專利名稱：分散電器開關(guān)集中控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是實現(xiàn)多路分散電器的開斷集中控制的技術(shù)改進。
背景技術(shù)：
電氣控制技術(shù)領(lǐng)域中存在大量的多路分散電器的開關(guān)遠程及集束控制，如小型的有建筑內(nèi)分散布置的燈具、用電器具等開關(guān)集中控制、機床的開關(guān)控制器件的集中布置、汽車燈具及其它電器的集中開關(guān)控制等，規(guī)模較大的有廠礦企業(yè)的自動化中央控制設計等等。然而，目前的開關(guān)集中控制技術(shù)絕大多數(shù)仍停留在由單一線路作為單一開關(guān)部件傳輸線的控制方式，因此大量傳輸線纜的配備以及為該線束專門設計的走線結(jié)構(gòu)，既增加了組裝走線工藝設計和加工復雜程度，也給檢測、維修等都帶來極大的麻煩。中國專利CN02280251.7、名稱為“車載燈光總線控制裝置”的專利技術(shù)，本技術(shù)從直接為各路開關(guān)和其控制器件對應編碼入手，再經(jīng)譯碼器及傳輸總線為構(gòu)造形式實現(xiàn)減少傳輸線纜數(shù)的集中控制目的，這種控制形式存在有電路結(jié)構(gòu)復雜、線纜芯線數(shù)仍在一定程度上受被控電器的增多影響等技術(shù)弊病，而且若要實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)走線，還要增設接口轉(zhuǎn)換電路。所以該技術(shù)僅僅是減少傳輸線纜芯線數(shù)的一種技術(shù)解決思路。
實用新型內(nèi)容要確實減少多路開關(guān)傳輸線纜芯線數(shù)目，同時克服線纜芯線數(shù)仍在一定程度受開關(guān)數(shù)量增加影響的技術(shù)弊病，本實用新型提供了一種分散電器開關(guān)集中控制裝置的技術(shù)方案，本技術(shù)方案的主要技術(shù)內(nèi)容是本分散電器開關(guān)集中控制裝置包括有提供開關(guān)數(shù)據(jù)信息的碼發(fā)生單元和接收開關(guān)數(shù)據(jù)信息的碼接收執(zhí)行單元兩部分，兩單元之間由開關(guān)信息傳輸纜線連接；①、碼發(fā)生單元包括有周期脈沖時序編碼電路I、反碼電路和開關(guān)碼鑒別輸出電路，周期脈沖時序編碼電路輸出機器周期脈沖信號b、并向反碼電路輸出時序計數(shù)主碼信號，開關(guān)碼鑒別輸出電路為設置于各路開關(guān)K1-KN回路的、與各路開關(guān)對應的主碼方式連接信號、反碼方式連接信號相與邏輯控制構(gòu)成，輸出與各路開關(guān)K1-KN對應的動作啟動信號的開關(guān)信息S；②、碼接收執(zhí)行單元包括有周期脈沖時序編碼電路II、反碼電路、開關(guān)碼鑒別輸入電路和開關(guān)執(zhí)行電路組成，開關(guān)碼鑒別輸入電路為輸出控制各路執(zhí)行回路的分別與各路開關(guān)對應的主碼方式連接信號、反碼方式連接信號、開關(guān)信息S相與邏輯構(gòu)成，開關(guān)執(zhí)行電路設于開關(guān)碼鑒別輸入電路輸出端。
本實用新型的工作原理是等機器周期脈沖信號使周期脈沖時序編碼電路順序產(chǎn)生編碼計數(shù)輸出，并通過反碼鑒別，按計數(shù)順序使周期脈沖信號的每一脈沖與各路開關(guān)唯一對應，當某一開關(guān)被設置有開關(guān)啟動信號時，即由相應的脈沖位置輸出開關(guān)啟動信號，識別、驅(qū)動對應的開關(guān)執(zhí)行電路，從而實現(xiàn)開關(guān)集中控制目的。本技術(shù)具有電路簡單、成本低、體積小、易于集成的特點，能夠與各種用電器件集成組裝一體制造，傳輸電纜芯線數(shù)量不受開關(guān)數(shù)量增加的影響，由兩到三根傳輸芯線即可完成多路分散電器的開關(guān)信號集中控制目的，可廣泛應用于配電柜、機床等電氣設備、附著于建筑物的各用電器具控制，以及工礦企業(yè)的開關(guān)自動化集中控制和回測應用，與PC計算機能組成低成本的自動化控制系統(tǒng)及回測網(wǎng)絡等，極大地降低了連線控制成本，大大簡化了走線工藝設計。


圖1、圖2分別為本分散電器開關(guān)集中控制裝置的碼發(fā)生單元、碼接收執(zhí)行單元的電路結(jié)構(gòu)框圖圖3、圖7分別為碼發(fā)生單元的兩具體實施電路結(jié)構(gòu)的電路原理圖圖4、圖8分別為碼接收執(zhí)行單元的兩實施電路結(jié)構(gòu)的電路原理圖圖5和圖6分別為周期脈沖信號b和開關(guān)信息s兩種切換調(diào)制方法的波形圖。
具體實施方式
