一種帶自診斷報警功能的繼電器輸出裝置的製作方法

2023-05-01 21:21:11 1

本實用新型涉及繼電器技術領域，具體地說是一種帶自診斷報警功能的繼電器輸出裝置。

背景技術：

現有的繼電器大多為一路繼電器，並且佔用空間大，如果出現故障後並不能判斷是何種故障，也不能及時報警通知，如果繼電器觸點發生粘連或合不上，則會造成重大人身安全和經濟損失。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種帶自診斷報警功能的繼電器輸出裝置，用於解決現有的繼電器不能自診斷和報警的問題。

本實用新型解決其技術問題所採取的技術方案是：一種帶自診斷報警功能的繼電器輸出裝置，其特徵是，包括繼電器輸出裝置外殼和內部電路；所述的內部電路包括前端電壓採集電路、後端電壓採集電路、多個繼電器電路、控制電路、通信電路、報警電路和外部繼電器電路；所述的前端電壓採集電路的輸入端和繼電器電路的輸入端與控制源相連，繼電器電路的輸出端分別與後端電壓採集電路的輸入端和被控用電裝置相連，前端電壓採集電路的輸出端和後端電壓採集電路的輸出端與控制電路的信號輸入端相連，控制電路的輸出端與通信電路和報警電路相連，控制電路的控制端與外部繼電器電路的線圈相連，外部繼電器電路的觸點與電源總閘相連；

所述的繼電器輸出裝置外殼包括背板和「凹」形蓋板，所述的蓋板與背板通過螺栓固定，在所述的蓋板的頂部和底部分別設置有接線端子排，所述的接線端子排與繼電器電路相連；在蓋板的正面設置有指示燈，指示燈與控制電路相連；在蓋板的兩側分別設置有魚鱗狀通風孔。

進一步地，所述的接線端子排上的接線柱採用磁性金屬結構件。

進一步地，所述的指示燈包括報警指示燈。

進一步地，所述的前端電壓採集電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C1、電容C2、二極體D1、二極體D2、運算放大器A1和運算放大器A2；電阻R1的一端與控制源相連，電阻R1的另一端分別與運算放大器A1的同相輸入端、電阻R3的一端和電阻R4的一端相連，運算放大器A1的反相輸入端與電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端接地，電阻R3的另一端與二極體D1的正極相連，二極體D1的負極和二極體D2的正極與運算放大器A1的輸出端相連，二極體D2的負極和電阻R4的另一端分別與運算放大器A2的同相輸入端、電阻R6的一端和電容C1的一端相連，運算放大器A2的反相輸入端與電阻R5的一端相連，電阻R5的另一端接地，電阻R6的另一端、電容C1的另一端和運算放大器A2的輸出端與電阻R7的一端相連，電阻R7的另一端和電容C2的一端與控制電路的輸入端相連，電容C2的另一端接地；

所述的後端電壓採集電路與前端電壓採集電路的電路結構相同；

所述的繼電器電路包括電阻R15、電阻R16、二極體D5、二極體D6、三極體Q1、線圈K1和觸點開關k1；所述電阻R15的一端和三極體Q1的基極與控制源相連，三極體Q1的發射極分別與線圈K1的一端、二極體D5的負極和二極體D6的正極相連，線圈K1的另一端、二極體D5的正極和電阻R16的一端相連並接24V電壓，電阻R16的另一端與二極體D6的負極相連，三極體Q1的集電極接地；

所述的外部繼電器電路的電路結構與繼電器電路的電路結構相同；

所述的控制電路包括AT89S51單片機電路；

所述的通信電路包括485通信電路，或/和無線通信電路，所述的485通信電路包括MAX485晶片、電阻R17、電阻R18、電阻R19和電阻R20；MAX485晶片的RO引腳與單片機單片機電路的10號引腳相連，MAX485晶片的DI引腳與單片機單片機電路的11號引腳相連，MAX485晶片的RE引腳和DE引腳與單片機單片機電路的1號引腳相連；MAX485晶片的B引腳與電阻R17的一端相連，MAX485晶片的A引腳與電阻R18的一端相連，電阻R17的另一端分別與扎針J1和電阻R19的一端相連，電阻R18的另一端分別與扎針J1和電阻R20的一端相連，電阻R19的另一端接地，電阻R20的另一端接12V電壓；

