Plc輸出繼電器的控制裝置製造方法
2023-05-01 13:06:52
Plc輸出繼電器的控制裝置製造方法
【專利摘要】PLC輸出繼電器的控制裝置，驅動電壓源電連接於第一接入端（12）。開啟電流模塊（20）串接於電磁線圈，開啟電流模塊設有一個可控制開啟電流模塊導通或關斷的第一控制端（22）。維持電流模塊（30）串接於電磁線圈，維持電流模塊設有一個可控制維持電流模塊導通或關斷的第二控制端（32）。切換模塊（40）中，若控制輸入端（42）輸入啟動信號，第一輸出端（44）可輸出一個第一控制信號至第一控制端，僅使得開啟電流模塊導通，且經過一個預設時間後，第一輸出端停止輸出第一控制信號，且第二輸出端（46）輸出一個第二控制信號至第二控制端，僅使得維持電流模塊導通。PLC輸出繼電器的控制裝置，減小了電磁線圈的功耗和發熱量。
【專利說明】PLC輸出繼電器的控制裝置【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用於向繼電器的線包提供電流的控制裝置，尤其涉及一種用於PLC輸出繼電器的控制裝置。
【背景技術】
[0002]PLC的輸出繼電器包括一個電磁線圈和一個觸點，當電磁線圈通過足夠大小的驅動電流後，電磁線圈可產生的足夠大小的磁力以吸引觸點，使觸點閉合。在電磁線圈通電的初始階段，驅動電流的大小等於輸出繼電器的開啟電流，當電磁線圈穩定吸附觸點後，使得電磁線圈保持吸附觸點的驅動電流大小等於輸出繼電器的維持電流，且開啟電流的數值大於維持電流的數值。
[0003]現有的PLC輸出繼電器的電磁線圈一般採用恆流控制，即輸出繼電器的線包上驅動電流始終恆定，且該驅動電流大小等於輸出繼電器的開啟電流。PLC輸出繼電器的觸點需要長時間閉合，使得電磁線圈的功耗大，發熱大。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是提供一種PLC輸出繼電器的控制裝置，以減小PLC輸出繼電器的電磁線圈的功耗。
[0005]本實用新型提供了一種PLC輸出繼電器的控制裝置，它可向PLC輸出繼電器提供電流，且PLC輸出繼電器的電磁線圈具有一個第一接入端和一個第二接入端。PLC輸出繼電器的控制裝置包括一個驅動電壓源、一個開啟電流模塊、一個維持電流模塊和一個切換模塊。驅動電壓源可電連接於第一接入端。開啟電流模塊串接於電磁線圈，它導通後可使PLC輸出繼電器的開啟電流通過電磁線圈，開啟電流模塊設有一個可控制開啟電流模塊導通或關斷的第一控制端。維持電流模塊串接於電磁線圈，它導通後可使PLC輸出繼電器的維持電流通過電磁線圈，維持電流模塊設有一個可控制維持電流模塊導通或關斷的第二控制端。切換模塊設有一個可輸入一個控制PLC輸出繼電器的觸點閉合的啟動信號的控制輸入端、一個第一輸出端和一個第二輸出端，若控制輸入端輸入啟動信號，第一輸出端可輸出一個第一控制信號至第一控制端，僅使得開啟電流模塊導通，且經過一個預設時間後，第一輸出端停止輸出第一控制信號，且第二輸出端輸出一個第二控制信號至第二控制端，僅使得維持電流模塊導通。
[0006]PLC輸出繼電器的控制裝置，通過開啟電流模塊和維持電流模塊的切換，使得通過電磁線圈的驅動電流的大小由初始階段的開啟電流，經過預設時間後減小為維持電流，從而減小了電磁線圈的功耗和發熱量。
[0007]在PLC輸出繼電器的控制裝置的再一種示意性的實施方式中，開啟電流模塊包括一個第一受控開關，它設有一個可電連接於第一控制端的第一受控端、一個可電連接於第二接入端的第一連接端和一個可接地的第二連接端。維持電流模塊包括一個第二受控開關和一個限流電阻，第二受控開關設有一個可電連接於第二控制端的第二受控端、一個第三連接端和一個可接地的第四連接端，限流電阻的一端可電連接於第二接入端，限流電阻的另一端可電連接於第三接入端。
[0008]在PLC輸出繼電器的控制裝置的另一種示意性的實施方式中，PLC輸出繼電器的控制裝置包括一個第三受控開關，它設有一個可輸入啟動信號的第三受控端，一個可電連接於第二連接端及第四連接端的第五連接端和一個可接地的第六連接端。
[0009]在PLC輸出繼電器的控制裝置的又一種示意性的實施方式中，第一受控開關、第二受控開關和第三受控開關為雙極性電晶體。
