智能型操作机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种智能型操作机构，包括依次相连的电机、驱动单元、控制单元和远端控制单元；驱动单元的结构为：电机电源连接到断路器QF1，再分别通过正转接触器KM1、反转接触器KM2连接到电机，断路器QF1连接到常闭辅助触点OF1，正转接触器KM1、反转接触器KM2连接到控制单元；控制单元的结构为：控制电源连接到断路器QF2，断路器QF2连接到常闭辅助触点OF2，断路器QF2还通过本地合闸按钮SB1连接到正转接触器KM1，通过本地分闸按钮SB2连接到反转接触器KM2；远端控制单元，接收智能型操作机构运行信息，向控制单元发出控制指令。本实用新型实现了本地控制和远端控制及两种控制之间的相互装换；结构简单，应用范围广，如应用在城市轨道交通牵引供电系统中。
【专利说明】
智能型操作机构
技术领域
[0001] 本实用新型涉及地铁供电线路，或者其他大型供电线路的操作机构，具体涉及一 种智能型操作机构。
【背景技术】
[0002] 目前，城市轨道交通正在各地大力发展，在DC1500V和750V直流供电系统中所使用 的户外型操作机构品种很多，虽然都能满足现有户外型操作机构的需要，但均没有数字通 信的功能，不能实现远方调度控制。由于现代科技发展日新月异，数字通信技术、光纤传输 技术已经非常成熟，而在现代DC1500V和750V直流供电系统中，均需要通过数字通信技术、 光纤传输技术实现远方调度控制。这样，就迫切需要一种新型操作机构。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能型操作机构，克服现有户外型操 作机构的缺点，实现"远端/本地"控制。
[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
[0005] -种智能型操作机构，包括依次相连的电机、驱动单元、控制单元和远端控制单 元；
[0006] 所述驱动单元的结构为：电机电源连接到断路器QF1，再分别通过正转接触器KM1、 反转接触器KM2连接到电机，所述断路器QF1连接到常闭辅助触点0F1，所述正转接触器KM1、 反转接触器KM2连接到控制单元；
[0007] 所述控制单元的结构为：控制电源连接到断路器QF2,所述断路器QF2连接到常闭 辅助触点0F2,所述断路器QF2还通过本地合闸按钮SB 1连接到正转接触器KM1，通过本地分 闸按钮SB2连接到反转接触器KM2;
[0008] 所述远端控制单元，用于接收所述智能型操作机构的运行信息，向所述智能操作 机构的控制单元发出控制指令，控制所述智能型操作机构运动。
[0009] 根据上述方案，设置有限位辅助开关SL1、SL2、SL3，所述限位辅助开关SL1和SL2分 别为合闸限位辅助开关和分闸限位辅助开关，分别用于控制操作机构的合闸位置和分闸位 置，限位辅助开关SL3为电动控制状态和手动控制状态的闭锁辅助开关，用于控制在手动操 作时电动控制失效。
[0010] 根据上述方案，还设置有转换开关QC，所述转换开关QC连接到远控合闸模块Kc和 远控分闸模块Ko，用于使控制单元处于本地控制状态或者远端控制状态。
[0011] 根据上述方案，断路器QF2与本地分闸按钮SB2之间还设置有外部闭锁，用于与外 部电器进行闭锁保护。
[0012] 根据上述方案，所述远端控制单元采用施耐德公司生产的型号为TM221CE16T的控 制器。
[0013]根据上述方案，还设置有环境控制单元，用于保证所述智能型操作机构需要的运 行环境，所述环境控制单元的结构为：加热电源、断路器QF3、温湿度控制器ST依次相连，所 述温湿度控制器ST还分别连接到温湿度传感器、风扇ELD和加热器EHD。
[0014] 根据上述方案，所述电机的型号为100ZY MOTOR-JY SBZ00-370/1400/220。
[0015] 根据上述方案，还设置有用于保护电机的电机保护器GDH，所述电机保护器GDH连 接在断路器QF1与电机之间。
