電氣連接程控陣列交換電路設(shè)計(jì)研究

趙斌潔

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利局專(zhuān)利審查協(xié)作廣東中心，廣東 廣州 510535）

0 引 言

程序控制系統(tǒng)中，通常需要使用多個(gè)信號(hào)輸入端口，包括ESD信號(hào)輸入端口、門(mén)禁啟閉指令傳輸端口等。此外，還設(shè)有檢測(cè)電源端口、MLM數(shù)據(jù)端口等，輸入端設(shè)置4種標(biāo)準(zhǔn)電氣接口。為了促進(jìn)上述端口的有效兼容，需要科學(xué)構(gòu)建電路，保證程控陣列交換電路的應(yīng)用具有可行性。

1 程控交換電路優(yōu)化設(shè)計(jì)的必要性

車(chē)輛裝載或卸載貨物時(shí)，需要使用控制系統(tǒng)進(jìn)行各環(huán)節(jié)控制，保證控制單元與執(zhí)行單元可以順利通信，從而根據(jù)實(shí)際運(yùn)輸需要開(kāi)啟或關(guān)閉門(mén)禁等。該系統(tǒng)控制單元與執(zhí)行單元通信連接時(shí)主要采取3種方式，分別為電氣連接、氣動(dòng)連接、光線連接。電氣連接是常用的連接方法，可以細(xì)分為4種連接方式，包括工作接地、重復(fù)接地、保護(hù)接地以及保護(hù)接零。具體操作時(shí)，可以采取Pyle-National電動(dòng)連接頭、Sigtto連接、Miyaki連接、ITT-Cannon連接器等實(shí)現(xiàn)電氣連接。采用電氣連接方法構(gòu)建系統(tǒng)時(shí)，必須構(gòu)建與之相匹配的程序控制交換電路，從而保證信號(hào)輸入端信號(hào)可兼容多樣化電氣標(biāo)準(zhǔn)接口，促進(jìn)系統(tǒng)順利運(yùn)行[1]。

2 基本運(yùn)行原理分析

程控交換電路可以設(shè)置4個(gè)連接端口，每個(gè)端口對(duì)應(yīng)1個(gè)用戶，每個(gè)用戶分別對(duì)應(yīng)1條接口電路。在程控交換電路中，核心結(jié)構(gòu)為中央處理單元（Central Processing Unit，CPU）與配套交換網(wǎng)絡(luò)。相關(guān)端口和線路構(gòu)成指令傳輸網(wǎng)絡(luò)，主要實(shí)現(xiàn)信號(hào)輸送和接收。指令信息發(fā)送至中央處理單元后，系統(tǒng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)映射處理，網(wǎng)絡(luò)化連接系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)用戶連接[2,3]。程控交換機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 程控交換機(jī)結(jié)構(gòu)

3 電路系統(tǒng)規(guī)劃

3.1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)輸入端設(shè)有多個(gè)電氣連接端口，輸出端采用4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口，設(shè)計(jì)應(yīng)用程控交換電路的目的是保證標(biāo)準(zhǔn)接口可以與輸入端信號(hào)順利兼容。程控交換電路運(yùn)行中，控制指令發(fā)送至CPU電路中，通過(guò)通信電路傳輸至程控交換陣列電路，輸入端與輸出端分別通過(guò)程控交換陣列電路實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸動(dòng)作，從而發(fā)揮系統(tǒng)功能[4,5]。

