一种智能现场操显装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于控制显示技术领域，具体涉及一种智能现场操显装置，用于现场启、停控制和可编程运行状态的显示。
【背景技术】
[0002]现有的现场控制装置有三防操作柱、操作屏、控制按钮盒等。其中，三防操作柱是将控制按钮、指示灯、指示仪表等组合安装在具有防护等级的壳体内，以实现现场操作指示等功能，现有三防操作注的不足之处是接线复杂、对壳体防护等级要求较高、使用周期受按钮机械触点寿命影响、指示运行状态简单、通用性低、功能升级完备性差，三防操作柱在制造之初就确定其单一功能、无法增加及变更控制、显示方式，适应性差。操作屏是将控制按钮、指示灯、指示仪表等组装为一面操作柜，从而实现远程集中控制、显示设备的运行状态，在操作屏的设计之初即确定其有使用功能单一、接线复杂、现场安装困难、体积庞大、无法简洁显示运行状态等不足，同时对操作屏现场更改控制功能、增加控制回路增加难度，由于操作屏柜体防护等级低的特性，使其对运行环境要求较高。控制按钮盒通过将控制开关、指示灯、仪表等集成在具有相应防护等级的盒体内，通过主令器件之间的硬接线来与对应电气回路配套，实现控制功能，按钮盒功能在产品订购之初即以定型，存在功能单一、通用性差、现场更改难度大，接线复杂等缺点。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是针对上述不足，提供一种体积小巧、功能完善、通用性强、操作简单显示直观、可靠性高、无触点免维护、无环境污染，安装方便的智能现场操显装置。
[0004]本实用新型的技术解决方案是:一种智能现场操显装置，其特征在于:包括人机交互系统、主控单元、固态输出单元和通讯模块；其中，人机交互系统由触控式键盘和OLED显示屏幕组成；固态输出单元由并联的固态输出电路组构成，每组固态输出电路均由光电隔离输入电路、过零触发电路和阻容吸收回路组成；主控单元分别与人机交互系统、固态输出单元和通讯模块连接。光电隔离驱动元件OC将主控单元通讯过来的控制信号进行隔离放大后过零触发双向可控硅SCR，从而将控制信号输出至现场控制回路。通讯模块是有已知的硬件电路来实现具体的功能，根据现场的实际情况有多种选择，通过MODBUS协议、PR0FIBUS-DP协议进行遥控、遥测，也可采用以太网通讯和PoE供电方式来实现。
[0005]本实用新型的技术解决方案中所述的触控式键盘是由防水触摸芯片CKIC、触控式按键SW和信号接口构成，触控式按键通过检测人手指的输入信号，将输入信号送至防水触摸芯片CKIC进行处理，而后通过通讯接口与主控单元相连接。
[0006]本实用新型的技术解决方案中所述的光电隔离输入电路由光电隔离驱动元件和输入电阻构成；过零触发电路由双向可控硅、第三电阻、第四电阻构成；阻容吸收回路由串联的第三电容与第五电阻构成；第三电阻连接在光电隔离驱动元件与双向可控硅之间，阻容吸收回路与双向可控硅并联。
[0007]本实用新型的有益效果是:通过触控式键盘监测电荷的微小变化来确定手指接近或者触摸到感应表面，因而无任何机械部件，可增加使用寿命，感测按键直接放置到具有防护等级的绝缘层制成与周围环境密封的键盘提升防护等级，按键大小、形状可自由组合，夕卜观美观、不变型不褪色、经久耐用；采用OLED显示屏，降低整体功耗，节约电能，减少对环境的要求，增强了整体的适应性，对于控制结果显示直观，现场调整方便，无需更改硬件接线更新一下显示程序即可增减显示结果，使显示效果更加贴近实际运行状态；运用双向可控硅驱动控制回路，具有响应速度快，无机械触点，避免机械触点分合时产生电弧，增强防护等级，延长使用寿命；采用通讯控制方式，方便智能现场操显装置与其他设备的链接，兼容性提高，设备互换性加强；模块化设计，维护简单，升级更新方便。
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型的结构框图。
[0009]图2是本实用新型人机交互系统的电路图。
[0010]图3是本实用新型固态输出单元的电路图。
【具体实施方式】
[0011]如图1所示。本实用新型智能现场控制显示装置，包括人机交互系统1、主控单元
2、固态输出单元3和通讯模块4。其连接关系为:人机交互系统I与主控单元2相连接，主控单元2与固态输出单元3相连接，主控单元2与通讯模块4相连接，通讯模块4与控制系统5相连接，构成弱电控制回路。通讯模块4是由已知的硬件电路来实现具体的功能，如标准MAX485芯片硬件电路，根据现场的实际情况有多种选择，通过MODBUS协议、PR0FIBUS-DP协议进行遥控、遥测，也可采用以太网通讯和PoE供电方式来实现。固态输出单元3与外部电气控制线路6相连接组成主控制回路。主控单元I采用美国microchip公司DSP30F4011高速处理芯片作为主控芯片，设置编程接口，方便现场实际调整运行画面及控制方式。