[0010]在PLC輸出繼電器的控制裝置的又一種示意性的實施方式中，切換模塊包括一個比較器、一個電容、一個充電電阻和一個反向器。比較器設有一個第一輸入端、一個第二輸入端和一個輸出端，第二輸入端可電連接於一個預設電壓，輸出端可電連接於第二受控開關的基極。電容一端接地，另一端可電連接於第一輸入端。充電電阻一端可電連接於第一輸入端，另一端可電連接於第三開關的基極。反向器的輸入端可電連接於輸出端，它的輸出端可電連接於第一受控開關的基極。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]以下附圖僅對本實用新型做示意性說明和解釋，並不限定本實用新型的範圍。
[0012]圖1用於說明PLC輸出繼電器的控制裝置一種示意性實施方式的結構示意圖。
[0013]圖2用於說明PLC輸出繼電器的控制裝置另一種示意性實施方式的結構示意圖。
[0014]標號說明
[0015]10 電磁線圈
[0016]12 第一接入端
[0017]14 第二接入端
[0018]VCC驅動電壓源
[0019]20 開啟電流模塊
[0020]21 第一受控端
[0021]22 第一控制端
[0022]23 第一連接端
[0023]24 第二連接端
[0024]30 維持電流模塊
[0025]31 第二受控端
[0026]32 第二控制端
[0027]33 第三連接端
[0028]34 第四連接端
[0029]KO 第一受控開關
[0030]Kl 第二受控開關
[0031]K2 第三受控開關
[0032]Rl 限流電阻
[0033]COMP 比較器
[0034]40 切換模塊[0035]41第一輸入端
[0036]42控制輸入端
[0037]43第二輸入端
[0038]44第一輸出端
[0039]45輸出端
[0040]46第二輸出端
[0041]51第三受控端
[0042]53第五連接端
[0043]54第六連接端
[0044]Vref預設電壓
[0045]Cl電容
[0046]R2充電電阻
[0047]NAND反向器。
【具體實施方式】
[0048]為了對實用新型的技術特徵、目的和效果有更加清楚的理解，現對照【專利附圖】
【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】，在各圖中相同的標號表示相同的部分。
`[0049]在本文中，「示意性」表示「充當實例、例子或說明」，不應將在本文中被描述為「示意性」的任何圖示、實施方式解釋為一種更優選的或更具優點的技術方案。
[0050]為使圖面簡潔，各圖中的只示意性地表示出了與本實用新型相關的部分，它們並不代表其作為產品的實際結構。另外，以使圖面簡潔便於理解，在有些圖中具有相同結構或功能的部件，僅示意性地繪示了其中的一個，或僅標出了其中的一個。
[0051]在本文中，「一個」不僅表示「僅此一個」，也可以表示「多於一個」的情形。在本文中，「第一」、「第二」、「第三」等僅用於彼此的區分，而非表示它們的重要程度及順序等。
[0052]圖1用於說明PLC輸出繼電器的控制裝置一種示意性實施方式的結構示意圖。為了清楚地表示輸出繼電器的電磁線圈與其他部件的連接關係，特定義出第一接入端和第二接入端，但並不代表結構和功能的差別。如圖所示，PLC輸出繼電器的控制裝置包括一個驅動電壓源VCC、一個開啟電流模塊20、一個維持電流模塊30和一個切換模塊40。
[0053]其中，驅動電壓源VCC可為電磁線圈10提供驅動電流，以使電磁線圈10產生足夠的磁力來吸引觸點閉合,且當觸點閉合後電磁線圈產生足夠的磁力來保持觸點的閉合。驅動電壓源VCC電連接於電磁線圈10的第一接入端12。
[0054]開啟電流模塊20串接於電磁線圈10，開啟電流模塊20設有一個第一控制端22，該第一控制端22可控制開啟電流模塊20導通或關斷。當開啟電流模塊20導通而維持電流模塊30關斷時，電磁線圈10中通過的驅動電流數值等於PLC輸出繼電器的開啟電流。如圖1所示，在PLC輸出繼電器的控制裝置一種示意性實施方式，開啟電流模塊20包括一個第一受控開關K0。該第一受控開關KO為NPN型的雙極性電晶體，第一受控開關KO的基極即第一受控端22，集電極即第一連接端23，發射極即第二連接端24。第一受控開關KO的基極電連接於第一控制端22，其發射極接地，其集電極可電連接於第二接入端14。第一受控開關KO的導通和截止，可以實現開啟電流模塊20的導通和關斷。