[0016] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:利用网络数字通信技术、视频监控技 术实现操作机构的两种控制方式，分别是本地控制方式和远端控制方式;结构简单，应用范 围广，例如，应用在城市轨道交通牵引供电系统中。
【附图说明】
[0017] 图1是本实用新型智能型操作机构之控制单元结构示意图。
[0018] 图2是本实用新型智能型操作机构之驱动单元结构示意图。
[0019] 图3是本实用新型智能型操作机构之环境控制单元结构示意图。
[0020] 图4是本实用新型智能型操作机构之远端控制单元电气结构示意图。
[0021] 图5是本实用新型智能型操作机构之远端控制流程示意图。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。本实用新型主 要由电机、驱动单元、控制单元及远端控制单元组成，还可包括箱体。具体的，箱体由金属板 材通过折弯、钻孔、焊接、表面作防锈处理而成，它按照防护等级IP65设计。电机、驱动单元、 控制单元等相关零件均安装其内部。箱体上部开有通风口，并采取了相应的防护措施，下部 开有风扇安装孔、以及控制电缆和光纤的进出口。
[0023] 电机可采用市场上容易购买的100ZY M0T0R-JY SBZ00-370/1400/220的电动机 构，它由电机主体与涡轮转换机构组成，将自身电机的正反向旋转运动通过变速、转向将电 机的旋转运动转换为正反向旋转90°的旋转运动。
[0024] 如图2所示，驱动单元是用电力通过电气元件驱动电机旋转的电路，它与控制单元 相比，电流较大，功率较大。在驱动单元电路中，QF1是小型空气断路器，是整个电路的过流、 短路保护，同时它还带有常闭的辅助触点0F1，当整个驱动电路出现故障至使QF1保护跳闸 的时候，对外进行电源故障报警。GDH是为了保护电机的电机保护器，它保护电机在出现大 电流的情况下不会损坏。KM1与KM2是正转与反转的接触器，它通过控制单元来控制接触器 的线圈和主触头、实现给电机M提供正反向电流，从而实现电机的正转与反转。M是电动机构 C2的电机，它能正反向旋转，功率:370W，电源:DC220V，转速为1400r/min。
[0025] 如图1所示，控制单元是为了保护控制电机的电路，主要由主令电气元件组成。在 控制单元中，QF2是带辅助触点的双极小型空气断路器，它对整个电路进行短路和过流保 护;0F2是QF2小型断路器的常闭辅助触点，当QF2小型断路器因故障跳闸时对外提供电源故 障报警信号。为了与外部电器进行闭锁保护，电路中专门留有"外部闭锁"接口。为了实现远 端控制的功能，设立了"远控合Kc"和"远控分Ko"接口。QC是万能转换开关，通过它的转换实 现控制单元处于"本地控制"状态"远端控制"状态、"停止控制"状态。SB1是本地合闸按钮， SB2是本地分闸按钮，SB3是应急分闸按钮。KM1为合闸接触器，KM2为分闸接触器，通过控制 KM1和KM2可以实现合闸和分闸的控制功能。SL1、SL2、SL3为限位辅助开关，SL1和SL2分别为 合闸限位辅助开关和分闸限位辅助开关，通过它们控制电动操作机构的合闸位置和分闸位 置。SL3为电动控制状态和手动控制状态的闭锁辅助开关，通过它可实现在手动操作时电动 控制失效。当电机保护器GDH因故障动作时，通过电机保护器的辅助触头断开实现对电机M 的保护。
[0026] 如图3所示，环境控制单元主要由风扇ELD、加热器EHD、温湿度控制器ST、空气开关 QF3(断路器QF3)、温湿度传感器SL等元件组成，它是为了保证控制中心的工作环境-5°C~ 55°C而设的。当外部环境过低时通过加热器加热，当外部环境过高时，通过风扇加速空气流 通散热。空气开关QF3对整个环境控制单元进行保护，加热器EHD加热温度，风扇ELD降低温 度，SL为温湿度传感器它采集环境的即时温度传给温湿度控制器ST，由温湿度控制器ST分 析确定是加热还是降温，保证工作环境在_5°C~55°C。