[0012]如图2所示。人机交互系统I由触控式键盘、信号接口 1.3和OLED显示屏幕1.4组成。其中，触控式键盘是由触控式按键1.1、防水触摸芯片1.2构成。第一触控式按键Il-SW与第二电容11-C2、第二电阻11-R2并联后与二极管Il-Dl串联，然后与第一电阻Il-Rl并联接入触控式按键11-SW、防水触摸芯片CKIC，第一电容I 1-Cl与触控式按键11-SW、防水触摸芯片CKIC相连接。同理，第η触控式按键In-SW与第二电容ln_C2、第二电阻ln_R2、二极管ln-Dl、第一电阻ln-Rl、第一电容In-Cl连接方式相同。由以上器件共同完成触控键盘的检测回路，其中触控式键盘的按键数根据实际情况具体增减，触控按键检测原理相同。信号接口 1.3是通过防水触摸芯片CKIC和OLED显示屏幕自身自带的硬件通讯接口重新编程，固化后形成与主控单元2对应的内部通讯协议。
[0013]如图3所示。固态输出单元3由多组并联的固态输出电路组成。其中，每组固态输出电路均由光电隔离输入电路、过零触发电路和阻容吸收回路组成。第一光电隔离输入电路由光电隔离驱动元件1-OC和输入电阻21-R1构成，过零触发电路由双向可控硅21-SCR、第三电阻21-R2、第四电阻21-R3构成，第三电阻21-R2连接在光电隔离驱动元件1_0C与双向可控硅21-SCR之间，阻容吸收回路由串联的第三电容21-C1与第五电阻21-R4构成，与双向可控硅21-SCR并联。控制信号通过输入电阻21-R1后与光电隔离驱动元件21-0C接入12V直流电源，光电隔离驱动元件21-0C将控制信号进行光电隔离后通过第三电阻21-R2、第四电阻21-R3送入双向可控硅21-SCR，进行过零触发，这样就实现了控制信号的隔离输出、高速响应。具体驱动回路数根据实际情况具体增减，驱动回路原理相同。
[0014]工作原理:触控式按键1.1检测操作人员的键入信号，通过内部通讯传递给主控单元2，主控单元对信号进行运算处理后，通过固态输出单元3送入电气控制回路；控制系统通过通讯的方式将远程运行控制状态传递给通讯模块4，通讯模块将数据解析后传递给主控单元2驱动OLED显示屏幕1.4进行显示；在组态环境下，主控单元2与通讯单元4与控制系统进行数据交换，人机交互系统I根据主控单元2的数据和现场实际情况进行信号检测和状态显示，此时固态输出单元3作为硬件备用。
[0015]通过触控式键盘监测电荷的微小变化来确定手指接近或者触摸到感应表面；无任何机械部件，增强使用寿命，感测按键直接放置到具有防护等级的绝缘层制成与周围环境密封的键盘提升防护等级，按键大小、形状可自由组合，外观美观、不变型不褪色、经久耐用；采用OLED显示屏，降低整体功耗，节约电能，减少对环境的要求，增强了整体的适应性，对于控制结果显示直观，现场调整方便，无需更改硬件接线，仅需现场通过主控单元的编程接口更新一下显示程序即可增减显示结果，使显示效果更加贴近实际运行状态。运用双向可控硅驱动控制回路，具有响应速度快，无机械触点，避免机械触点分合时产生电弧，增强防护等级，延长使用寿命；主控单元设置编程接口方便现场更改控制方式，增强设备的适应性；采用通讯控制方式，方便智能现场操显装置与其他设备的链接，兼容性提高，设备互换性加强；模块化设计，维护简单，升级更新方便。
【主权项】
1.一种智能现场操显装置，其特征在于:包括人机交互系统(1)、主控单元(2)、固态输出单元(3)和通讯模块(4);其中，人机交互系统(I)由触控式键盘和OLED显示屏幕组成；固态输出单元(3)由并联的固态输出电路组构成，每组固态输出电路均由光电隔离输入电路、过零触发电路和阻容吸收回路组成；主控单元(2)分别与人机交互系统(1)、固态输出单元(3)和通讯模块(4)连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能现场操显装置，其特征在于:所述的触控式键盘是由防水触摸芯片(CKIC)、触控式按键(Sff)和信号接口构成，通过通讯接口与主控单元(2)相连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种智能现场操显装置，其特征在于:所述的光电隔离输入电路由光电隔离驱动元件(1-0C)和输入电阻(21-R1)构成；过零触发电路由双向可控硅(21-SCR)、第三电阻(21-R2)、第四电阻(21-R3)构成；阻容吸收回路由串联的第三电容(21-C1)与第五电阻(21-R4)构成；第三电阻(21-R2)连接在光电隔离驱动元件(1_0C)与双向可控硅(21-SCR)之间，阻容吸收回路与双向可控硅(21-SCR)并联。
【专利摘要】本实用新型的名称为一种智能现场操显装置。属于控制显示技术领域。它主要是解决现有现场操显装置存在功能单一、接线复杂和使用寿命短的问题。它的主要特征是：包括人机交互系统、主控单元、固态输出单元和通讯模块；其中，人机交互系统由触控式键盘和OLED显示屏幕组成；固态输出单元由并联的固态输出电路组构成，每组固态输出电路均由光电隔离输入电路、过零触发电路和阻容吸收回路组成；主控单元分别与人机交互系统、固态输出单元和通讯模块连接。本实用新型具有体积小巧、功能完善、通用性强、操作简单显示直观、可靠性高、无触点免维护、无环境污染，安装方便的特点，主要用于现场启、停控制和可编程运行状态的显示。
【IPC分类】G05B19-418
【公开号】CN204595579
【申请号】CN201520197192
【发明人】葛文刚, 雷珺, 李殿庆, 冯少锋
【申请人】襄阳安迈电气有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月3日