CN218825258U - 用于控制机械设备的电控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于控制机械设备的电控装置，包括电源模块、发送装置、控制装置、光学壳体以及光通信***；电源模块为发送装置、控制装置和光通信***提供电能，发送装置包括生成表示控制命令的电信号的第一运算装置和存储控制命令的第一存储装置且经由光通信***与控制装置光连接，光学壳体具有封闭的容纳空间，光通信***设置于容纳空间内且包括第一光模块和与第一光模块光连接的第二光模块，第一光模块与发送装置连接且包括发送光源，第二光模块与控制装置连接且包括第一光探测器；控制装置至少具有接收表示控制命令的电信号的处理电路且与机械设备连接。由此，能够使通信较便捷。

Description

用于控制机械设备的电控装置

技术领域

本实用新型大体涉及光通信领域和电控领域，具体涉及一种用于控制机械设备的电控装置。

背景技术

目前，在工业生产中，一般需要控制至少一种机械设备来实现相应的生产目的。在对机械设备进行控制中，大多数采用电控装置进行统一操控。

现有的电控装置(例如电控设备)一般包括主控模块、通信模块和控制模块等，这些模块常常采用电连接，各模块的端口使用电线进行连接，实现各模块的通信，将用户的具体命令从发送端经过各个组件的配合传达到具体的机械设备。

然而，在上述技术中，电控装置中各模块的连接方式均为电连接，需要使用大量的电线，使得布线的规则变得复杂，实际操作中容易出错，不利于排查故障，降低了通信的便捷性。

发明内容

本实用新型是有鉴于上述的状况而提出的，其目的在于提供一种通信较便捷的用于控制机械设备的电控装置。

为此，本实用新型提供了一种用于控制机械设备的电控装置，包括电源模块、发送装置、控制装置、光学壳体以及光通信***；所述电源模块为所述发送装置、所述控制装置和所述光通信***提供电能，所述发送装置包括生成表示控制命令的电信号的第一运算装置和存储所述控制命令的第一存储装置且经由所述光通信***与所述控制装置光连接，所述光学壳体具有封闭的容纳空间，所述光通信***设置于所述容纳空间内且包括第一光模块和与所述第一光模块光连接的第二光模块，所述第一光模块与所述发送装置连接且包括发送光源，所述第二光模块与所述控制装置连接且包括第一光探测器；所述控制装置至少具有接收来自所述第二光模块的所述表示控制命令的电信号的处理电路且与所述机械设备连接。在这种情况下，发送装置基于光通信***发送控制命令到控制装置，控制装置基于控制命令控制机械设备。由此，通过光通信***能够使发送装置和控制装置之间的通信较便捷。另外，通过光通信***能够减少接线并简化电控装置的结构设计。另外，光通信***设置于封闭的容纳空间内能够减少其他光源的干扰。

另外，在本实用新型所涉及的电控装置中，可选地，所述第一光模块还包括第一运算放大器、第三运算放大器和第二光探测器，所述第二光模块还包括响应光源、第二运算放大器和第四运算放大器，所述第一运算放大器的输入端与所述发送装置连接，所述第二运算放大器的输入端与所述第一光探测器连接，所述第二运算放大器的输出端与所述控制装置连接，所述第二光探测器的输出端与所述第三运算放大器的输入端连接，所述第三运算放大器的输出端与所述发送装置连接，所述第四运算放大器的输出端与所述响应光源连接，所述第四运算放大器的输入端与所述控制装置连接。在这种情况下，运算放大器能够放大电信号，从而能够提高通信的效果，能够进一步提高便捷性。

另外，在本实用新型所涉及的电控装置中，可选地，所述光学壳体不透光。由此，能够避免其他光源的干扰。

另外，在本实用新型所涉及的电控装置中，可选地，所述发送光源和所述响应光源分别设置于所述光学壳体的相对侧。由此，能够充分利用光学壳体的容纳空间，从而能够减少光信号传播的误差。

