等功能，易扩展，具有完善的BITE(Build In Test Equipment，机内自检测设备)监测及保护功能，可完成目前市场上主流电机的运动控制，可对多型号特种装备是天线方位、俯仰、折叠等执行机构进行控制，实现机械负载的跑合工作。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种多型特种装备天线跑合通用控制台，包括机柜，其特征在于，机柜内设有上位机、与上位机相互连接的变频驱动模块、伺服驱动控制模块、通讯模块、人机交互模块、与上位机输出端连接的可控电源输出模块；

所述通讯模块用于连接多型特种设备及实现外部远程通讯；

所述变频驱动模块与伺服驱动控制模块为多型特种装备天线跑合试验和测试的执行部件；

所述可控电源输出模块的输出端分别连接变频驱动模块、伺服驱动控制模块，用于分时控制变频驱动模块、伺服驱动控制模块的电源供应。

2.根据权利要求1所述的多型特种装备天线跑合通用控制台，其特征在于，所述可控电源输出模块的输入端连接+24V/20A直流电。

3.根据权利要求1或2所述的多型特种装备天线跑合通用控制台，其特征在于，所述可控电源输出模块包括电源保护器G2、硬件开关Q5—Q8、Q11、发光二极管H1—H4、H9，电源保护器G2的输入端S1—S4分别连接上位机的电源控制信号端DY_Ctrl_1—DY_Ctrl_4，电源保护器G2的电源输出端分别连接硬件开关Q5—Q8，硬件开关Q5—Q8的另一端分别连接发光二极管H1—H4，硬件开关Q11的一端与Q8并联、另一端与发光二极管H9连接，发光二极管H9的另一端与H4并联。

4.根据权利要求1所述的多型特种装备天线跑合通用控制台，其特征在于，所述变频驱动模块主要包括变频驱动器、与变频驱动器输出端连接的天线方位电机。

5.根据权利要求1所述的多型特种装备天线跑合通用控制台，其特征在于，所述人机交互模块包括设置在机柜面板上的电源开关、电源指示灯、三相数字电压表、操控按键。

6.根据权利要求5所述的多型特种装备天线跑合通用控制台，其特征在于，所述操控按键包括天线转速按键、驱动器伺服使能开关、保险丝按键、断路器。

7.根据权利要求1所述的多型特种装备天线跑合通用控制台，其特征在于，所述通讯模块包括设置在机柜侧面板的交流电源输入插座、若干个对外接口插座，所述对外接口插座用于与外部电机及电机编码器连接。

8.根据权利要求1所述的多型特种装备天线跑合通用控制台，其特征在于，所述机柜内还设有与上位机连接的报警模块。

9.根据权利要求1所述的多型特种装备天线跑合通用控制台，其特征在于，所述机柜的底部设置有四点支架万向轮支撑结构。

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