[0055]維持電流模塊30串接於電磁線圈10，維持電流模塊30設有一個第二控制端32，該第二控制端32可控制維持電流模塊30導通或關斷。當維持電流模塊30導通而開啟電流模塊20關斷時，電磁線圈10中通過的驅動電流數值等於PLC輸出繼電器的維持電流。如圖1所示，在PLC輸出繼電器的控制裝置一種示意性實施方式，維持電流模塊30包括一個第二受控開關Kl和一個限流電阻Rl。該第二受控開關Kl為NPN型的雙極性電晶體，第二受控開關Kl的基極即第二受控端32，集電極即第三連接端33，發射極即第四連接端34。第二受控開關Kl的基極可電連接於第二受控端32，其發射極基地。限流電阻Rl的一端可電連接於第二接入端14，另一端可電連接於第二受控開關Kl的集電極。第二受控開關Kl的導通和截止，可以實現維持電流模塊30的導通和關斷。
[0056]切換模塊40設有一控制輸入端42、一個第一輸出端44和一個第二輸出端46。當需要PLC輸出繼電器的觸點閉合時，控制輸出端42可接收到一個啟動信號Sf，且切換模塊40輸入啟動信號Sf後,第一輸出端44輸出一個第一控制信號SI至第一控制端22,使得第一受控開關KO導通，即開啟電流模塊20導通，而第二受控開關Kl保持截止，即維持電流模塊30關斷。在切換模塊40中預先設置的一個預設時間後，第一輸出端44停止輸出第一控制信號SI，而第二輸出端46輸出一個第二控制信號S2至第二控制端32，使得第一控制開關截止，即開啟電流模塊20關斷，而第二受控開關Kl導通，即維持電流模塊30導通。
[0057]如圖1所示，在PLC輸出繼電器的控制裝置一種示意性實施方式中，PLC輸出繼電器的控制裝置包括一個比較器C0MP、一個電容Cl、一個充電電阻R2和一個反向器NAND。
[0058]比較器COMP設有一個第一輸入端41 (同相端)、一個第二輸入端43 (反相端)和一個輸出端45。第二輸入端43可電連接於一個預設電壓Vref,且輸出端45可電性連接於第二受控開關Kl的基極。電容Cl的一端可電連接於第一輸入端41,電容Cl的另一端接地。充電電阻R2 —端可電連接於第一輸入端41,充電電阻R2的另一端可輸入開啟信號Sf。反向器NAND的輸入端可電連接於輸出端45,反向器NAND的輸出端可電連接於第一受控開關KO的基極。
[0059]當控制輸入端42接收到開啟信號Sf後，開啟信號Sf通過充電電阻R2開始電容Cl充電。第一輸入端41的輸入電壓的數值小於預設電壓Vref,比較器COMP輸出一個低電平。比較器COMP輸出的低電平經過反向器NAND後變為高電平，即第一控制信號SI，第一控制信號SI輸入至第一受控開關KO的基極，第一受控開關KO導通；比較器COMP輸出的低電平輸出至第二受控開關K1，使得第二受控開關Kl截止。
[0060]開啟信號Sf繼續通過充電電阻R2給電容Cl充電，且經過預設時間後，電容Cl的充電電壓大於預設電壓Vref，使得比較器COMP輸出一個高電平。比較器COMP輸出的高電平經過反向器NAND後變為低電平並輸入至第一受控開關KO的基極，第一受控開關KO截止；比較器COMP輸出的高電平，即第二控制信號S2。第二控制信號S2輸出至第二受控開關Kl，使得第二受控開關Kl導通。可以通過調整預設電壓Vref的大小來調整預設時間的長短。
[0061]PLC輸出繼電器的控制裝置，通過開啟電流模塊和維持電流模塊的切換，使得通過電磁線圈的驅動電流的大小由初始階段的開啟電流，經過預設時間後減小為維持電流，從而減小了電磁線圈的功耗和發熱量。
[0062]圖2用於說明PLC輸出繼電器的控制裝置另一種示意性實施方式的結構示意圖，圖中與圖1相同的結構在此不再贅述。如圖2所示，PLC輸出繼電器的控制裝置還設有一個第三開關K2。該第三受控開關K2是一個NPN型的雙極性電晶體，其基極即第三受控端51，其集電極即第五連接端53，其發射極即第六連接端54。第三受控開關K2的發射極接地，其集電極分別可電連接於第一受控開關KO的發射極和第二受控開關Kl的發射極。第三受控開關K2的基極可接收開啟信號Sf，且當第三受控開關K2接收到開啟信號Sf後導通。通過設置第三受控開關，可以提供整個PLC輸出繼電器的控制裝置的可靠性。
[0063]雖然第一受控開關、第二受控開關和第三受控開關為雙極性電晶體，還可以使用其他的電子開關或機械開關。