另外，在本实用新型所涉及的电控装置中，可选地，还包括主壳体和输入装置，所述电源模块、所述发送装置、所述控制装置和所述光学壳体设置于所述主壳体内，所述输入装置设置于所述主壳体的外表面，所述输入装置包括触摸屏和机械按钮中的至少一种，所述光学壳体的外表面设置有检修门。在这种情况下，主壳体能够保护主壳体内部的部件。另外，将输入装置设置于主壳体的外表面能够便于用户操作。另外，触摸屏能够便于调整控制命令，从而能够实现控制命令的下达和撤销。另外，触摸屏能够减低输入装置的损耗，从而能够提高输入装置的使用寿命。另外，机械按钮能够具备较好的独立性，从而能够减少控制命令的冲突。另外，检修门能够便于维护人员检修光通信***。

另外，在本实用新型所涉及的电控装置中，可选地，所述发送装置为上位机，所述控制装置为下位机。在这种情况下，上位机和下位机之间能够通过光通信***进行通信以使上位机和下位机之间通信较便捷。

另外，在本实用新型所涉及的电控装置中，可选地，所述控制装置包括接收所述表示控制命令的电信号和生成表示响应命令的电信号的第二运算装置以及存储所述响应命令的第二存储装置，所述第一运算装置和所述第二运算装置为中央处理器，所述第一存储装置和所述第二存储装置为存储器。在这种情况下，第一运算装置和第二运算装置能够生成控制命令和响应命令且第一存储装置和第二存储装置能够存储控制命令和响应命令。另外，控制装置基于光通信***发送响应命令到发送装置，能够使光通信过程更加完整，有利于确认控制命令送达的情况。另外，利用响应命令能够减少确认控制命令的情况的时间，进而能够减少控制命令的延时情况。

另外，在本实用新型所涉及的电控装置中，可选地，所述发送光源和所述响应光源为闪烁发光二极管、红外发光二极管、紫外发光二极管和有机发光二极管中的至少一种，所述第一光探测器和所述第二光探测器为光电二极管。在这种情况下，发送光源和响应光源能够发射多种类型的光信号。另外，第一光探测器和第二光探测器能够接收光信号并转换为电信号，从而能够实现电控装置的光通信。

另外，在本实用新型所涉及的电控装置中，可选地，所述光通信***的光信号的传输介质为空气。在这种情况下，采用空气介质作为传播介质能够在传输过程减少使用辅助装置(例如光纤)，进而能够进一步减少接线并进一步简化电控装置的结构设计。

另外，在本实用新型所涉及的电控装置中，可选地，所述电源模块包括交流电源、降压变压器、冷却器和稳压电路，所述控制装置还包括输入接口电路和输出接口电路，所述输入接口电路与所述第二运算放大器连接，所述输出接口电路与所述机械设备连接。在这种情况下，电源模块能够稳定提供电能。另外，输入接口电路和输出接口电路能够实现控制装置***号的输入和输出。

根据本实用新型，能够提供一种通信较便捷的用于控制机械设备的电控装置。

附图说明

现在将仅通过参考附图的例子进一步详细地解释本实用新型，其中：

图1是示出了本实用新型示例所涉及的电控场景的示意图。

图2是示出了本实用新型示例所涉及的电控装置的交互的示意图。

图3是示出了本实用新型示例所涉及的电控装置的交互的另一种示例的示意图。

图4是示出了本实用新型示例所涉及的电控装置中的发送装置的框图。

图5是示出了本实用新型示例所涉及的电控装置中的光通信***的框图。

图6是示出了本实用新型示例所涉及的电控装置中的控制装置的框图。

具体实施方式

以下，参考附图，详细地说明本实用新型的优选实施方式。在下面的说明中，对于相同的部件赋予相同的符号，省略重复的说明。另外，附图只是示意性的图，部件相互之间的尺寸的比例或者部件的形状等可以与实际的不同。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本实用新型中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，例如所包括或所具有的一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可以包括或具有没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

另外，在本实用新型的下面描述中涉及的小标题等并不是为了限制本实用新型的内容或范围，其仅仅是作为阅读的提示作用。这样的小标题既不能理解为用于分割文章的内容，也不应将小标题下的内容仅仅限制在小标题的范围内。