所述的無線通信電路包括zigbee無線通信電路，所述的zigbee無線通信電路包括JF24C晶片雙向通信電路，JF24C晶片與單片機電路的I/O端相連；

所述的報警電路包括電阻R21、電阻R22、報警指示燈D7、三極體Q2和蜂鳴器；所述的電阻R21的一端和電阻R22的一端與單片機電路的38號引腳相連，電阻R21的另一端與報警指示燈D7的負極相連，電阻R22的另一端與三極體Q2的基極相連，三極體Q2的集電極與蜂鳴器的一端相連，蜂鳴器的另一端接12V電源，三極體Q2的發射極和報警指示燈D7的正極相連並接地。

本實用新型的有益效果是：本實用新型提供的一種帶自診斷報警功能的繼電器輸出裝置，設置有多路繼電器電路，多路繼電器電路構成的繼電器輸出裝置相比於多個繼電器極大地減小了體積，節省空間。

現有的接線柱為金屬件，由於接線柱較小，在接線時容易脫落；本發明的接線柱採用磁性金屬結構件，當接導線時，由於磁力的作用先吸住導線，當擰緊接線柱時導線不容易脫落。

本實用新型在外殼的兩側設置有通風孔，便於散熱，通風孔採用魚鱗孔，便於遮擋灰塵進入。

本實用新型在繼電器電路的進線端和出線端分別設置有電壓採集電路，電壓採集電路將採集到的電壓信號發送給控制電路，控制電路進行對比，從而得出是由於什麼原因而出現的故障，並將故障信號和故障原因通過通信電路發送給上位機，本發明採用了多種通信方式，能夠有適應不同的現實情況，給用戶提供多種選擇；同時設置有報警指示燈和蜂鳴器，如出現故障，會及時通知。

本實用新型如出現故障，則控制電路通過外部繼電器電路控制電源總開關分閘，避免重大事故的發生。

附圖說明

圖1為本實用新型的模塊結構連接圖；

圖2為本實用新型繼電器輸出裝置外殼的正視圖；

圖3為本實用新型繼電器輸出裝置外殼的左視圖；

圖4為本實用新型的前端電壓採集電路圖；

圖5為本實用新型的後端電壓採集電路圖；

圖6為本實用新型繼電器電路圖；

圖7為本實用新型外部繼電器電路圖；

圖8為本實用新型控制電路圖；

圖9為本實用新型485通信電路圖；

圖10為本實用新型zigbee無線通信電路圖；

圖11為本實用新型的報警電路圖；

圖中：1、背板，2、蓋板，3、接線端子排，31、接線柱，4、通風孔，5、報警指示燈。

具體實施方式

如圖1至圖11所示，一種帶自診斷報警功能的繼電器輸出裝置，包括繼電器輸出裝置外殼和內部電路。

內部電路包括前端電壓採集電路、後端電壓採集電路、多個繼電器電路、控制電路、通信電路、報警電路和外部繼電器電路。

如圖1所示，前端電壓採集電路的輸入端和繼電器電路的輸入端與控制源相連，繼電器電路的輸出端分別與後端電壓採集電路的輸入端和被控用電裝置相連，前端電壓採集電路的輸出端和後端電壓採集電路的輸出端與控制電路的信號輸入端相連，控制電路的輸出端與通信電路和報警電路相連，控制電路的控制端與外部繼電器電路的線圈相連，外部繼電器電路的觸點與電源總閘相連。

如圖2和圖3所示，繼電器輸出裝置的外殼包括背板1和「凹」形蓋板2，所述的蓋板2與背板1通過螺栓固定，在所述的蓋板2的頂部和底部分別設置有接線端子排3，所述的接線端子排3與繼電器電路相連；在蓋板2的正面設置有指示燈，指示燈與控制電路相連；為了使繼電器輸出裝置散熱快，而且防止灰塵進入，在蓋板的兩側分別設置有魚鱗狀通風孔4。

為了更方便接線，在接線時使導線不易脫落，接線端子排3上的接線柱31採用磁性金屬結構件，指示燈包括報警指示燈5。

如圖4所示，前端電壓採集電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C1、電容C2、二極體D1、二極體D2、運算放大器A1和運算放大器A2；電阻R1的一端與控制源相連，電阻R1的另一端分別與運算放大器A1的同相輸入端、電阻R3的一端和電阻R4的一端相連，運算放大器A1的反相輸入端與電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端接地，電阻R3的另一端與二極體D1的正極相連，二極體D1的負極和二極體D2的正極與運算放大器A1的輸出端相連，二極體D2的負極和電阻R4的另一端分別與運算放大器A2的同相輸入端、電阻R6的一端和電容C1的一端相連，運算放大器A2的反相輸入端與電阻R5的一端相連，電阻R5的另一端接地，電阻R6的另一端、電容C1的另一端和運算放大器A2的輸出端與電阻R7的一端相連，電阻R7的另一端和電容C2的一端與控制電路的輸入端相連，電容C2的另一端接地。

