模块化水厂驱动单元的制作方法

1.本实用新型涉及水厂控制设备技术领域，特别涉及一种模块化水厂驱动单元。


背景技术：

2.在水厂中，会有从多的阀门、水泵等设备，目前这些设备均由控制盘或者控制柜进行电气控制，控制盘或控制柜内均是采用标准的工业电器元件（如接触器、继电器等）组装而成，并通过人工布线来完成，装配周期长。这种控制盘或控制柜通常节点从多、线路复杂，在组装的过程中很容易出现接线错误或者压接不牢的问题，质检难度大，浪费时间多；在使用过程中易出故障，维修难度高，需要技术性较强的专业人员才能完成。同时这种控制盘或控制柜在组装完成后如要修改或者扩容都需要专业人员修改设计，并且需要重新布盘走线，需要耗费大量的人力物力。


技术实现要素：

3.针对以上缺陷，本实用新型的目的是提供一种模块化水厂驱动单元，此模块化水厂驱动单元结构简单，组装、质检方便快捷，合格率高；使用故障率低，维修容易；且修改、扩容简单；并且成本低。
4.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
5.一种模块化水厂驱动单元，包括总线底板，所述总线底板电连接有控制模块、开关阀板及输出板，所述开关阀板电连接所述输出板；所述输出板电连接负载。
6.其中，所述总线底板还电连接有操作板，所述操作板电连接操作面板。
7.其中，所述总线底板上设有开关阀板插槽、输出板插槽和操作板插槽，所述开关阀板、所述输出板和所述操作板分别插接在相应的所述插槽内。
8.其中，所述开关阀板输入端接收阀开到位信号、阀关到位信号、开阀指令和关阀指令；所述开阀指令电连接开到位继电器j1的长闭触点后电连接开阀状态继电器j4的线圈，所述开阀状态继电器j4的一个长开触点电连接开阀指示信号输出端，所述开阀状态继电器j4的另一个长开触点电连接开阀控制继电器j6的线圈，所述开阀控制继电器j6的长开触点电连接开阀命令输出端；所述阀开到位信号电连接所述开到位继电器j1的线圈；所述关阀指令电连接关到位继电器j3的长闭触点后电连接关阀状态继电器j2的线圈，所述关阀状态继电器j2的一个长开触点电连接关阀指示信号输出端，所述关阀状态继电器j2的另一个长开触点电连接关阀控制继电器j5的线圈，所述关阀控制继电器j5的长开触点电连接关阀命令输出端；所述阀关到位信号电连接所述关到位继电器j3的线圈。
9.采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：
10.由于本实用新型模块化水厂驱动单元包括总线底板，总线底板电连接有控制模块、开关阀板及输出板，开关阀板电连接输出板；输出板电连接负载。本实用新型采用pcb（printed circuit board，印刷电路板）代替了现有技术中的电器元件，改变了原有的生产方式，彻底解决了目前水厂控制单元存在的种种技术问题，具有如下优点：
11.一、pcb板一旦设计完成，就可以由机器批量生产，不再需要人工进行布盘接线，从而不会出现接错线或者压线不牢的情况，产品质量一致性好，合格率高，质检方便快捷；
12.二、原一套控制柜装配约10天左右，本实用新型组装不超过2天，大大缩短了装配周期；
13.三、将原有的电器元件换成了电子元件，成本大大降低，与原控制单元相比成本降低超过30%；
14.四、本实用新型只需要普通电工即可进行维修，不再需要技术性较强的专业技术人员进行维修，维修简单方便；
15.五、本实用新型控制单元如需要修改变扩容只需要更换底板上的相应插接板即可，不再需要重新设计、布盘直线等，简单易操作，互换性高，通用性强。
16.综上所述，本实用新型模块化水厂驱动单元解决了现有技术中水厂控制柜结构复杂、生产周期长、成本高、修改维护困难等技术问题，本实用新型模块化水厂驱动单元结构简单，组装、质检方便快捷，合格率高；使用故障率低，维修容易；且修改、扩容简单；并且成本低。
附图说明
17.图1是本实用新型模块化水厂驱动单元的结构框图；
18.图2是图1中总线底板的结构示意图；
19.图3是图1中开关阀板的电路原理图；
20.图4是图1中操作板的控制电路的原理图；
21.图5是图1中操作板的显示电路的原理图；
22.图6是本实用新型模块化水厂驱动单元的背板的结构示意图；
23.图中：20、控制模块，22、输出板插槽，24、操作板插槽，26、开关阀板插槽，40、开关阀接口，42、电源输入接口，44、总线通讯接口，70、总线底板。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。
25.本说明书中涉及到的方位均以附图所示方位为准，仅代表相对的位置关系，不代表绝对的位置关系。
26.如图1所示，一种模块化水厂驱动单元，包括总线底板、控制模块、开关阀板、输出板、操作板和电源模块。电源模块电连接总线底板和控制模块。总线底板电连接控制模块、操作板、开关阀板和输出板。开关阀板电连接输出板。操作板电连接操作面板（图中未示出）。输出板电连接背板（图中未示出），背板上设有用于连接负载的接口，输出板通过背板电连接负载。控制单元包括一箱式外壳（图中未示出），总线底板、控制模块、开关阀板、输出板、操作板和电源模块均安装在外壳内，外壳的前侧壁为操作面板，外壳的后侧壁为背板。
