CN218161464U - 开关设备电动控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种开关设备电动控制装置，包括用于为各电路供电的供电模块和主控模块，所述主控模块分别与多功能控制模块、基本状态指示模块和对外接口模块连接，所述多功能控制模块包括LED状态指示电路和面板按键操作电路，所述LED状态指示电路和所述面板按键操作电路均与主控模块连接。本实用新型能够解决智能化输配电的需求，实现对开关柜的接地开关、底盘车等设备智能化控制与管理。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关柜控制技术领域，具体涉及一种开关设备电动控制装置。
背景技术
现有的开关柜断路器手车、接地刀闸电动控制有以下各个方案：
其一，由多个继电器、接触器、联锁接点用导线连接组成，但这种方案电路复杂，成本高，控制精度差，难于维护，联锁逻辑改动困难；其二，采用可编程逻辑控制器(PLC)，对比方案一有较大的进步，实现了软逻辑。但是PLC 是通用的控制器，只能实现软逻辑，还需要外加接触器、继电器等等执行元件，采用硬接点实现电路的通断，安全性差，成本高；其三，用单片机开发专用的控制器是最为优化的控制方案，目前市面上已经有多种专用控制器，但有的控制器缺少人机界面，没法进行优化设置，有的开关柜断路器的控制电路过于简单，无法适应更多的控制操作，缺少状态反馈，智能化程度较低。
如中国专利CN204651757U，公开日2015年9月16日，一种开关柜断路器手车、接地刀闸电动控制器，包括电源及通讯接口电路与联锁开关输入电路，电源及通讯接口电路设置于独立电路板且输出为第一电路和第二电路，联锁开关输入电路通过光电耦合器的内部发光管发光连接作用于微处理器电路，微处理器电路上带有液晶屏显示电路。开关柜断路器手车、接地刀闸电动控制器采用电子开关接通、关断电路，不会出现电路硬通断的问题。该方案存在控制电路过于简单、功能较少、智能化程度较低的问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：目前的开关柜断路器控制电路存在智能化程度较低的技术问题。提出了一种智能化程度较高的开关设备电动控制装置。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为：一种开关设备电动控制装置，包括用于为电路供电的供电模块和主控模块，所述主控模块分别与多功能控制模块和对外接口模块连接，所述多功能控制模块包括LED状态指示电路和面板按键操作电路，所述LED状态指示电路和所述面板按键操作电路均与主控模块连接。本控制电路能够解决智能化输配电的需求，实现对开关柜的接地开关、底盘车等设备智能化控制与管理。
作为优选，所述LED状态指示电路包括接线端口CON6，接线端口CON6的3引脚通过电阻R90与主控模块连接，接线端口CON6的4引脚通过电阻R88与主控模块连接，接线端口CON6的5引脚通过电阻R85与主控模块连接，接线端口CON6的3引脚、4引脚和5引脚分别通过相应的电容电阻并联电路接+5V电压，每个电容电阻并联电路均包括一个电阻和一个与电阻并联的电容。接线端口CON6的3引脚通过电阻R89接+5V电压，电阻R89上并联有电容C45，接线端口CON6的4引脚通过电阻R87接+5V电压，电阻R89上并联有电容C41，接线端口CON6的5引脚通过电阻R84接+5V电压，电阻R89上并联有电容C38。
作为优选，所述面板按键操作电路包括开关SW1和开关SW2，开关SW1和开关SW2的一端接地，开关SW1和开关SW2的另一端与主控模块连接，开关SW1和开关SW2的另一端均与通过相应的电阻接+5V电压。
开关SW1和开关SW2均为双刀开关，开关SW1的两个非接地端分别串联一个电阻后+5V电压，开关SW1连接的电阻包括电阻R94和电阻R107，开关SW2连接的电阻包括电阻R108和电阻R109。
