專利名稱：一種工業(yè)用互助式雙向冗余控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種工業(yè)控制裝置，特別是一種工業(yè)用互助式雙向 冗余控制裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)工業(yè)冗余控制裝置是在一臺(tái)控制裝置旁設(shè)置一臺(tái)備用的控制裝 置，當(dāng)控制裝置出現(xiàn)故障時(shí)，立即啟動(dòng)備用的控制裝置完成控制過程， 這種熱備用的伺服式冗余控制方式，除需用額外資源外，尚無(wú)法完全杜 絕惡性生產(chǎn)事故的發(fā)生。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種既能獨(dú)自完成各自功能控制，又能相 互冗余的工業(yè)用互助式雙向冗余控制裝置，以克服上述的不足。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型由兩個(gè)完全相同的帶有通訊接口的 通用型控制裝置構(gòu)成，其中每個(gè)通用型控制裝置具有兩路三相交流電源輸出，其特點(diǎn)是兩個(gè)通用型控制裝置之間通過通訊接口相互連接，每 個(gè)通用型控制裝置的兩路三相交流電源輸出 一路與本身所控的執(zhí)行機(jī)構(gòu) 相連，另一路輸出與另一個(gè)通用型控制裝置所控的執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接。上述通用型控制裝置由嵌入式微型計(jì)算機(jī)主控器和微型計(jì)算機(jī)主控 器上連接的電源模塊、1/0信號(hào)輸入單元、1/0信號(hào)輸出單元、通訊接口 單元、驅(qū)動(dòng)控制單元、操作鍵盤和顯示器構(gòu)成，還有一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元 通過控制開關(guān)與驅(qū)動(dòng)控制單元相連接，其中動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元的輸入為一路 三相交流電源，其輸出為兩^各三相交流電源，兩^各三相交流電源的輸出 由控制開關(guān)控制。上述微型計(jì)算機(jī)主控器上還通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路與工藝參數(shù)檢測(cè)單 元相連，通過數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路與模擬調(diào)節(jié)輸出單元相接。上述微型計(jì)算機(jī)主控器上還通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路與輸出的兩路三相 交流電源上的電壓、電流檢測(cè)信號(hào)相連接。由于本實(shí)用新型將兩個(gè)通用型控制裝置之間通過通訊接口相互連接，每一個(gè)通用型控制裝置既與自身執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，又與另一個(gè)通用型 控制裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，使得本實(shí)用新型的兩個(gè)通用型控制裝置在完成 各自自身工作的同時(shí)，又能對(duì)另一個(gè)通用型控制裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，當(dāng) 有一個(gè)通用型控制裝置出現(xiàn)故障時(shí)，另 一個(gè)通用型控制裝置立即接替出 現(xiàn)故障通用型控制裝置的工作，而實(shí)現(xiàn)由 一個(gè)通用型控制裝置同時(shí)承擔(dān) 兩個(gè)通用型裝置的工作。本實(shí)用新型的每個(gè)通用型控制裝置的控制單元 和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元集于一體，使得每個(gè)通用型控制裝置能夠完成對(duì)小功率 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的直接驅(qū)動(dòng)和對(duì)大功率執(zhí)行機(jī)構(gòu)的間接驅(qū)動(dòng)。本實(shí)用新型釆用 兩個(gè)在線各自承擔(dān)自身控制任務(wù)的通用型控制裝置之間的互助式雙向冗 余，使得本實(shí)用新型無(wú)需專用的冗余設(shè)備，只需兩個(gè)在線運(yùn)行的通用型 控制裝置之間通過規(guī)定的線路連接方式和軟件控制相互協(xié)調(diào)即可完成冗 余控制要求，同時(shí)，對(duì)于出現(xiàn)故障的通用型控制裝置即使來(lái)不及排除故 障，本實(shí)用新型也能維持兩套執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)行。本實(shí)用新型適用于 大規(guī)模生產(chǎn)，這便于降低控制裝置的生產(chǎn)、維護(hù)、使用成本。


圖1為本實(shí)用新型的原理框周。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。本實(shí)用新型由兩個(gè)完全相同的帶有通訊接口的通用型控制裝置構(gòu) 成，其中每個(gè)通用型控制裝置具有兩路三相交流電源輸出，兩個(gè)通用型 控制裝置之間通過通訊接口相互連接，每個(gè)通用型控制裝置的兩路三相交流電源輸出一路與本身所控的執(zhí)行機(jī)構(gòu)ZA (ZB)相連，另一路輸出與 另一個(gè)通用型控制裝置所控的執(zhí)行機(jī)構(gòu)ZB (ZA)相連接。