專利名稱：不間斷控制系統(tǒng)及其不間斷切換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動控制領(lǐng)域，具體來說是一種不間斷控制系統(tǒng)及其不間斷切換電路。
背景技術(shù)：
為了保證極高的可靠性，機車邏輯控制單元(LCU)內(nèi)部都采用了兩套控制裝置的冷備份冗余設(shè)計。兩套控制裝置的硬件、軟件完全一樣，兩套裝置相互獨立，其中任何一套都能單獨工作。平時，只有其中一套裝置得電工作，另外一套裝置處于不得電的非工作狀態(tài)做為備用。一旦得電工作的那一套出現(xiàn)故障，不能正常工作，就可以由司機撥動LCU面板上的切換開關(guān)，使已經(jīng)故障的那套裝置失電，切除故障裝置，繼而使備用裝置得電進入工作狀態(tài)，將工作任務(wù)切換到備用裝置上，從而維持邏輯控制單元整機繼續(xù)正常工作，實現(xiàn)不影響機車正常運行的目標(biāo)。邏輯控制單元內(nèi)部兩套控制裝置之間工作狀態(tài)的切換可以簡稱為雙機切換?，F(xiàn)有機車邏輯控制單元由于沒采用該電路，僅是簡單的切換兩套裝置的供電電源，沒有保證在切換過程中雙機均不得電的瞬間邏輯控制單元仍有工作輸出，從而導(dǎo)致在雙機切換過程中有一個短暫的時段邏輯控制單元沒有工作輸出。正因為沒有了工作輸出，柴油機的燃油供油泵就會停轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致柴油機需要停機，或者電力機車受電弓會降弓。必須等到這個時段過去，備用的那套裝置正常工作起來之后，邏輯控制單元才會重新有工作輸出，燃油供油泵才能重新運轉(zhuǎn)，柴油機才能重啟工作，或者電力機車受電弓重新升弓得電工作。這個由雙機切換導(dǎo)致的停機再重啟過程一般需要若干分鐘，大大增加了雙機切換的時間，影響了火車的正點運行。通過增加本發(fā)明電路后就能有效的解決此類問題，很好的實現(xiàn)機車不停機雙機切換。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了上述缺點，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高的不間斷控制系統(tǒng)及其不間斷切換電路。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種不間斷控制系統(tǒng)，包括控制單元和受控目標(biāo)單元，所述控制單元包括常用控制端，所述控制單元的常用控制端與所述受控目標(biāo)單元相連，構(gòu)成常用工作回路，其特征在于還包括一個不間斷切換電路，所述不間斷切換電路連接在所述控制單元的切換控制端(OUT1、OUT2)和受控目標(biāo)單元之間。
所述不間斷切換電路可包括切換繼電器和開斷繼電器，所述控制單元還包括切換控制斷和開斷控制端，所述切換繼電器線圈(1ZJA、2ZJA)與所述控制單元的切換控制端(OUT1、OUT2)相連，構(gòu)成切換回路，所述切換繼電器的觸點(1ZJC、2ZJC)的與所述受控目標(biāo)單元相連，在所述切換繼電器的觸點(1ZJC、2ZJC)閉合時構(gòu)成備用工作回路，所述開斷繼電器的線圈(3ZJA)連接到所述控制單元的開斷控制端(OUT3)，構(gòu)成開斷控制回路，所述開斷繼電器的觸點(3ZJB、3ZJC)串聯(lián)在所述切換回路中，在所述開斷繼電器的觸點斷(3ZJB、3ZJC)開時控制所述切換繼電器停止工作。
所述不間斷切換電路可包括切換繼電器和開斷繼電器，所述切換繼電器線圈(1ZJA、2ZJA)連接在電源兩端，構(gòu)成能夠自保持的切換回路，所述切換繼電器的觸點(1ZJC、2ZJC)與所述受控目標(biāo)單元相連，在所述切換繼電器的觸點(1ZJC、2ZJC)閉合時構(gòu)成備用工作回路，所述控制單元還包括開斷控制端，所述開斷繼電器的線圈(3ZJA)連接到所述控制單元的開斷控制端，構(gòu)成開斷控制回路，所述開斷繼電器的觸點(3ZJB、3ZJC)串聯(lián)在所述切換回路中，在所述開斷繼電器的觸點斷開時控制所述切換繼電器停止工作。