作为优选，所述多功能控制模块还包括附加功能开关接口电路，所述附加功能开关接口电路包括芯片U8和芯片U10，芯片U8的Vin引脚与电路的VCC2连接，芯片U8的GND引脚与电路的GND2连接，芯片U8的Vout引脚与芯片U10连接，芯片U8的Vout引脚通过若干个相互并联的电容与电路的GND2连接。
相互并联的电容包括电容C17、有机电容C37和电容C15，芯片U8的Vout引脚分别通过电容C17、有机电容C37和电容C15接电路的GND2，芯片U8的Vout引脚与电阻R14的一端连接，电阻R14的另一端与芯片U10的12引脚连接，芯片U10的12引脚通过电阻R13与芯片U10的13引脚连接；芯片U10的1引脚接+5V电压，芯片U10的1引脚通过电阻R23与芯片U10的3引脚连接；芯片U10的2引脚和8引脚接地；芯片U10的3引脚通过电阻R62与主控模块连接；芯片U10的4引脚和芯片U10的5引脚连接，芯片U10的4引脚通过电阻R86与主控模块连接；芯片U10的6引脚通过电阻R21与主控模块连接；芯片U10的9引脚和15引脚接GND2；芯片U10的12引脚通过电阻R12与接线端CON5的1引脚连接，芯片U10的13引脚通过电阻R11与接线端CON5的2引脚连接，接线端CON5的1引脚通过稳压二极管D13与电路的GND2连接，接线端CON5的2引脚通过稳压二极管D11与电路的GND2连接，接线端CON5的3引脚与电路的GND2连接。
作为优选，本方案还包括基本状态指示模块，所述基本状态指示模块与主控模块连接，所述基本状态指示模块包括若干个发光二极管和三个操作按键。
基本状态指示模块包括三个操作按键分别对应SW1、SW2和SW3，接线端口J1的1引脚接+5V电压，接线端口J1的2引脚接GND，三个操作按键分别对应接线端口J1的三个引脚（3引脚、4引脚和5引脚）并与相应的引脚连接，三个操作按键均依次串联发光二极管D5和电阻R1后接+5V电压，发光二极管D5上并联发光二极管D1，发光二极管D1的负极分别与发光二极管D6的负极和接线端口D10的2引脚连接，发光二极管D6的正极与接线端口D10的1引脚连接，发光二极管D6的正极通过电阻R2与接线端口J1的6引脚连接，接线端口D10的3引脚与发光二极管D9的正极连接；发光二极管D9的正极通过电阻R3与接线端口J1的7引脚连接，发光二极管D11的正极通过电阻R4与接线端口J1的8引脚连接，发光二极管D7的正极通过电阻R5与接线端口J1的9引脚连接，发光二极管D4的正极通过电阻R6与接线端口J1的10引脚连接，发光二极管D9、发光二极管D11、发光二极管D7和发光二极管D4的负极均接地，发光二极管D11与发光二极管D2并联，发光二极管D7与发光二极管D3并联，发光二极管D4与发光二极管D8并联。
作为优选，所述对外接口模块包括若干个光电耦合器。对外接口模块包括接线端口CON2，接线端口CON2每个引脚均通过一个光电耦合电路与主控模块连接，光电耦合电路中主要包括光电耦合器、若干电阻、一个二极管和一个电容，光电耦合器的输入侧通过一个电阻接电路的GND1，光电耦合器的输入侧通过一个并联电阻电路与接线端口CON2连接，接线端口CON2的引脚通过一个二极管接电路的GND1；光电耦合器的输出侧通过由一个电阻和一个电容组成并联电路后接+5V电压，光电耦合器的输出侧串联一个电阻后与主控模块连接。
对外接口模块包括接线端口CON1，接线端口CON1的1引脚和2引脚分别与继电器K4的两个触点连接，继电器K4的感应线圈受三极管Q6控制，三极管Q6的基极通过电阻R55与主控模块连接，接线端口CON1的1引脚串联电阻R33后通过一个光电耦合电路与主控模块连接，接线端口CON1的2引脚串联电阻R31后通过光电耦合器P13与主控模块连接；接线端口CON1的3引脚和4引脚分别与继电器K3的两个触点连接，继电器K3的感应线圈受三极管Q3控制，三极管Q3的基极通过电阻R49与主控模块连接。