本实用新型涉及的电控含义为按照电气接线要求，将工作模块进行组装和/或连接，从而实现对设备(例如机械设备)的控制。在一些示例中，工作模块可以包括开关设备、测量设备、保护设备和辅助设备。

本实用新型涉及的一种用于控制机械设备的电控装置，在本实施方式中，有时也可以简称为电控装置、电控设备或光通信电控设备等。本实用新型涉及的电控装置基于光通信进行通信，通信较便捷。本实用新型涉及的电控装置还能够减少电控装置内复杂的接线，有效降低传统电控装置接错线和故障排查较难的风险。

在一些示例中，电控装置可以具有用于容纳光通信***的光学壳体。由此，能够减少其他光源的干扰以提高通信的稳定性。本实用新型涉及的电控装置，可以用于工业控制领域。

图1是示出了本实用新型示例所涉及的电控场景的示意图。

在一些示例中，本实用新型涉及的电控装置1可以应用于图1所示的场景中。在场景中，用户通过与电控装置1的交互，下达控制命令。电控装置1将控制命令传输至机械设备2。机械设备2基于接收的控制命令执行用户下达的操作。由此，能够通过电控装置1控制机械设备2。

如上所述，电控装置1可以用于控制机械设备2。图2是示出了本实用新型示例所涉及的电控装置1的交互的示意图。

参考图2，在本实施方式中，电控装置1可以包括电源模块20、发送装置10、控制装置40、光学壳体12以及光通信***30。电源模块20为电控装置1中的组件提供电能，发送装置10经由光通信***30与控制装置40光连接，光通信***30设置在光学壳体12内。在这种情况下，基于光通信***30进行光连接能够使通信较便捷。另外，通过光通信***30能够减少接线并简化电控装置1的结构设计。

在本实施方式中，电源模块20与发送装置10、控制装置40和光通信***30连接并为发送装置10、控制装置40和光通信***30提供电能。

在一些示例中，电控装置1还可以包括主壳体11。具体地，电源模块20、发送装置10、控制装置40和光学壳体12设置于主壳体11内。在这种情况下，主壳体11能够保护主壳体11内部的部件。

继续参考图2，在一些示例中，电控装置1还包括输入装置50。输入装置50可以用于接收用户的操作。在一些示例中，输入装置50设置于主壳体11的外表面。由此，能够便于用户操作。另外，输入装置50可以与发送装置10连接。在一些示例中，输入装置50可以包括触摸屏和机械按钮中的至少一种。在这种情况下，触摸屏能够便于调整控制命令，从而能够实现控制命令的下达和撤销。另外，触摸屏能够减低输入装置50的损耗，从而能够提高输入装置50的使用寿命。另外，机械按钮能够具备较好的独立性，从而能够减少控制命令的冲突。

在一些示例中，光学壳体12可以具有封闭的容纳空间且光通信***30设置于光学壳体12的容纳空间内。由此，能够减少其他光源的干扰。另外，光学壳体12的外表面设置有检修门。在这种情况下，检修门能够便于维护人员检修光通信***30。

在一些示例中，光学壳体12不透光。由此，能够避免其他光源的干扰。在一些示例中，光学壳体12可以由不透光材料制成。在一些示例中，光学壳体12可以由铁和/或铝制成。在这种情况下，能够进一步减少其他部分光源的干扰并且能够更好地保护光学壳体12内部的部件。

需要说明的是，“光学壳体12可以由不透光材料制成”并不表示光学壳体12仅由单一的不具备透光性能的单一材料制成。事实上，根据本实用新型的光学壳体12的制备材料可以含有透明材质。例如，光学壳体12可以是通过透明的亚克力上涂抹不透光的材料制成。优选地，可以通过在光学壳体12的内部涂抹哑光黑的材料制得光学壳体12。