27.如图2所示，总线底板70上设有开关阀板插槽26、输出板插槽22和操作板插槽24。开关阀板插接在开关阀板插槽26内，输出板插接在输出板插槽22内，操作板插接在操作板插槽24内。控制模块20固定在总线底板70上。
28.如图2和图6共同所示，背板上设有电源输入接口42、总线通讯接口44、开关阀接口
40。电源输入接口42用于电连接市电，电源输入接口42内部电连接电源模块。总线通讯接口44内部连接控制模块20，总线通讯接口44外部可与控制单元或扩展的驱动单元通讯连接。开关阀接口20用于电连接开关阀负载。
29.如图3所示，开关阀板的每块板上可集成多个开关阀的控制电路，下面仅以一个开关阀的控制电路为例进行详细的阐述：
30.包括开到位继电器j1、关阀状态继电器j2、关到位继电器j3、开阀状态继电器j4、关阀控制继电器j5、开阀控制继电器j6及输入端con1和输出端con2、con3。输入端con1设有六个输入端子，均与总线底板电连接，端子1接收开关阀门开到位反馈信号，端子2接收开关阀门关到位反馈信号，端子3接收控制模块或操作板发出的开阀指令信号，端子4接收控制模块或操作板发出的关阀指令信号，端子5和端子6分别电连接24v和0v电源。输出端con2设有三个输出端子，均与总线底板电连接，端子1输出关阀指示信号到控制模块和操作板，端子2输出开阀指示信号到控制模块和操作板，端子3电连接0v电源。输出端con3设有三个输出端子，均与总线底板电连接，端子1输出开阀命令信号给输出板，端子2输出关阀命令信号给输出板，端子3电连接电源n。
31.开阀指令（输入端con1的端子3）电连接开到位继电器j1的长闭触点后电连接开阀状态继电器j4的线圈，开阀状态继电器j4的一个长开触点电连接开阀指示信号输出端（输出端con2的端子2），开阀状态继电器j4的另一个长开触点电连接开阀控制继电器j6的线圈，开阀控制继电器j6的长开触点电连接开阀命令输出端（输出端con3的端子1）。阀开到位信号（输入端con1的端子1）电连接开到位继电器j1的线圈。
32.关阀指令（输入端con1的端子4）电连接关到位继电器j3的长闭触点后电连接关阀状态继电器j2的线圈，关阀状态继电器j2的一个长开触点电连接关阀指示信号输出端（输出端con2的端子1），关阀状态继电器j2的另一个长开触点电连接关阀控制继电器j5的线圈，关阀控制继电器j5的长开触点电连接关阀命令输出端（输出端con3的端子2）。阀关到位信号（输入端con1的端子2）电连接关到位继电器j3的线圈。
33.如图3所示，开关阀板的工作原理如下：
34.开阀：接收到开阀指令后，开阀状态继电器j4线圈得电，其长开触点闭合，输出开阀指示信号用作开阀状态指示，同时开阀控制继电器j6的线圈得电，开阀控制继电器j6的长开触点闭合，输出开阀命令信号，阀门开启。阀门开到位后会反馈一开到位信号，接收到开到位信号后开到位继电器j1线圈得电，开到位继电器j1的长闭触点断开，开阀状态继电器j4线圈失电，开阀状态继电器j4的长开触点断开，开阀控制继电器j6的线圈失电，开阀控制继电器j6的长开触点断开，开阀命令解除。
35.关阀：接收到关阀指令后，关阀状态继电器j2线圈得电，其长开触点闭合，输出关阀指示信号用作关阀状态指示，同时关阀控制继电器j5的线圈得电，关阀控制继电器j5的长形触点闭合，输出关阀命令信号，阀门关闭。阀门关到位后会反馈一关到位信号，接收到关到位信号后关到位继电器j3线圈得电，关到位继电器j3的长闭触点断开，关阀状态继电器j2线圈失电，关阀状态继电器j2的长开触点断开，关阀控制继电器j5的线圈失电，关阀控制继电器j5的长开触点断开，关阀命令解除。
36.如图1所示，输出板用于电连接总线底板和开关阀板与设备背板上的各个接口，起到信号转接的作用。
37.如图4和图5共同所示，操作板与操作面板电连接，用于手动控制及指示，操作面板上设有各开关阀及直启负载的操作开关（或按钮）及指示灯。操作板包括cpu芯片，本实施方式优选cpu芯片的型号为stc8f2k32s2，cpu芯片的各输入管脚分别电连接操作面板上的各操作开关，cpu芯片的各输出管脚电连接总线底板，通过总线底板与开关阀板和直启控制板电连接，用于手动控制各开关阀及直启负载的启动和停止。指示电路用于显示各开关阀的开、关状态，通过总线底板与开关阀板电连接。
38.本实用新型模块化水厂驱动单元可自动控制，也可手动操作，自动控制通过控制模块进行，手动控制通过操作面板进行，操作简单方便。
39.本实施方式优选控制模块为可编程逻辑控制器（plc），plc为本实施例的优选方案，实际应用中并不限定为plc，还可以采用单片机等微电脑芯片。
40.本实用新型模块化水厂驱动单元采用pcb（printed circuit board，印刷电路板）代替了现有技术中的电器元件，结构简单，组装、质检方便快捷，合格率高；使用故障率低，维修容易；且修改、扩容简单；并且成本低。
41.本实用新型不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。