所述每個切換繼電器還可包括另一個觸點(1ZJB、2ZJB)，并與所述控制單元的切換控制端(OUT1、OUT2)相連，在所述另一個觸點閉合時構(gòu)成自保持回路。
所述開斷繼電器的觸點可串聯(lián)在所述切換繼電器線圈與控制目標(biāo)單元的切換控制端(OUT1、OUT2)之間。
所述切換繼電器中的觸點可為常開觸點，所述開斷繼電器的觸點可為常閉觸點。
一種不間斷切換電路，還包括至少一個切換繼電器和一個開斷繼電器，所述切換繼電器線圈(1ZJA、2ZJA)與切換控制輸入端相連，構(gòu)成一個切換回路，所述切換繼電器的觸點(1ZJC、2ZJC)的與控制輸出端相連，在所述觸點閉合時構(gòu)成備用工作回路，所述開斷繼電器的線圈(3ZJA)連接到所述開斷控制輸入端，構(gòu)成開斷控制回路，所述開斷繼電器的觸點串聯(lián)在所述切換回路中。
所述每個切換繼電器還可包括另一個觸點，并與所述切換控制輸入端相連，并在閉合時構(gòu)成自保持回路。
所述開斷繼電器的觸點可串聯(lián)在所述切換繼電器線圈與切換控制輸入端之間。
所述切換繼電器中的觸點可為常開觸點，所述開斷繼電器的觸點可為常閉觸點。
本發(fā)明通過在常用工作回路斷開狀態(tài)下使切換繼電器常開觸點保持得電吸合，并使所述受控目標(biāo)單元持續(xù)不間斷工作，從而能維持機車柴油機不停機，消除了切換失電對機車行進過程的影響，完全避免了柴油機漫長、繁復(fù)的重啟過程。這樣即便機車正在運行途中，司機也能進行自如的切換控制，而柴油機能連續(xù)工作，機車能持續(xù)的平穩(wěn)運行，完全避免了列車的沖擊、顛簸，從而使旅客舒適度得到了極大的提高。


圖1為本發(fā)明中實施例1的電路原理2為本發(fā)明中實施例2的電路原理圖具體實施方式
下面結(jié)合內(nèi)燃機車內(nèi)的機車邏輯控制單元對電磁連鎖控制線圈和燃油泵控制線圈的控制，對本發(fā)明內(nèi)容做詳細(xì)描述。
實施例1如圖1所示，本發(fā)明由作為控制單元的數(shù)字入出插件I、作為不間斷切換電路的切換控制插件II和作為受控目標(biāo)單元的機車控制線路III共同構(gòu)成，所述數(shù)字入出插件I的常用控制端與所述機車控制線路III直接相連，所述切換控制插件II連接在所述機車控制線路III和數(shù)字入出插件I的切換控制端(OUT1、OUT2)、開斷控制端之間。為了實現(xiàn)柴油機不停機，關(guān)鍵是在切換失電過程中仍能維持所述機車控制線路III中的電磁聯(lián)鎖控制線圈DLS與燃油泵控制線圈RBC兩個關(guān)鍵線圈持續(xù)得電。為此，在正常運行狀態(tài)時，所述數(shù)字入出插件I的常用控制端OUT-RBC、OUT-DLS分別直接與所述兩線圈構(gòu)成常用工作回路，驅(qū)動所述兩個線圈得電，(所述數(shù)字入出插件內(nèi)部的邏輯和電路控制為現(xiàn)有邏輯控制單元中所采用的常規(guī)技術(shù)手段，這里不再贅述，并未在圖中標(biāo)示。)所述電磁聯(lián)鎖控制線圈DLS與燃油泵控制線圈RBC同時分別連接兩個繼電器1ZJ和2ZJ的常開觸點1ZJC和2ZJC，構(gòu)成備用工作回路，能夠代替切換控制過程中失電瞬間時代替失電的數(shù)字入出插件持續(xù)驅(qū)動上述2個線圈得電。
同時，兩個觸點相對應(yīng)的繼電器線圈1ZJA、2ZJA分別與所述數(shù)字入出插件的切換控制端OUT1、OUT2端相連，各自構(gòu)成一個切換控制支路，為了保證1ZJC、2ZJC兩個常開觸點在切換過程中能處于閉合狀態(tài)，分別將兩個常開觸點1ZJB、2ZJB接入地端，從而將1ZJA、2ZJA兩個繼電器線圈與+110V電源端與地端連通成了自保持回路，并形成繼電器1ZJ和2ZJ的自保持。從而，通過所述切換回路，與自保持回路和備用工作回路一起實現(xiàn)持續(xù)不間斷的切換功能。
繼電器線圈1ZJA、2ZJA回路中還分別串聯(lián)進了兩個常閉觸點3ZJB和3ZJC，所述常閉觸點3ZJB和3ZJC由與所述數(shù)字出入插件的控制端相連的繼電器線圈3ZJA控制。