图3是示出了本实用新型示例所涉及的电控装置1的交互的另一种示例的示意图。

参考图3，在一些示例中，电源模块20可以包括交流电源200、降压变压器210、冷却器220和稳压电路230。在这种情况下，电源模块20能够稳定提供电能。其中，降压变压器210与交流电源200连接且用于将交流电源200的高压转换为较低电压。另外，冷却器220与降压变压器210连接且用于降低降压变压器210的温度。由此，能够保护降压变压器210的使用安全。在一些示例中，冷却器220可以为列管式、板式和风冷式的一种。另外，稳压电路230的输入端与降压变压器210连接且稳压电路230的输出端与发送装置10、控制装置40和光通信***30连接。在这种情况下，稳压电路230能够稳定交流电源200的输出电压，从而为发送装置10、控制装置40和光通信***30提供电能。在一些示例中，交流电源200的电压可以为220V(伏)。

图4是示出了本实用新型示例所涉及的电控装置1中的发送装置10的框图。

在本实施方式中，发送装置10可以用于生成控制命令。参考图4，在一些示例中，发送装置10可以包括第一运算装置110。第一运算装置110可以生成表示控制命令的电信号。在一些示例中，第一运算装置110可以为中央处理器。在一些示例中，第一运算装置110可以与第一运算放大器311连接。由此，能够放大第一运算装置110生成的电信号。

继续参考图4，在一些示例中，发送装置10可以包括第一运算装置110和第一存储装置120。第一存储装置120可以用于存储控制命令。在一些示例中，第一运算装置110可以与第一存储装置120连接，进而第一运算装置110可以从第一存储装置120调取控制命令。

在一些示例中，第一存储装置120可以为存储器。在一些示例中，存储器可以为随机存取存储器、只读存储器和可擦式可编程只读存储器的一种。在一些示例中，存储器可以为计算机的记忆设备。

图5是示出了本实用新型示例所涉及的电控装置1中的光通信***30的框图。

在本实施方式中，光通信***30可以以光通信的方式连接发送装置10和控制装置40。在这种情况下，通过光连接能够使通信较便捷。

参考图3和图5，在一些示例中，光通信***30可以包括第一光模块31。在一些示例中，第一光模块31可以与发送装置10连接。在一些示例中，通过与发送装置10连接，第一光模块31可以受发送装置10控制而发射光信号。

在一些示例中，第一光模块31可以包括第一运算放大器311。在一些示例中，第一运算放大器311的输入端与发送装置10连接。由此，通过第一运算放大器311能够放大表示控制命令的电信号。

在一些示例中，第一光模块31可以包括发送光源312。在一些示例中，发送光源312与第一运算放大器311的输出端连接且可以用于发射光信号。在一些示例中，光信号可以为可见光和/或不可见光。例如，可见光可以为红光、橙光、黄光、绿光、蓝光、青光和紫光的一种；不可见光可以为紫外线、红外线和远红外线的一种。由此，能够增加光信号的种类。

在一些示例中，发送光源312可以为发光二极管。在一些示例中，发送光源312可以为闪烁发光二极管、红外发光二极管、紫外发光二极管和有机发光二极管的至少一种。由此，发送光源312能够发射多种类型的光信号。

在一些示例中，第一光模块31可以包括第二光探测器313。在一些示例中，第二光探测器313可以为光电二极管。在一些示例中，第二光探测器313可以接收响应光源324(稍后描述)发射的光信号并转换为电信号。

在一些示例中，第一光模块31可以包括第三运算放大器314。在一些示例中，第二光探测器313的输出端可以与第三运算放大器314的输入端连接，第三运算放大器314的输出端可以与发送装置10连接。在这种情况下，能够将第二光探测器313所获得的电信号放大后传输到发送装置10。

继续参考图3和图5，在一些示例中，光通信***30还可以包括第二光模块32。

在一些示例中，第二光模块32可以与第一光模块31光连接。另外，光连接可以为第二光模块32与第一光模块31之间通过光信号的传播进行连接。在一些示例中，光信号的传播介质可以为空气介质。在这种情况下，采用空气介质作为传播介质能够在传输过程减少使用辅助装置(例如光纤)，进而能够进一步减少接线并进一步简化电控装置1的结构设计。