[0027] 所述远端控制单元的电气结构如图4所示，在本实用新型中，可选用施耐德公司生 产的TM221CE16T工业控制器，TM221CE16T工业控制器内部有专为ZGGW1-1.8户外型操作机 构设计的系统控制系统，所述控制系统采用模块化设计方法，具有较好的可靠性，扩充性、 兼容性。
[0028] 所述远端控制单元具有嵌入式输入/输出，满足实际控制对I/O点数和类型的要 求，该远端控制单元配有一个备用电池，如果发生断电，备用电池为RTC和所有数据供电。所 述远端控制单元还内置一路RS485接口和一路RJ45接口，支持Mobus TCP/RTU/ASCII协议， 便于与其他设备进行通信。
[0029] 本实用新型中远端控制单元工作流程如图5所示，主要由主程序、S0E记录调用、开 关量遥信、开关量遥控、运行及故障指示、温湿度采集及控制、系统字映射、IP设置、对时、 S0E记录等组成，其功能和任务简述见表1。远端控制单元采集ZGGW1-1.8户外型操作机构的 运行状态，通过通信系统进行数据通信，获取隔离开关的运行信息，并发出控制指令，控制 本智能化操作机构运动，使ZGGW1-1.8户外型操作机构实现了自动化功能。
[0030]表1远端控制单元简要功能和执行任务
[0032]远端控制单元是ZGGW1-1.8/3150户外型操作机构的重要组成部分，还包括分闸继 电器KC、合闸继电器K0、熔断器RD1、熔断器RD2、光纤交换机GXJ、直流电源DY等元件组成。它 通过轨道和安装板组合在一起形成一个单元，安装在操作机构箱内部。
【主权项】
1. 一种智能型操作机构，其特征在于，包括依次相连的电机、驱动单元、控制单元和远 端控制单元； 所述驱动单元的结构为：电机电源连接到断路器QFl，再分别通过正转接触器KM1、反转 接触器KM2连接到电机，所述断路器QFl连接到常闭辅助触点OFl，所述正转接触器KMl、反转 接触器KM2连接到控制单元； 所述控制单元的结构为:控制电源连接到断路器QF2,所述断路器QF2连接到常闭辅助 触点0F2，所述断路器QF2还通过本地合闸按钮SBl连接到正转接触器KMl，通过本地分闸按 钮SB2连接到反转接触器KM2; 所述远端控制单元，用于接收所述智能型操作机构的运行信息，向所述智能操作机构 的控制单元发出控制指令，控制所述智能型操作机构运动。2. 如权利要求1所述的智能型操作机构，其特征在于，设置有限位辅助开关SL1、SL2、 SL3,所述限位辅助开关SLl和SL2分别为合闸限位辅助开关和分闸限位辅助开关，分别用于 控制操作机构的合闸位置和分闸位置，限位辅助开关SL3为电动控制状态和手动控制状态 的闭锁辅助开关，用于控制在手动操作时电动控制失效。3. 如权利要求1所述的智能型操作机构，其特征在于，还设置有转换开关QC，所述转换 开关QC连接到远控合闸模块Kc和远控分闸模块Ko，用于使控制单元处于本地控制状态或者 远端控制状态。4. 如权利要求1所述的智能型操作机构，其特征在于，断路器QF2与本地分闸按钮SB2之 间还设置有外部闭锁，用于与外部电器进行闭锁保护。5. 如权利要求1所述的智能型操作机构，其特征在于，所述远端控制单元采用施耐德公 司生产的型号为TM221CE16T的控制器。6. 如权利要求1至5任一项所述的智能型操作机构，其特征在于，还设置有环境控制单 元，用于保证所述智能型操作机构需要的运行环境，所述环境控制单元的结构为：加热电 源、断路器QF3、温湿度控制器ST依次相连，所述温湿度控制器ST还分别连接到温湿度传感 器、风扇ELD和加热器EHD。7. 如权利要求1所述的智能型操作机构，其特征在于，所述电机的型号为I OOZY MOTOR-JYSBZ00-370/1400/220。8. 如权利要求1所述的智能型操作机构，其特征在于，还设置有用于保护电机的电机保 护器GDH，所述电机保护器GDH连接在断路器QFl与电机之间。
【文档编号】H02J13/00GK205595894SQ201620300949
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】胡钧, 黎兴源, 常连奇, 徐光强
【申请人】珠海南自电气系统工程有限公司