作为优选，所述供电模块包括芯片U1和芯片U3，芯片U1的型号包括TNY278PN, 芯片U3的型号包括CJ78L05。供电模块是整个系统的供电部分，为电路提供需要的+12V,+5V和开关量电源+27V,并通过双继电器异步工作提供±DC220V电机工作主电源。
作为优选，主控模块包括U2，芯片U2的型号包括STC8G2K64S4。该芯片体积小片上资源丰富，通过IO引脚与外围元件连接，同时留有下载、通讯相关接口。
本实用新型的实质性效果是：本实用新型包括用于为各电路供电的供电模块和主控模块，所述主控模块分别与多功能控制模块和对外接口模块连接，所述多功能控制模块包括LED状态指示电路和面板按键操作电路，所述LED状态指示电路和所述面板按键操作电路均与主控模块连接。本实用新型能够解决智能化输配电的需求，实现对开关柜的接地开关、底盘车等设备智能化控制与管理。
附图说明
图1为本实施例的电路原理框图；
图2为本实施例供电模块的电路示意图其一；
图3为本实施例供电模块的电路示意图其二；
图4为本实施例多功能控制模块的电路示意图其一；
图5为本实施例多功能控制模块的电路示意图其二；
图6为本实施例多功能控制模块的电路示意图其三；
图7为本实施例对基本状态指示模块的电路示意图；
图8为本实施例对外接口模块的电路示意图其一；
图9为本实施例对外接口模块的电路示意图其二；
图10为本实施例对外接口模块的电路示意图其三；
图11为本实施例主控模块的连接接口示意图其一；
图12为本实施例主控模块的连接接口示意图其二；
图13为本实施例主控模块的连接接口示意图其三；
图14为本实施例主控模块的连接接口示意图其四；
其中：1、供电模块，2、主控模块，3、多功能控制模块，4、基本状态指示模块，5、对外接口模块。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步具体说明。
一种开关设备电动控制装置，如图1所示，包括用于为各电路供电的供电模块1和主控模块2，主控模块分别与多功能控制模块3和对外接口模块5连接，多功能控制模块包括LED状态指示电路和面板按键操作电路，LED状态指示电路和面板按键操作电路均与主控模块连接。
本实施例电路主要分五大部分，供电模块主要是整个系统的供电部分，如图2、图3所示，为电路提供需要的+12V,+5V和开关量电源+27V,并通过双继电器异步工作提供±DC220V电机工作主电源。供电模块包括芯片U1和芯片U3，芯片U1的型号包括TNY278PN, 芯片U3的型号包括CJ78L05。其中a端为供电模块部分电路之间的连接端。
多功能控制模块主要是LED状态指示电路、面板操作按键电路和附加功能开关接口电路，如图4、图5和图6所示，该模块通过电源电路提供独立+5V,为串口转485通信接口，实现与上位机通信及组网功能。
LED状态指示电路包括接线端口CON6，接线端口CON6的3引脚通过电阻R90与主控模块连接，接线端口CON6的4引脚通过电阻R88与主控模块连接，接线端口CON6的5引脚通过电阻R85与主控模块连接，接线端口CON6的3引脚、4引脚和5引脚分别通过相应的电容电阻并联电路接+5V电压，每个电容电阻并联电路均包括一个电阻和一个与电阻并联的电容。接线端口CON6的3引脚通过电阻R89接+5V电压，电阻R89上并联有电容C45，接线端口CON6的4引脚通过电阻R87接+5V电压，电阻R89上并联有电容C41，接线端口CON6的5引脚通过电阻R84接+5V电压，电阻R89上并联有电容C38。
面板按键操作电路包括开关SW1和开关SW2，开关SW1和开关SW2的一端接地，开关SW1和开关SW2的另一端与主控模块连接，开关SW1和开关SW2的另一端均与通过相应的电阻接+5V电压。开关SW1和开关SW2均为双刀开关，开关SW1的两个非接地端分别串联一个电阻后+5V电压，开关SW1连接的电阻包括电阻R94和电阻R107，开关SW2连接的电阻包括电阻R108和电阻R109。