本實用新型的分散電器開關(guān)集中控制裝置包括有碼發(fā)生單元和碼接收執(zhí)行單元兩部分，可分別設置于控制中心裝置和被控用電器件上，兩單元之間經(jīng)傳輸開關(guān)信息的傳輸線纜連接。
本裝置的碼發(fā)生單元和碼接收執(zhí)行單元中均設置有周期脈沖時序編碼電路、反碼電路和開關(guān)碼鑒別輸出/輸入電路，周期脈沖時序編碼電路是用于在周期脈沖的作用下產(chǎn)生二進制編碼計數(shù)的主碼信號。本實施例的碼發(fā)生單元中，其周期脈沖時序編碼電路I是由時鐘CP端獲取計數(shù)脈沖信號的計數(shù)器IC1構(gòu)成，其計數(shù)脈沖來源于時鐘振蕩器，為產(chǎn)生分隔時鐘脈沖的周期脈沖信號，計數(shù)器IC1的置零R端設有置R電路，該置R電路是由單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器RSO和該觸發(fā)器輸出端的延時電路構(gòu)成，置R的持續(xù)時間取決于延時電路的RC延時時間常數(shù)；周期脈沖時序編碼電路I的二進制編碼計數(shù)的主碼信號由各輸出端分別輸出，連接至反相器IC10構(gòu)成的反碼電路，反碼電路輸出二進制反碼信號，在該實施電路中，周期脈沖時序編碼電路I的全部高有效碼作為尾碼，提供給單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器RSO作為觸發(fā)信號，啟動觸發(fā)器RSO產(chǎn)生計數(shù)器IC1的置R信號，該置R信號經(jīng)反相后與時鐘脈沖信號Z經(jīng)與門F1輸出計數(shù)周期脈沖信號b。其開關(guān)碼鑒別輸出電路為分別設置于由各路開關(guān)K1-KN回路、以各路開關(guān)所對應的主碼方式連接信號、反碼方式連接信號相與邏輯輸出控制構(gòu)成，輸出與各路開關(guān)K1-KN對應的開關(guān)信息S。在該電路中，開關(guān)信息s與信號b相與輸出，實現(xiàn)兩者同步輸出控制。
碼接收執(zhí)行單元的周期脈沖時序編碼電路II、反碼電路和開關(guān)碼鑒別輸入電路，與碼發(fā)生單元具有基本相同的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，如圖2所示的實施例，其周期脈沖時序編碼電路II是由計數(shù)器IC2和R信號發(fā)生電路構(gòu)成，周期脈沖信號b輸入至計數(shù)器IC2的時鐘CP端，R信號發(fā)生電路輸出信號用于使計數(shù)器IC2自身清零，它其中一路以周期脈沖信號b為與允許輸入信號、第二路經(jīng)RC延時電路并高電平允許至雙輸入反相器F2構(gòu)成，向計數(shù)器IC2輸出置R信號；周期脈沖時序編碼電路II的二進制編碼計數(shù)的主碼信號的各輸出端分別連接設有由反相器IC20構(gòu)成的反碼電路；開關(guān)碼鑒別輸入電路為各開關(guān)執(zhí)行電路分別對應的主碼方式連接信號、反碼方式連接信號和開關(guān)信息S相與邏輯輸出控制構(gòu)成，如圖4給出的是實現(xiàn)第5路開關(guān)執(zhí)行電路控制的電路原理圖，其開關(guān)碼鑒別輸入電路是由二進制主碼101連接方式、反碼010連接方式分別經(jīng)單向二極管D21、D22、和開關(guān)信息S及其單向二極管D23相與邏輯輸出，控制啟動開關(guān)執(zhí)行電路，開關(guān)執(zhí)行電路設于該與邏輯輸出端、分別由單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器RS1-RSN和相應開關(guān)驅(qū)動電路構(gòu)成，與邏輯輸出信號分別作為各路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器RS1-RSN的觸發(fā)信號。為了使開關(guān)執(zhí)行電路持續(xù)響應各周期連續(xù)傳輸?shù)拈_關(guān)信息，各路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器RS1-RSN的輸出端設有信號延持電路，在本實施例中該信號保持電路為模擬RC延時電路構(gòu)成。