[0064]應當理解，雖然本說明書是按照各個實施例描述的，但並非每個實施例僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
[0065]上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本實用新型的可行性實施例的具體說明，它們並非用以限制本實用新型的保護範圍，凡未脫離本實用新型技藝精神所作的等效實施方案或變更，如特徵的組合、分割或重複，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.PLC輸出繼電器的控制裝置，它可向所述PLC輸出繼電器提供電流，且所述PLC輸出繼電器的電磁線圈(10)具有一個第一接入端(12)和一個第二接入端(14)，其特徵在於所述PLC輸出繼電器的控制裝置包括: 一個驅動電壓源(VCC)，它可電連接於所述第一接入端(12); 一個串接於所述電磁線圈(10)的開啟電流模塊(20)，它導通後可使所述PLC輸出繼電器的開啟電流通過所述電磁線圈(10)，所述開啟電流模塊設有一個可控制所述開啟電流模塊(20)導通或關斷的第一控制端(22)； 一個串接於所述電磁線圈(10)的維持電流模塊(30),它導通後可使所述PLC輸出繼電器的維持電流通過所述電磁線圈(10 )，所述維持電流模塊設有一個可控制所述維持電流模塊(30)導通或關斷的第二控制端(32);和 一個切換模塊(40 )，它設有一個可輸入一個控制所述PLC輸出繼電器的觸點閉合的啟動信號(Sf )的控制輸入端(42)、一個第一輸出端(44)和一個第二輸出端(46),若所述控制輸入端(42)輸入所述啟動信號(Sf ),所述第一輸出端(44)可輸出一個第一控制信號(SI)至所述第一控制端(22)，僅使得所述開啟電流模塊(20)導通，且經過一個預設時間後，所述第一輸出端(44)停止輸出所述第一控制信號(SI),且所述第二輸出端(46)輸出一個第二控制信號(S2)至所述第二控制端(32)，僅使得所述維持電流模塊(30)導通。
2.如權利要求1所述的PLC輸出繼電器的控制裝置，其中: 所述開啟電流模塊(20)包括一個第一受控開關(K0)，它設有一個可電連接於所述第一控制端(22)的第一受控端(21)、一個可電連接於所述第二接入端(14)的第一連接端(23)和一個可接地的第二連接端(24)； 所述維持電流模塊(30)包括一個第二受控開關(Kl)和一個限流電阻(R1)，所述第二受控開關(Kl)設有一個可電連接於所述第二控制端(32)的第二受控端(31)、一個第三連接端(33)、和一個可接地的第四連接端(34)，所述限流電阻(Rl)的一端可電連接於所述第二接入端(14)，所述限流電阻(Rl)的另一端可電連接於所述第三接入端(33)。
3.如權利要求2所述的PLC輸出繼電器的控制裝置，其中所述PLC輸出繼電器的控制裝置包括一個第三受控開關(K2)，它設有一個可輸入所述啟動信號(Sf)的第三受控端(51)，一個可電連接於所述第二連接端(24)及所述第四連接端(34)的第五連接端(53)、和一個可接地的第六連接端(54 )。
4.如權利要求3所述的PLC輸出繼電器的控制裝置，其中所述第一受控開關(K0)、所述第二受控開關(Kl)和所述第三受控開關(K2)為雙極性電晶體。
5.如權利要求4所述的PLC輸出繼電器的控制裝置，其中所述切換模塊(40)包括: 一個比較器(COMP)，它設有一個第一輸入端(41)、一個第二輸入端(43)和一個輸出端(45)，所述第二輸入端(43)可電連接於一個預設電壓(Vref)，所述輸出端(45)可電連接於所述第二受控開關(Kl)的基極； 一個電容(Cl),它一端接地,另一端可電連接於所述第一輸入端(41)； 一個充電電阻(R2),它一端可電連接於所述第一輸入端(41),另一端可電連接於所述第三開關(K2)的基極；和 一個反向器(NAND),它的輸入端可電連接於所述輸出端(45),它的輸出端可電連接於所述第一受控開關(KO)的基極。
【文檔編號】G05B19/05GK203520099SQ201320629978
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月12日 優先權日:2013年10月12日
【發明者】鄭吉化, 陳東山 申請人:西門子公司