如圖5所示，後端電壓採集電路與前端電壓採集電路的電路結構相同。後端電壓採集電路包括電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電容C3、電容C4、二極體D3、二極體D4、運算放大器A3和運算放大器A4；電阻R8的一端與控制源相連，電阻R8的另一端分別與運算放大器A3的同相輸入端、電阻R10的一端和電阻R11的一端相連，運算放大器A3的反相輸入端與電阻R9的一端相連，電阻R9的另一端接地，電阻R10的另一端與二極體D3的正極相連，二極體D3的負極和二極體D4的正極與運算放大器A3的輸出端相連，二極體D4的負極和電阻R11的另一端分別與運算放大器A4的同相輸入端、電阻R13的一端和電容C3的一端相連，運算放大器A4的反相輸入端與電阻R12的一端相連，電阻R12的另一端接地，電阻R13的另一端、電容C3的另一端和運算放大器A4的輸出端與電阻R14的一端相連，電阻R14的另一端和電容C4的一端與控制電路的輸入端相連，電容C4的另一端接地。

如圖6所示，繼電器電路包括電阻R15、電阻R16、二極體D5、二極體D6、三極體Q1、線圈K1和觸點開關k1；所述電阻R15的一端和三極體Q1的基極與控制源相連，三極體Q1的發射極分別與線圈K1的一端、二極體D5的負極和二極體D6的正極相連，線圈K1的另一端、二極體D5的正極和電阻R16的一端相連並接24V電壓，電阻R16的另一端與二極體D6的負極相連，三極體Q1的集電極接地。

如圖7所示，外部繼電器電路的電路結構與繼電器電路的電路結構相同。

如圖8所示，控制電路包括AT89S51單片機電路。

通信電路包括485通信電路，或/和無線通信電路。

如圖9所示，485通信電路包括MAX485晶片、電阻R17、電阻R18、電阻R19和電阻R20；MAX485晶片的RO引腳與單片機單片機電路的10號引腳相連，MAX485晶片的DI引腳與單片機單片機電路的11號引腳相連，MAX485晶片的RE引腳和DE引腳與單片機單片機電路的1號引腳相連；MAX485晶片的B引腳與電阻R17的一端相連，MAX485晶片的A引腳與電阻R18的一端相連，電阻R17的另一端分別與扎針J1和電阻R19的一端相連，電阻R18的另一端分別與扎針J1和電阻R20的一端相連，電阻R19的另一端接地，電阻R20的另一端接12V電壓。

無線通信電路包括zigbee無線通信電路；

如圖10所示，zigbee無線通信電路包括JF24C晶片雙向通信電路，JF24C晶片與單片機電路的I/O端相連。

如圖11所示，報警電路包括電阻R21、電阻R22、報警指示燈D7、三極體Q2和蜂鳴器；電阻R21的一端和電阻R22的一端與單片機電路的38號引腳相連，電阻R21的另一端與報警指示燈D7的負極相連，電阻R22的另一端與三極體Q2的基極相連，三極體Q2的集電極與蜂鳴器的一端相連，蜂鳴器的另一端接12V電源，三極體Q2的發射極和報警指示燈D7的正極相連並接地。

一種帶自診斷報警功能的繼電器輸出裝置的診斷報警方法，利用一種帶自診斷報警功能的繼電器輸出裝置，具體包括以下步驟：

步驟1)、前端電壓採集電路採集電壓信號，發送給控制電路；

步驟2)、後端電壓採集電路採集電壓信號，發送給控制電路；

步驟3)、控制電路將兩個電壓信號進行對比，如果繼電器電路動作後，前端的電壓信號和後端的電壓信號沒有變化，且均為0，則表示繼電器觸點粘連如果繼電器電路動作後，前端的電壓信號為0，後端的電壓信號變化幅度較大，則表示繼電器觸點合不上；如果繼電器電路進行合閘分閘操作後，前端電壓信號和後端電壓信號無變化，則表示繼電器線圈燒壞；

步驟4)、控制電路通過通信電路將繼電器觸點粘連、繼電器觸點合不上和繼電器線圈燒壞的故障信息發送給上位機，同時蜂鳴器和報警指示燈進行報警，控制電路通過外部繼電器電路控制總電源分閘。

上述雖然結合附圖對本實用新型的具體實施方式進行了描述，但並非對本實用新型保護範圍的限制，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護範圍以內。