由上述電路結(jié)構(gòu)可以看出，其傳輸線為傳輸計數(shù)周期脈沖信號b、開關(guān)信息S和地線的三芯電纜傳輸線，即如圖5所示的波形輸出。為進一步減少電纜線芯數(shù)，只有將計數(shù)周期脈沖信號b與開關(guān)信息S調(diào)制疊加于一根傳輸線上，即完成調(diào)制圖6所示傳輸波形，就可實現(xiàn)二線制電纜傳輸。本實施例針對較為優(yōu)越的供電環(huán)境而設計了二線制電纜傳輸結(jié)構(gòu)，即利用負電源同時供電，如圖7所示的碼發(fā)生單元中，周期脈沖信號b和開關(guān)信息S之間設有切換調(diào)制電路，該切換調(diào)制電路是由切換至電源負極供電的開關(guān)信息S功能切換電路和周期脈沖信號b的反相電路構(gòu)成，周期脈沖信號b的反相電路為發(fā)射極跨接于周期脈沖信號b與地線之間的處于截止常態(tài)的開關(guān)管Q10構(gòu)成，功能切換電路為發(fā)射極設置于開關(guān)信息S與切換至負極電源供電的處于截止常態(tài)的開關(guān)管Q11作為開關(guān)信息s的反相電路，兩開關(guān)管Q10、Q11的集電極低允許調(diào)制疊加輸出調(diào)制信號b′，該調(diào)制信號b′與地線組成了二芯線傳輸線；如圖8所示，在其碼接收執(zhí)行單元中設有切換電路，該切換電路是由切換啟動輸出回路設于開關(guān)碼鑒別輸入電路的相與邏輯控制輸出端與負極電源之間的處于截止狀態(tài)的開關(guān)管Q20構(gòu)成，調(diào)制信號b′低允許輸入至開關(guān)管Q20基極，該開關(guān)管Q20切換啟動輸出回路中設有受控切換開關(guān)KK，該切換開關(guān)KK受控于接入電源負極的驅(qū)動電路。由單一接收執(zhí)行電路單元實現(xiàn)更多路開關(guān)量的集中控制會極為受限，為適應實際控制需求、有效地擴展可控開關(guān)數(shù)，圖8的電路原理圖中設置了為各接收執(zhí)行單元級聯(lián)方式擴展開關(guān)數(shù)的電路結(jié)構(gòu)，其周期脈沖時序編碼電路II的計數(shù)器IC2的置R端設有CP脈沖允許輸入電路，該CP脈沖允許輸入電路是由以周期脈沖信號b為與允許信號、以周期脈沖信號b的延時信號為另一路與允許的反相器F3和單元穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器RST及其反相觸發(fā)輸出的反相器F4構(gòu)成，反相器F3的輸出端為信號線1，觸發(fā)器RST的觸發(fā)輸入端為信號線2，各單元R信號發(fā)生電路為以自身尾碼信號作為自身單元R信號構(gòu)成，其尾碼輸出線為信號線3。當需本級單元單一使用時，其信號線1、2、4并接，信號線3懸空(圖中的NC表示懸空)，其R信號發(fā)生電路是以各單元以自身尾碼信號作為自身單元的R信號；當需多級單元級聯(lián)使用時，本單元的信號線1、信號線2、與該單元開關(guān)執(zhí)行電路的清零線4并接，前級單元的尾碼置R信號線3與其后一級單元的信號線2并接，增加的級聯(lián)單元信號線1懸空，以實現(xiàn)各級的順序工作。
權(quán)利要求1.一種分散電器開關(guān)集中控制裝置，其特征在于它包括有提供開關(guān)數(shù)據(jù)信息的碼發(fā)生單元和接收開關(guān)數(shù)據(jù)信息的碼接收執(zhí)行單元兩部分，兩單元之間由開關(guān)信息傳輸纜線連接；①、碼發(fā)生單元包括有周期脈沖時序編碼電路(I)、反碼電路和開關(guān)碼鑒別輸出電路，周期脈沖時序編碼電路輸出機器周期脈沖信號(b)、并向反碼電路輸出時序計數(shù)主碼信號，開關(guān)碼鑒別輸出電路為設置于各路開關(guān)(K1-KN)回路的、與各路開關(guān)對應的主碼方式連接信號、反碼方式連接信號相與邏輯控制構(gòu)成，輸出與各路開關(guān)(K1-KN)對應的動作啟動信號的開關(guān)信息(S)；②、碼接收執(zhí)行單元包括有周期脈沖時序編碼電路(II)、反碼電路、開關(guān)碼鑒別輸入電路和開關(guān)執(zhí)行電路組成，開關(guān)碼鑒別輸入電路為輸出控制各路執(zhí)行回路的分別與各路開關(guān)對應的主碼方式連接信號、反碼方式連接信號、開關(guān)信息(S)相與邏輯構(gòu)成，開關(guān)執(zhí)行電路為設于開關(guān)碼鑒別輸入電路輸出端的、輸出信號作為本執(zhí)行電路中的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器觸發(fā)信號和開關(guān)驅(qū)動電路共同構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)集中控制裝置，其特征在于周期脈沖時序編碼電路是由時鐘端獲取計數(shù)脈沖信號的計數(shù)器(IC1)構(gòu)成，其計數(shù)脈沖來源于時鐘振蕩器，為產(chǎn)生分隔時鐘脈沖的周期脈沖信號，計數(shù)器(IC1)的置零R端設有置R電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)集中控制裝置，其特征在于置R電路是由單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