专利名称：分散电器开关集中控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是实现多路分散电器的开断集中控制的技术改进。
背景技术：
电气控制技术领域中存在大量的多路分散电器的开关远程及集束控制，如小型的有建筑内分散布置的灯具、用电器具等开关集中控制、机床的开关控制器件的集中布置、汽车灯具及其它电器的集中开关控制等，规模较大的有厂矿企业的自动化中央控制设计等等。然而，目前的开关集中控制技术绝大多数仍停留在由单一线路作为单一开关部件传输线的控制方式，因此大量传输线缆的配备以及为该线束专门设计的走线结构，既增加了组装走线工艺设计和加工复杂程度，也给检测、维修等都带来极大的麻烦。中国专利CN02280251.7、名称为“车载灯光总线控制装置”的专利技术，本技术从直接为各路开关和其控制器件对应编码入手，再经译码器及传输总线为构造形式实现减少传输线缆数的集中控制目的，这种控制形式存在有电路结构复杂、线缆芯线数仍在一定程度上受被控电器的增多影响等技术弊病，而且若要实现串行数据走线，还要增设接口转换电路。所以该技术仅仅是减少传输线缆芯线数的一种技术解决思路。
实用新型内容要确实减少多路开关传输线缆芯线数目，同时克服线缆芯线数仍在一定程度受开关数量增加影响的技术弊病，本实用新型提供了一种分散电器开关集中控制装置的技术方案，本技术方案的主要技术内容是本分散电器开关集中控制装置包括有提供开关数据信息的码发生单元和接收开关数据信息的码接收执行单元两部分，两单元之间由开关信息传输缆线连接；①、码发生单元包括有周期脉冲时序编码电路I、反码电路和开关码鉴别输出电路，周期脉冲时序编码电路输出机器周期脉冲信号b、并向反码电路输出时序计数主码信号，开关码鉴别输出电路为设置于各路开关K1-KN回路的、与各路开关对应的主码方式连接信号、反码方式连接信号相与逻辑控制构成，输出与各路开关K1-KN对应的动作启动信号的开关信息S；②、码接收执行单元包括有周期脉冲时序编码电路II、反码电路、开关码鉴别输入电路和开关执行电路组成，开关码鉴别输入电路为输出控制各路执行回路的分别与各路开关对应的主码方式连接信号、反码方式连接信号、开关信息S相与逻辑构成，开关执行电路设于开关码鉴别输入电路输出端。
本实用新型的工作原理是等机器周期脉冲信号使周期脉冲时序编码电路顺序产生编码计数输出，并通过反码鉴别，按计数顺序使周期脉冲信号的每一脉冲与各路开关唯一对应，当某一开关被设置有开关启动信号时，即由相应的脉冲位置输出开关启动信号，识别、驱动对应的开关执行电路，从而实现开关集中控制目的。本技术具有电路简单、成本低、体积小、易于集成的特点，能够与各种用电器件集成组装一体制造，传输电缆芯线数量不受开关数量增加的影响，由两到三根传输芯线即可完成多路分散电器的开关信号集中控制目的，可广泛应用于配电柜、机床等电气设备、附着于建筑物的各用电器具控制，以及工矿企业的开关自动化集中控制和回测应用，与PC计算机能组成低成本的自动化控制系统及回测网络等，极大地降低了连线控制成本，大大简化了走线工艺设计。
图1、图2分别为本分散电器开关集中控制装置的码发生单元、码接收执行单元的电路结构框图图3、图7分别为码发生单元的两具体实施电路结构的电路原理图图4、图8分别为码接收执行单元的两实施电路结构的电路原理图图5和图6分别为周期脉冲信号b和开关信息s两种切换调制方法的波形图。
具体实施方式
本实用新型的分散电器开关集中控制装置包括有码发生单元和码接收执行单元两部分，可分别设置于控制中心装置和被控用电器件上，两单元之间经传输开关信息的传输线缆连接。
本装置的码发生单元和码接收执行单元中均设置有周期脉冲时序编码电路、反码电路和开关码鉴别输出/输入电路，周期脉冲时序编码电路是用于在周期脉冲的作用下产生二进制编码计数的主码信号。本实施例的码发生单元中，其周期脉冲时序编码电路I是由时钟CP端获取计数脉冲信号的计数器IC1构成，其计数脉冲来源于时钟振荡器，为产生分隔时钟脉冲的周期脉冲信号，计数器IC1的置零R端设有置R电路，该置R电路是由单稳态触发器RSO和该触发器输出端的延时电路构成，置R的持续时间取决于延时电路的RC延时时间常数；周期脉冲时序编码电路I的二进制编码计数的主码信号由各输出端分别输出，连接至反相器IC10构成的反码电路，反码电路输出二进制反码信号，在该实施电路中，周期脉冲时序编码电路I的全部高有效码作为尾码，提供给单稳态触发器RSO作为触发信号，启动触发器RSO产生计数器IC1的置R信号，该置R信号经反相后与时钟脉冲信号Z经与门F1输出计数周期脉冲信号b。其开关码鉴别输出电路为分别设置于由各路开关K1-KN回路、以各路开关所对应的主码方式连接信号、反码方式连接信号相与逻辑输出控制构成，输出与各路开关K1-KN对应的开关信息S。在该电路中，开关信息s与信号b相与输出，实现两者同步输出控制。