附加功能开关接口电路，附加功能开关接口电路包括芯片U8和芯片U10，芯片U8的Vin引脚与电路的VCC2连接，芯片U8的GND引脚与电路的GND2连接，芯片U8的Vout引脚与芯片U10连接，芯片U8的Vout引脚通过若干个相互并联的电容与电路的GND2连接。
相互并联的电容包括电容C17、有机电容C37和电容C15，芯片U8的Vout引脚分别通过电容C17、有机电容C37和电容C15接电路的GND2，芯片U8的Vout引脚与电阻R14的一端连接，电阻R14的另一端与芯片U10的12引脚连接，芯片U10的12引脚通过电阻R13与芯片U10的13引脚连接；芯片U10的1引脚接+5V电压，芯片U10的1引脚通过电阻R23与芯片U10的3引脚连接；芯片U10的2引脚和8引脚接地；芯片U10的3引脚通过电阻R62与主控模块连接；芯片U10的4引脚和芯片U10的5引脚连接，芯片U10的4引脚通过电阻R86与主控模块连接；芯片U10的6引脚通过电阻R21与主控模块连接；芯片U10的9引脚和15引脚接GND2；芯片U10的12引脚通过电阻R12与接线端CON5的1引脚连接，芯片U10的13引脚通过电阻R11与接线端CON5的2引脚连接，接线端CON5的1引脚通过稳压二极管D13与电路的GND2连接，接线端CON5的2引脚通过稳压二极管D11与电路的GND2连接，接线端CON5的3引脚与电路的GND2连接。
本实施例还包括基本状态指示模块4，基本状态指示模块主要通过排线接口与主板连接，如图7所示，主要有开关设备或其他相关产品的基本状态输出指示和3个基本操作按键。基本状态指示模块与主控模块连接，基本状态指示模块包括若干个发光二极管和三个操作按键。
基本状态指示模块包括三个操作按键分别对应SW1、SW2和SW3，接线端口J1的1引脚接+5V电压，接线端口J1的2引脚接GND，三个操作按键分别对应接线端口J1的三个引脚（3引脚、4引脚和5引脚）并与相应的引脚连接，三个操作按键均依次串联发光二极管D5和电阻R1后接+5V电压，发光二极管D5上并联发光二极管D1，发光二极管D1的负极分别与发光二极管D6的负极和接线端口D10的2引脚连接，发光二极管D6的正极与接线端口D10的1引脚连接，发光二极管D6的正极通过电阻R2与接线端口J1的6引脚连接，接线端口D10的3引脚与发光二极管D9的正极连接；发光二极管D9的正极通过电阻R3与接线端口J1的7引脚连接，发光二极管D11的正极通过电阻R4与接线端口J1的8引脚连接，发光二极管D7的正极通过电阻R5与接线端口J1的9引脚连接，发光二极管D4的正极通过电阻R6与接线端口J1的10引脚连接，发光二极管D9、发光二极管D11、发光二极管D7和发光二极管D4的负极均接地，发光二极管D11与发光二极管D2并联，发光二极管D7与发光二极管D3并联，发光二极管D4与发光二极管D8并联。
对外接口模块是对外接口，由客户根据产品的接线图进行接线。主要有供电电源、功能开关量输入；报警接点、电机工作电源输出等，如图8、图9和图10所示，包括若干个光电耦合器。对外接口模块包括接线端口CON2，接线端口CON2每个引脚均通过一个光电耦合电路与主控模块连接，光电耦合电路中主要包括光电耦合器、若干电阻、一个二极管和一个电容，光电耦合器的输入侧通过一个电阻接电路的GND1，光电耦合器的输入侧通过一个并联电阻电路与接线端口CON2连接，接线端口CON2的引脚通过一个二极管接电路的GND1；光电耦合器的输出侧通过由一个电阻和一个电容组成并联电路后接+5V电压，光电耦合器的输出侧串联一个电阻后与主控模块连接。
对外接口模块包括接线端口CON1，接线端口CON1的1引脚和2引脚分别与继电器K4的两个触点连接，继电器K4的感应线圈受三极管Q6控制，三极管Q6的基极通过电阻R55与主控模块连接，接线端口CON1的1引脚串联电阻R33后通过一个光电耦合电路与主控模块连接，接线端口CON1的2引脚串联电阻R31后通过光电耦合器P13与主控模块连接；接线端口CON1的3引脚和4引脚分别与继电器K3的两个触点连接，继电器K3的感应线圈受三极管Q3控制，三极管Q3的基极通过电阻R49与主控模块连接。其中b端至g端为对外接口模块部分电路之间的连接端。