正常工作時(即非切換狀態(tài)時)，數(shù)字入出插件上的開斷控制端OUT3與控制繼電器線圈3ZJA構(gòu)成開斷控制回路，由所述開斷控制端OUT3控制繼電器線圈3ZJA不得電，使兩個常閉觸點3ZJB、3ZJC保持閉合。同時，數(shù)字入出插件上的切換控制端OUT1、OUT2分別驅(qū)動切換繼電器線圈1ZJA、2ZJA得電，從而四個常開觸點1ZJB、1ZJC、2ZJB、2ZJC全部閉合。這樣，繼電器線圈1ZJA就處于閉合的電氣回路中+110V電源端→切換繼電器線圈1ZJA→閉合的常閉觸點3ZJB→閉合的常開觸點1ZJB→地端。同理繼電器線圈2ZJA也處于閉合的電氣回路中+110V電源端→切換繼電器線圈2ZJA→閉合的常閉觸點3ZJC→閉合的常開觸點2ZJB→地端。
當(dāng)數(shù)字入出插件瞬間失電，即進入切換過程中時，所述數(shù)字入出插件的常用控制端OUT-RBC、OUT-DLS因失電而無法繼續(xù)驅(qū)動所述燃油泵控制線圈RBC與電磁聯(lián)鎖控制線圈DLS個關(guān)鍵線圈持續(xù)得電，但是由于上述切換繼電器線圈1ZJA、2ZJA均已構(gòu)成了閉合的電氣回路，并且這兩個閉合回路并不會因為數(shù)字入出插件瞬間失電而造成回路斷開，這樣，燃油泵控制線圈RBC與電磁聯(lián)鎖控制線圈DLS兩個關(guān)鍵線圈仍能分別通過下述兩個閉合回路維持得電+110V電源端→電磁聯(lián)鎖控制線圈DLS→閉合的常開觸點1ZJC→地端；+110V電源端→燃油泵控制線圈RBC→閉合的常開觸點2ZJC→地端，從而能在切換過程中維持機車中柴油機及其他工作部件持續(xù)運轉(zhuǎn)不停機，平穩(wěn)的完成切換過程。
在數(shù)字入出插件恢復(fù)正常工作狀態(tài)后，通過所述開斷控制端OUT3輸出控制信號控制所述開斷繼電器3ZJ得電，使對應(yīng)的常閉觸點3ZJB、3ZJC斷開，進而使切換繼電器線圈1ZJA、2ZJA失電停止工作，從而使受控目標(biāo)單元停止工作，即使電磁連鎖控制線圈和燃油泵控制線圈停止工作。
此外，所述切換回路分別通過數(shù)字入出插接的兩個不同控制端實現(xiàn)控制，可以實現(xiàn)對受控目標(biāo)單元中不同線圈的異步控制，滿足不同控制場合的時序要求。
實施例2如圖2中所示，與實施例1相似，區(qū)別在于所述開斷繼電器的常閉觸點3ZJB、3ZJC并不與所述數(shù)字入出插件的切換控制端OUT1、OUT2相連，而是直接接地構(gòu)成能夠自保持的切換回路，因此，在所述開斷繼電器的常閉觸點3ZJB、3ZJC閉合的情況下，能夠使繼電器線圈1ZJA、2ZJA始終處于閉合的電氣回路中，當(dāng)數(shù)字入出插件失電瞬間，兩個閉合的切換回路并不會因為數(shù)字入出插件瞬間失電而造成回路斷開，這樣，燃油泵控制線圈RBC與電磁聯(lián)鎖控制線圈DLS兩個關(guān)鍵線圈仍能分別通過下述兩個閉合回路維持得電，從而能在切換過程中維持機車中柴油機及其他工作部件持續(xù)運轉(zhuǎn)不停機，平穩(wěn)的完成切換過程。
本申請中所述回路，指兩端連接在電源正負(fù)極之間，或高低電平之間，并能夠形成電流的通路。因此，所述實施例1、2也可分別衍生出兩種變種，即將實施例1、2中的+110V電源端和地端相互顛倒，只要能夠構(gòu)成所述回路，即能夠形成電流的通路即可，電路結(jié)構(gòu)和工作過程完全相同，這里不再贅述。
權(quán)利要求
1.一種不間斷控制系統(tǒng)，包括控制單元和受控目標(biāo)單元，所述控制單元包括常用控制端，所述控制單元的常用控制端與所述受控目標(biāo)單元相連，構(gòu)成常用工作回路，其特征在于還包括一個不間斷切換電路，所述不間斷切換電路連接在所述控制單元的切換控制端(OUT1、OUT2)和受控目標(biāo)單元之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的不間斷控制系統(tǒng)，其特征在于所述不間斷切換電路包括切換繼電器(1ZJ、2ZJ)和開斷繼電器(3ZJ)，所述控制單元還包括切換控制端(OUT1、OUT2)和開斷控制端(OUT3)，所述切換繼電器的線圈(1ZJA、2ZJA)與所述控制單元的切換控制端(OUT1、OUT2)相連，構(gòu)成切換回路，