在一些示例中，第二光模块32可以包括第一光探测器321。在一些示例中，第一光探测器321可以接收发送光源312的光信号并转换为电信号。在一些示例中，第一光探测器321可以为光电二极管。

在一些示例中，第二光模块32可以包括第二运算放大器322。参考图3，在一些示例中，第二运算放大器322的输入端与第一光探测器321连接，第二运算放大器322的输出端与控制装置40连接。

在一些示例中，第二光模块32可以包括第四运算放大器323。参考图3，在一些示例中，第四运算放大器323的输入端与控制装置40连接，第四运算放大器323的输出端与响应光源324(稍后描述)连接。在这种情况下，第四运算放大器323能够放大表示响应命令(稍后描述)的电信号并传输至响应光源324(稍后描述)。

在一些示例中，第二光模块32可以包括响应光源324。在一些示例中，响应光源324可以为发光二极管。在一些示例中，响应光源324可以为闪烁发光二极管、红外发光二极管、紫外发光二极管和有机发光二极管的至少一种。由此，响应光源324能够发射多种类型的光信号。在一些示例中，响应光源324可以接收控制装置40的电信号，然后将控制装置40的电信号转换为光信号并且发射光信号至第二光探测器313。

在一些示例中，发送光源312和响应光源324可以分别设置于光学壳体12的相对侧。由此，能够充分利用光学壳体12的容纳空间，从而能够减少光信号传播的误差。

返回参考图2，在本实施方式中，控制装置40与机械设备2连接且可以控制机械设备2。在一些示例中，机械设备2可以包括离心机和螺杆机中的至少一种。在一些示例中，控制装置40可以具有多个串口。在一些示例中，一个串口可以用于连接一个机械设备2。在这种情况下，控制装置40能够通过串口传输控制命令以控制机械设备2。

图6是示出了本实用新型示例所涉及的电控装置1中的控制装置40的框图。

在本实施方式中，控制装置40可以接收控制命令并利用控制命令控制机械设备2。在一些示例中，控制装置40可以至少具有接收表示控制命令的电信号的处理电路440且与机械设备2连接。由此，能够接收电信号并能够通过连接控制机械设备2。

参考图3和图6，在一些示例中，控制装置40可以包括第二运算装置420和第二存储装置430。第二运算装置420可以接收来自第二光模块32(例如第二光模块32中的第一光探测器321)的表示控制命令的电信号和生成表示响应命令的电信号。第二存储装置430可以存储响应命令。需要说明的是，除非特别说明，发送装置10中关于第一运算装置110和第一存储装置120的相关描述同样适用于控制装置40，其实现原理类似，下文不再赘述。

在一些示例中，控制装置40还包括输入接口电路400和输出接口电路410，输入接口电路400用于电信号的输入，输出接口电路410用于电信号的输出。在一些示例中，输入接口电路400与第二运算放大器322连接，输出接口电路410与机械设备2连接。在这种情况下，输入接口电路400和输出接口电路410能够实现控制装置40与第二光模块32和机械设备2的连接。在一些示例中，输出接口电路410可以与第四运算放大器323的输入端连接。在这种情况下，控制装置40可以将表示响应命令的电信号传输至发送装置10。

在一些示例中，控制装置40至少具有接收表示控制命令的电信号的处理电路440且与机械设备2连接。在这种情况下，第二运算放大器322的表示控制命令的电信号能够经过输入接口电路400传输至控制装置40的处理电路440，控制装置40的处理电路440接收表示控制命令的电信号后，再经过输出接口电路410将表示控制命令的电信号传输至机械设备2，进而机械设备2能够基于表示控制命令的电信号执行控制命令。

此处，结合图3描述一种电控装置1中的信号流转的示例。参考图3，在一些示例中，发送装置10将用于表示控制命令的电信号传输至第一光模块31，第一光模块31将表示控制命令的电信号转换为光信号并传输至第二光模块32，第二光模块32将光信号转换为表示控制命令的电信号电信号并传输至控制装置40，控制装置40基于表示控制命令的电信号控制机械设备2。