主控模块包括U2，芯片U2的型号包括STC8G2K64S4，芯片U2与其他电路的连接端连接情况如图11至图14所示。国产IC主控STC8G2K64S4体积小，片上资源丰富，通过IO引脚与外围元件连接，同时留有下载、通讯相关接口。通过编写相应的程序驱动实现对继电器、LED状态灯，电流（ADC）大小和IGBT等元件的逻辑控制，实现高压开关误防安全操作逻辑功能。
本实施例包括用于为各电路供电的供电模块和主控模块，主控模块分别与多功能控制模块和对外接口模块连接，多功能控制模块包括LED状态指示电路和面板按键操作电路，LED状态指示电路和面板按键操作电路均与主控模块连接。本实用新型能够解决智能化输配电的需求，实现对开关柜的接地开关、底盘车等设备智能化控制与管理。
以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种开关设备电动控制装置，其特征在于，包括用于为电路供电的供电模块（1）和主控模块（2），所述主控模块（2）分别与多功能控制模块（3）和对外接口模块（5）连接，所述多功能控制模块（3）包括LED状态指示电路和面板按键操作电路，所述LED状态指示电路和所述面板按键操作电路均与主控模块（2）连接。
2.根据权利要求1所述的一种开关设备电动控制装置，其特征在于，所述LED状态指示电路包括接线端口CON6，接线端口CON6的3引脚通过电阻R90与主控模块（2）连接，接线端口CON6的4引脚通过电阻R88与主控模块（2）连接，接线端口CON6的5引脚通过电阻R85与主控模块（2）连接，接线端口CON6的3引脚、4引脚和5引脚分别通过相应的电容电阻并联电路接+5V电压，每个电容电阻并联电路均包括一个电阻和一个与电阻并联的电容。
3.根据权利要求1所述的一种开关设备电动控制装置，其特征在于，所述面板按键操作电路包括开关SW1和开关SW2，开关SW1和开关SW2的一端接地，开关SW1和开关SW2的另一端与主控模块（2）连接，开关SW1和开关SW2的另一端均与通过相应的电阻接+5V电压。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种开关设备电动控制装置，其特征在于，所述多功能控制模块（3）还包括附加功能开关接口电路，所述附加功能开关接口电路包括芯片U8和芯片U10，芯片U8的Vin引脚与电路的VCC2连接，芯片U8的GND引脚与电路的GND2连接，芯片U8的Vout引脚与芯片U10连接，芯片U8的Vout引脚通过若干个相互并联的电容与电路的GND2连接。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种开关设备电动控制装置，其特征在于，还包括基本状态指示模块（4），所述基本状态指示模块（4）与主控模块（2）连接，所述基本状态指示模块（4）包括若干个发光二极管和三个操作按键。
6.根据权利要求1或2所述的一种开关设备电动控制装置，其特征在于，所述对外接口模块（5）包括若干个光电耦合器。
7.根据权利要求1所述的一种开关设备电动控制装置，其特征在于，所述供电模块（1）包括芯片U1和芯片U3，芯片U1的型号包括TNY278PN, 芯片U3的型号包括CJ78L05。
8.根据权利要求1所述的一种开关设备电动控制装置，其特征在于，主控模块（2）包括U2，芯片U2的型号包括STC8G2K64S4。
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Legal Events
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