該電路系統(tǒng)使用中，信號(hào)輸入端接收信號(hào)后，信號(hào)由輸入端口經(jīng)由線路向輸出端口傳輸，通過(guò)信號(hào)傳輸發(fā)送呼叫要求等指令發(fā)揮交換網(wǎng)絡(luò)功能。中央控制單元發(fā)送連接呼叫連接指令，從而使呼叫方與被呼叫方雙方連接，形成臨時(shí)信號(hào)傳輸通道。通過(guò)指令發(fā)送與接收，中央控制單元控制相應(yīng)功能單元執(zhí)行命令操作，實(shí)現(xiàn)電路連接或斷開(kāi)，從而控制閥門(mén)開(kāi)啟或關(guān)閉?？v橫開(kāi)關(guān)運(yùn)行中，需要使用多樣化機(jī)電連接器設(shè)備，其中包括編碼連接器、縱橫連接器等[6]。程控交換電路運(yùn)行中，核心結(jié)構(gòu)是電子開(kāi)關(guān)構(gòu)建的陣列模式空分交換網(wǎng)絡(luò)和部分時(shí)分連接網(wǎng)絡(luò)。用戶電路可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求靈活設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)依據(jù)主要為系統(tǒng)電路應(yīng)用環(huán)境和交換系統(tǒng)運(yùn)行情況。以程控?cái)?shù)字交換機(jī)使用為例，分為2種線路類(lèi)型。一種為數(shù)據(jù)鏈路控制（Data Link Control，DLC）線路，通常連接終端適配器或者數(shù)據(jù)終端設(shè)備，屬于數(shù)字用戶線路類(lèi)型；另一種為訪問(wèn)控制列表（Access Control List，ALC）線路，通常連接模擬電話，屬于模擬用戶線路類(lèi)型[7]。

3.2 指令信號(hào)傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口連接

上位機(jī)發(fā)出控制指令后，指令信號(hào)傳輸至程控交換電路中。當(dāng)指令內(nèi)容為指示連接特定標(biāo)準(zhǔn)接口時(shí)，CPU根據(jù)指令輸出與之匹配的控制代碼，系統(tǒng)通信電路負(fù)責(zé)向程控交換陣列電路傳輸該控制代碼[8]。交換陣列電路接收該代碼后翻譯解讀控制代碼，將代碼轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)指令形式，驅(qū)動(dòng)電路對(duì)驅(qū)動(dòng)指令進(jìn)行放大功率處理，從而驅(qū)動(dòng)陣列實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的電路操作。例如，在構(gòu)建Pyle-National端口連接電路時(shí)，接口連接情況如表1所示[9]。

表1 Pyle-National接口連接情況

3.3 指令信號(hào)傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口電路功能設(shè)置

Pyle-National端口連接電路設(shè)計(jì)中，相應(yīng)功能設(shè)計(jì)如表2所示[10]。

表2 Pyle-National標(biāo)準(zhǔn)接口相關(guān)電路使用功能設(shè)計(jì)

3.4 程控交換陣列電路運(yùn)行反饋

程控交換電路設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)信息與地址指令借助母線、地址總線傳輸至程控交換陣列電路，信號(hào)通過(guò)母線傳輸至數(shù)據(jù)緩沖器，然后經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理器、驅(qū)動(dòng)電路、繼電器線圈陣列實(shí)現(xiàn)運(yùn)行反饋。地址總線連接地址譯碼器同樣經(jīng)過(guò)上述流程處理，構(gòu)成繼電器觸點(diǎn)矩陣，與4個(gè)輸出端進(jìn)行信號(hào)互動(dòng)反饋。在上述流程中，譯碼器負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換地址指令信號(hào)，通過(guò)轉(zhuǎn)換處理生成控制地址碼，緩沖電路將數(shù)據(jù)信號(hào)向數(shù)據(jù)處理電路中傳輸，在地址碼的驅(qū)動(dòng)下放大數(shù)據(jù)功率，從而控制相關(guān)電磁繼電器線圈進(jìn)入工作狀態(tài)。繼電器運(yùn)行過(guò)程中，常開(kāi)觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)，連接輸入端口線路與輸出端口線路，臨時(shí)信號(hào)通道由此構(gòu)建形成并發(fā)揮信號(hào)傳輸功能。

4 結(jié) 論

綜上所述，完善電路設(shè)計(jì)可以提高控制系統(tǒng)的應(yīng)用性能，促進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)部信號(hào)穩(wěn)定、高效傳輸。設(shè)計(jì)電氣連接程控陣列交換電路時(shí)，應(yīng)全面分析所需信號(hào)輸入端口、信號(hào)輸出端口以及電源檢測(cè)單位等，明確電路使用需求，從而高效實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部門(mén)禁控制指令等信號(hào)的傳輸，提高傳輸效率和傳輸穩(wěn)定性。