(RSO)和該觸發(fā)器輸出端的延時電路構(gòu)成，延時電路輸出連接于計數(shù)器置零R端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)集中控制裝置，其特征在于碼接收執(zhí)行單元的周期脈沖時序編碼電路是由計數(shù)器(IC2)和R信號發(fā)生電路構(gòu)成，周期脈沖信號(b)輸入至計數(shù)器(IC2)的時鐘CP端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的開關(guān)集中控制裝置，其特征在于R信號發(fā)生電路為一路以周期脈沖信號(b)為與允許輸入信號、第二路經(jīng)RC延時電路并高電平允許至雙輸入反相器(F2)構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的開關(guān)集中控制裝置，其特征在于R信號發(fā)生電路為以自身尾碼信號作為自身單元R信號構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)集中控制裝置，其特征在于碼發(fā)生單元中，周期脈沖信號(b)和開關(guān)信息(S)之間設有切換調(diào)制電路，該切換調(diào)制電路是由切換至電源負極供電的開關(guān)信息(S)功能切換電路和周期脈沖信號(b)的反相電路構(gòu)成，周期脈沖信號(b)的反相電路為發(fā)射極跨接于周期脈沖信號(b)與地線之間的處于截止常態(tài)的開關(guān)管(Q10)構(gòu)成，功能切換電路為發(fā)射極設置于開關(guān)信息(S)與切換至負極電源供電的處于截止常態(tài)的開關(guān)管(Q11)作為開關(guān)信息(s)的反相電路，兩開關(guān)管(Q10、Q11)的集電極低允許調(diào)制疊加輸出調(diào)制信號b′；碼接收執(zhí)行單元中設有切換電路，該切換電路是由切換啟動輸出回路設于開關(guān)碼鑒別輸入電路的相與邏輯控制輸出端與負極電源之間的處于截止狀態(tài)的開關(guān)管(Q20)構(gòu)成，調(diào)制信號(b′)低允許輸入至開關(guān)管(Q20)基極，該開關(guān)管(Q20)切換啟動輸出回路中設有受控切換開關(guān)(KK)，該切換開關(guān)(KK)受控于接入電源負極的驅(qū)動電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)集中控制裝置，其特征在于實現(xiàn)級聯(lián)的碼接收執(zhí)行單元，其周期脈沖時序編碼電路(II)的計數(shù)器(IC2)的置R端設有CP脈沖允許輸入電路，該CP脈沖允許輸入電路是由以周期脈沖信號(b)為與允許信號、以周期脈沖信號(b)的延時信號為另一路與允許的反相器(F3)和單元穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(RST)及其反相觸發(fā)輸出的反相器(F4)構(gòu)成，反相器(F3)的輸出端為信號線1，觸發(fā)器(RST)的觸發(fā)輸入端為信號線2，各單元R信號發(fā)生電路為以自身尾碼信號作為自身單元R信號構(gòu)成，其尾碼輸出線為信號線3，級聯(lián)使用時，本單元的信號線1、信號線2、與該單元開關(guān)執(zhí)行電路的清零線4并接，前級單元的信號線3與其后一級單元的信號線2并接，增加的級聯(lián)單元信號線1懸空。
專利摘要本實用新型涉及的是實現(xiàn)多路開關(guān)信號集中傳輸控制的分散電器開關(guān)集中控制裝置。本分散電器開關(guān)集中控制裝置包括有提供開關(guān)數(shù)據(jù)的碼發(fā)生單元和接收開關(guān)數(shù)據(jù)的碼接收執(zhí)行單元兩部分，兩單元之間由開關(guān)碼傳輸線連接；碼發(fā)生單元和碼接收執(zhí)行單元中均包括有周期脈沖時序編碼電路、反碼電路、開關(guān)碼鑒別輸出/輸入電路。本裝置是由等機器周期脈沖信號產(chǎn)生編碼計數(shù)輸出，并通過反碼鑒別，按計數(shù)順序使周期脈沖信號的每一脈沖與各路開關(guān)唯一對應，實現(xiàn)開關(guān)啟動識別驅(qū)動的控制目的。本技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易于集成和成品化的特點。
文檔編號H03M7/00GK2727821SQ20042003168
公開日2005年9月21日 申請日期2004年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月20日
發(fā)明者李 權(quán) 申請人:李 權(quán)