码接收执行单元的周期脉冲时序编码电路II、反码电路和开关码鉴别输入电路，与码发生单元具有基本相同的结构构成，如图2所示的实施例，其周期脉冲时序编码电路II是由计数器IC2和R信号发生电路构成，周期脉冲信号b输入至计数器IC2的时钟CP端，R信号发生电路输出信号用于使计数器IC2自身清零，它其中一路以周期脉冲信号b为与允许输入信号、第二路经RC延时电路并高电平允许至双输入反相器F2构成，向计数器IC2输出置R信号；周期脉冲时序编码电路II的二进制编码计数的主码信号的各输出端分别连接设有由反相器IC20构成的反码电路；开关码鉴别输入电路为各开关执行电路分别对应的主码方式连接信号、反码方式连接信号和开关信息S相与逻辑输出控制构成，如图4给出的是实现第5路开关执行电路控制的电路原理图，其开关码鉴别输入电路是由二进制主码101连接方式、反码010连接方式分别经单向二极管D21、D22、和开关信息S及其单向二极管D23相与逻辑输出，控制启动开关执行电路，开关执行电路设于该与逻辑输出端、分别由单稳态触发器RS1-RSN和相应开关驱动电路构成，与逻辑输出信号分别作为各路单稳态触发器RS1-RSN的触发信号。为了使开关执行电路持续响应各周期连续传输的开关信息，各路单稳态触发器RS1-RSN的输出端设有信号延持电路，在本实施例中该信号保持电路为模拟RC延时电路构成。
由上述电路结构可以看出，其传输线为传输计数周期脉冲信号b、开关信息S和地线的三芯电缆传输线，即如图5所示的波形输出。为进一步减少电缆线芯数，只有将计数周期脉冲信号b与开关信息S调制叠加于一根传输线上，即完成调制图6所示传输波形，就可实现二线制电缆传输。本实施例针对较为优越的供电环境而设计了二线制电缆传输结构，即利用负电源同时供电，如图7所示的码发生单元中，周期脉冲信号b和开关信息S之间设有切换调制电路，该切换调制电路是由切换至电源负极供电的开关信息S功能切换电路和周期脉冲信号b的反相电路构成，周期脉冲信号b的反相电路为发射极跨接于周期脉冲信号b与地线之间的处于截止常态的开关管Q10构成，功能切换电路为发射极设置于开关信息S与切换至负极电源供电的处于截止常态的开关管Q11作为开关信息s的反相电路，两开关管Q10、Q11的集电极低允许调制叠加输出调制信号b′，该调制信号b′与地线组成了二芯线传输线；如图8所示，在其码接收执行单元中设有切换电路，该切换电路是由切换启动输出回路设于开关码鉴别输入电路的相与逻辑控制输出端与负极电源之间的处于截止状态的开关管Q20构成，调制信号b′低允许输入至开关管Q20基极，该开关管Q20切换启动输出回路中设有受控切换开关KK，该切换开关KK受控于接入电源负极的驱动电路。由单一接收执行电路单元实现更多路开关量的集中控制会极为受限，为适应实际控制需求、有效地扩展可控开关数，图8的电路原理图中设置了为各接收执行单元级联方式扩展开关数的电路结构，其周期脉冲时序编码电路II的计数器IC2的置R端设有CP脉冲允许输入电路，该CP脉冲允许输入电路是由以周期脉冲信号b为与允许信号、以周期脉冲信号b的延时信号为另一路与允许的反相器F3和单元稳态触发器RST及其反相触发输出的反相器F4构成，反相器F3的输出端为信号线1，触发器RST的触发输入端为信号线2，各单元R信号发生电路为以自身尾码信号作为自身单元R信号构成，其尾码输出线为信号线3。当需本级单元单一使用时，其信号线1、2、4并接，信号线3悬空(图中的NC表示悬空)，其R信号发生电路是以各单元以自身尾码信号作为自身单元的R信号；当需多级单元级联使用时，本单元的信号线1、信号线2、与该单元开关执行电路的清零线4并接，前级单元的尾码置R信号线3与其后一级单元的信号线2并接，增加的级联单元信号线1悬空，以实现各级的顺序工作。