在一些示例中，控制装置40将用于表示响应命令的电信号传输至第二光模块32，第二光模块32将表示响应命令的电信号转换为光信号并传输至第一光模块31，第一光模块31将光信号转换为表示控制命令的电信号并传输至发送装置10。

另外，本实用新型还涉及电控装置1的另一种实施例。在本实施方式中，发送装置10可以为上位机，控制装置40可以为下位机。在这种情况下，上位机和下位机之间能够通过光通信***30进行通信以使上位机和下位机之间通信较便捷。在一些示例中，上位机可以为电子计算机。在一些示例中，上位机可以直接发送控制命令。在一些示例中，下位机可以为可编程逻辑控制器。在一些示例中，下位机可以通过第二光模块32接收控制命令，从而可以控制机械设备2。

虽然以上结合附图和示例对本实用新型进行了具体说明，但是可以理解，上述说明不以任何形式限制本实用新型。本领域技术人员在不偏离本实用新型的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本实用新型进行变形和变化，这些变形和变化均落入本实用新型的范围内。

Claims (10)

1.一种用于控制机械设备的电控装置，其特征在于，包括电源模块、发送装置、控制装置、光学壳体以及光通信***；所述电源模块为所述发送装置、所述控制装置和所述光通信***提供电能，所述发送装置包括生成表示控制命令的电信号的第一运算装置和存储所述控制命令的第一存储装置且经由所述光通信***与所述控制装置光连接，所述光学壳体具有封闭的容纳空间，所述光通信***设置于所述容纳空间内且包括第一光模块和与所述第一光模块光连接的第二光模块，所述第一光模块与所述发送装置连接且包括发送光源，所述第二光模块与所述控制装置连接且包括第一光探测器；所述控制装置至少具有接收来自所述第二光模块的所述表示控制命令的电信号的处理电路且与所述机械设备连接。

2.根据权利要求1所述的电控装置，其特征在于：

所述第一光模块还包括第一运算放大器、第三运算放大器和第二光探测器，所述第二光模块还包括响应光源、第二运算放大器和第四运算放大器，所述第一运算放大器的输入端与所述发送装置连接，所述第二运算放大器的输入端与所述第一光探测器连接，所述第二运算放大器的输出端与所述控制装置连接，所述第二光探测器的输出端与所述第三运算放大器的输入端连接，所述第三运算放大器的输出端与所述发送装置连接，所述第四运算放大器的输出端与所述响应光源连接，所述第四运算放大器的输入端与所述控制装置连接。

3.根据权利要求1所述的电控装置，其特征在于：

所述光学壳体不透光。

4.根据权利要求2所述的电控装置，其特征在于：

所述发送光源和所述响应光源分别设置于所述光学壳体的相对侧。

5.根据权利要求1所述的电控装置，其特征在于：

还包括主壳体和输入装置，所述电源模块、所述发送装置、所述控制装置和所述光学壳体设置于所述主壳体内，所述输入装置设置于所述主壳体的外表面，所述输入装置包括触摸屏和机械按钮中的至少一种，所述光学壳体的外表面设置有检修门。

6.根据权利要求1所述的电控装置，其特征在于：

所述发送装置为上位机，所述控制装置为下位机。

7.根据权利要求1所述的电控装置，其特征在于：

所述控制装置包括接收所述表示控制命令的电信号和生成表示响应命令的电信号的第二运算装置以及存储所述响应命令的第二存储装置，

所述第一运算装置和所述第二运算装置为中央处理器，所述第一存储装置和所述第二存储装置为存储器。

8.根据权利要求2所述的电控装置，其特征在于：

所述发送光源和所述响应光源为闪烁发光二极管、红外发光二极管、紫外发光二极管和有机发光二极管中的至少一种，所述第一光探测器和所述第二光探测器为光电二极管。

9.根据权利要求1所述的电控装置，其特征在于：

所述光通信***的光信号的传输介质为空气。

10.根据权利要求2所述的电控装置，其特征在于：

所述电源模块包括交流电源、降压变压器、冷却器和稳压电路，所述控制装置还包括输入接口电路和输出接口电路，所述输入接口电路与所述第二运算放大器连接，所述输出接口电路与所述机械设备连接。

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