每個(gè)通用型控制裝置由嵌入式微型計(jì)算機(jī)主控器和微型計(jì)算機(jī)主控器上連接的電源模塊、1/0信號(hào)輸入單元、1/0信號(hào)輸出單元、通訊接口單元、驅(qū)動(dòng)控制單元、操作鍵盤、顯示器、通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路與工藝參數(shù)檢測(cè)單元相連， 通過數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路與模擬調(diào)節(jié)輸出單元相接，通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路與 輸出的兩路三相交流電源上的電壓、電流檢測(cè)信號(hào)相連接，還有動(dòng)力驅(qū) 動(dòng)單元通過控制開關(guān)與驅(qū)動(dòng)控制單元相連接，其中動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元的輸入 為一路三相交流電源，其輸出為兩路三相交流電源，兩3各三相交流電源 的輸出由控制開關(guān)控制(圖1)。本實(shí)用新型每個(gè)通用型控制裝置的電源模塊對(duì)其它模塊提供工作電源，嵌入式微型計(jì)算機(jī)主控器上嵌入有數(shù)字控制單元(DSP), 1/0信號(hào)輸 入單元和I/O信號(hào)輸出單元通過微型計(jì)算機(jī)主控器完成對(duì)I/O信號(hào)的處 理；通訊接口單元可以與其它控制裝置相連，完成互鎖、冗余、系統(tǒng)控 制等功能；通訊沖妄口單元還可以連接上位機(jī)或網(wǎng)絡(luò)模塊完成現(xiàn)場(chǎng)控制或 遠(yuǎn)程控制功能；驅(qū)動(dòng)控制單元時(shí)將微型計(jì)算機(jī)主控器輸出的控制信號(hào)通 過光電隔離開關(guān)和驅(qū)動(dòng)控制電路傳遞給動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元中的控制開關(guān)，完 成對(duì)交流電源的輸出控制功能，其中控制開關(guān)可以是無(wú)觸點(diǎn)式的可控硅， 也可以是有觸點(diǎn)式的繼電器等；操作鍵盤和顯示器完成人/機(jī)對(duì)話操作管 理功能；工藝參數(shù)檢測(cè)單元完成對(duì)本實(shí)用新型所控執(zhí)行機(jī)構(gòu)各類參數(shù)的 檢測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)視所控執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀況；模擬調(diào)節(jié)輸出單元輸出模擬 信號(hào)可以供各種儀表或取樣使用；兩路三相交流電源上的電壓、電流檢 測(cè)信號(hào)給微型計(jì)算4幾主控器，完成對(duì)所控執(zhí)行4幾構(gòu)的各種電氣故障的判 斷和保護(hù)。本說(shuō)明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn) 有技術(shù)。
權(quán)利要求1、一種工業(yè)用互助式雙向冗余控制裝置，由兩個(gè)完全相同的帶有通訊接口的通用型控制裝置構(gòu)成，其中每個(gè)通用型控制裝置具有兩路三相交流電源輸出，其特征在于兩個(gè)通用型控制裝置之間通過通訊接口相互連接，每個(gè)通用型控制裝置的兩路三相交流電源輸出一路與本身所控的執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，另一路輸出與另一個(gè)通用型控制裝置所控的執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的工業(yè)用互助式雙向冗余控制裝置，其特征在 于通用型控制裝置由嵌入式樣史型計(jì)算機(jī)主控器和;微型計(jì)算沖幾主控器上 連接的電源模塊、1/0信號(hào)輸入單元、1/0信號(hào)輸出單元、通訊接口單元、 驅(qū)動(dòng)控制單元、操作鍵盤和顯示器構(gòu)成，還有一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元通過控 制開關(guān)與驅(qū)動(dòng)控制單元相連接，其中動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元的輸入為 一路三相交 流電源，其^T出為兩if各三相交流電源，兩路三相交流電源的$命出由控制 開關(guān)控制。
3、 如權(quán)利要求2所述的工業(yè)用互助式雙向冗余控制裝置，其特征在 于微型計(jì)算機(jī)主控器上還通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路與工藝參數(shù)檢測(cè)單元相 連，通過數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路與模擬調(diào)節(jié)輸出單元相接。
4、 如權(quán)利要求2或3所述的工業(yè)用互助式雙向冗余控制裝置，其特 征在于上述微型計(jì)算機(jī)主控器上還通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路與輸出的兩路 三相交流電源上的電壓、電流;險(xiǎn)測(cè)信號(hào)相連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)用互助式雙向冗余控制裝置，由兩個(gè)完全相同的帶有通訊接口的通用型控制裝置構(gòu)成，其中每個(gè)通用型控制裝置具有兩路三相交流電源輸出，其特點(diǎn)是兩個(gè)通用型控制裝置之間通過通訊接口相互連接，每個(gè)通用型控制裝置的兩路三相交流電源輸出一路與本身所控的執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，另一路輸出與另一個(gè)通用型控制裝置所控的執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接。本實(shí)用新型只需采用兩個(gè)各自承擔(dān)自身控制任務(wù)的在線通用型控制裝置完成兩者之間的互助式雙向冗余，使得本實(shí)用新型無(wú)需占用額外的冗余設(shè)備，更主要的是兩通用型控制裝置中任何一個(gè)發(fā)生故障，即使不排除，其冗余裝置也能維持正常運(yùn)行，杜絕惡性事故的發(fā)生。
文檔編號(hào)G05B9/03GK201097163SQ200720087270
公開日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2007年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者王為學(xué) 申請(qǐng)人:王為學(xué)