权利要求1.一种分散电器开关集中控制装置，其特征在于它包括有提供开关数据信息的码发生单元和接收开关数据信息的码接收执行单元两部分，两单元之间由开关信息传输缆线连接；①、码发生单元包括有周期脉冲时序编码电路(I)、反码电路和开关码鉴别输出电路，周期脉冲时序编码电路输出机器周期脉冲信号(b)、并向反码电路输出时序计数主码信号，开关码鉴别输出电路为设置于各路开关(K1-KN)回路的、与各路开关对应的主码方式连接信号、反码方式连接信号相与逻辑控制构成，输出与各路开关(K1-KN)对应的动作启动信号的开关信息(S)；②、码接收执行单元包括有周期脉冲时序编码电路(II)、反码电路、开关码鉴别输入电路和开关执行电路组成，开关码鉴别输入电路为输出控制各路执行回路的分别与各路开关对应的主码方式连接信号、反码方式连接信号、开关信息(S)相与逻辑构成，开关执行电路为设于开关码鉴别输入电路输出端的、输出信号作为本执行电路中的单稳态触发器触发信号和开关驱动电路共同构成。
2.根据权利要求1所述的开关集中控制装置，其特征在于周期脉冲时序编码电路是由时钟端获取计数脉冲信号的计数器(IC1)构成，其计数脉冲来源于时钟振荡器，为产生分隔时钟脉冲的周期脉冲信号，计数器(IC1)的置零R端设有置R电路。
3.根据权利要求2所述的开关集中控制装置，其特征在于置R电路是由单稳态触发器(RSO)和该触发器输出端的延时电路构成，延时电路输出连接于计数器置零R端。
4.根据权利要求1所述的开关集中控制装置，其特征在于码接收执行单元的周期脉冲时序编码电路是由计数器(IC2)和R信号发生电路构成，周期脉冲信号(b)输入至计数器(IC2)的时钟CP端。
5.根据权利要求4所述的开关集中控制装置，其特征在于R信号发生电路为一路以周期脉冲信号(b)为与允许输入信号、第二路经RC延时电路并高电平允许至双输入反相器(F2)构成。
6.根据权利要求4所述的开关集中控制装置，其特征在于R信号发生电路为以自身尾码信号作为自身单元R信号构成。
7.根据权利要求1所述的开关集中控制装置，其特征在于码发生单元中，周期脉冲信号(b)和开关信息(S)之间设有切换调制电路，该切换调制电路是由切换至电源负极供电的开关信息(S)功能切换电路和周期脉冲信号(b)的反相电路构成，周期脉冲信号(b)的反相电路为发射极跨接于周期脉冲信号(b)与地线之间的处于截止常态的开关管(Q10)构成，功能切换电路为发射极设置于开关信息(S)与切换至负极电源供电的处于截止常态的开关管(Q11)作为开关信息(s)的反相电路，两开关管(Q10、Q11)的集电极低允许调制叠加输出调制信号b′；码接收执行单元中设有切换电路，该切换电路是由切换启动输出回路设于开关码鉴别输入电路的相与逻辑控制输出端与负极电源之间的处于截止状态的开关管(Q20)构成，调制信号(b′)低允许输入至开关管(Q20)基极，该开关管(Q20)切换启动输出回路中设有受控切换开关(KK)，该切换开关(KK)受控于接入电源负极的驱动电路。
8.根据权利要求1所述的开关集中控制装置，其特征在于实现级联的码接收执行单元，其周期脉冲时序编码电路(II)的计数器(IC2)的置R端设有CP脉冲允许输入电路，该CP脉冲允许输入电路是由以周期脉冲信号(b)为与允许信号、以周期脉冲信号(b)的延时信号为另一路与允许的反相器(F3)和单元稳态触发器(RST)及其反相触发输出的反相器(F4)构成，反相器(F3)的输出端为信号线1，触发器(RST)的触发输入端为信号线2，各单元R信号发生电路为以自身尾码信号作为自身单元R信号构成，其尾码输出线为信号线3，级联使用时，本单元的信号线1、信号线2、与该单元开关执行电路的清零线4并接，前级单元的信号线3与其后一级单元的信号线2并接，增加的级联单元信号线1悬空。
专利摘要本实用新型涉及的是实现多路开关信号集中传输控制的分散电器开关集中控制装置。本分散电器开关集中控制装置包括有提供开关数据的码发生单元和接收开关数据的码接收执行单元两部分，两单元之间由开关码传输线连接；码发生单元和码接收执行单元中均包括有周期脉冲时序编码电路、反码电路、开关码鉴别输出/输入电路。本装置是由等机器周期脉冲信号产生编码计数输出，并通过反码鉴别，按计数顺序使周期脉冲信号的每一脉冲与各路开关唯一对应，实现开关启动识别驱动的控制目的。本技术具有结构简单、成本低、易于集成和成品化的特点。
文档编号H03M7/00GK2727821SQ20042003168
公开日2005年9月21日 申请日期2004年5月20日 优先权日2004年5月20日
发明者李 权 申请人:李 权