所述切換繼電器的觸點(1ZJC、2ZJC)與所述受控目標(biāo)單元相連，在所述切換繼電器的觸點(1ZJC、2ZJC)閉合時構(gòu)成備用工作回路，所述開斷繼電器的線圈(3ZJA)連接到所述控制單元的開斷控制端(OUT3)，構(gòu)成開斷控制回路，所述開斷繼電器的觸點(3ZJB、3ZJC)串聯(lián)在所述切換回路中，在所述開斷繼電器的觸點(3ZJB、3ZJC)斷開時控制所述切換繼電器停止工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的不間斷控制系統(tǒng)，其特征在于所述不間斷切換電路包括切換繼電器(1ZJ、2ZJ)和開斷繼電器(3ZJ)，所述切換繼電器的線圈(1ZJA、2ZJA)連接在電源兩端，構(gòu)成能夠自保持的切換回路，所述切換繼電器的觸點(1ZJC、2ZJC)與所述受控目標(biāo)單元相連，在所述切換繼電器的觸點(1ZJC、2ZJC)閉合時構(gòu)成備用工作回路，所述控制單元還包括開斷控制端(OUT3)，所述開斷繼電器的線圈(3ZJA)連接到所述控制單元的開斷控制端(OUT3)，構(gòu)成開斷控制回路，所述開斷繼電器的觸點(3ZJB、3ZJC)串聯(lián)在所述切換回路中，在所述開斷繼電器的觸點(3ZJB、3ZJC)斷開時控制所述切換繼電器停止工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的不間斷控制系統(tǒng)，其特征在于所述每個切換繼電器還包括另一個觸點，并與所述控制單元的切換控制端(OUT1、OUT2)相連，在所述另一個觸點(1ZJB、2ZJB)閉合時構(gòu)成自保持回路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的不間斷控制系統(tǒng)，其特征在于所述開斷繼電器的觸點(3ZJB、3ZJC)串聯(lián)在所述切換繼電器線圈(1ZJA、2ZJA)與控制單元的切換控制端(OUT1、OUT2)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求2～5中任一項中所述的不間斷控制系統(tǒng)，其特征在于所述切換繼電器的觸點(1ZJC、2ZJC)為常開觸點，所述開斷繼電器的觸點(3ZJB、3ZJC)為常閉觸點。
7.一種不間斷切換電路，其特征在于還包括切換繼電器(1ZJ、2ZJ)和開斷繼電器(3ZJ)，所述切換繼電器線圈(1ZJA、2ZJA)與切換控制輸入端(OUT1、OUT2)相連，構(gòu)成切換回路，所述切換繼電器的觸點(1ZJC、2ZJC)的與控制輸出端相連，在所述觸點閉合時構(gòu)成備用工作回路，所述開斷繼電器的線圈(3ZJA)連接到所述開斷控制輸入端(OUT3)，構(gòu)成開斷控制回路，所述開斷繼電器的觸點(3ZJB、3ZJC)串聯(lián)在所述切換回路中。
8.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的不間斷切換電路，其特征在于所述每個切換繼電器還包括另一個觸點(1ZJB、2ZJB)，并與所述切換控制輸入端(OUT1、OUT2)相連，并在閉合時構(gòu)成自保持回路。
9.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的不間斷切換電路，其特征在于所述開斷繼電器的觸點(3ZJB、3ZJC)串聯(lián)在所述切換繼電器線圈(1ZJA、2ZJA)與切換控制輸入端之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求5或6或7中所述的不間斷切換電路，其特征在于所述切換繼電器中的觸點(1ZJC、2ZJC)為常開觸點，所述開斷繼電器的觸點(3ZJB、3ZJC)為常閉觸點。
全文摘要
本發(fā)明涉及自動控制領(lǐng)域，具體來說是一種不間斷控制系統(tǒng)及其不間斷切換電路。本發(fā)明通過在常用工作回路斷開狀態(tài)下使切換繼電器常開觸點保持得電吸合，并使所述受控目標(biāo)單元持續(xù)不間斷工作，從而能維持受控目標(biāo)單元中的各設(shè)備持續(xù)工作不停機，消除了切換失電對機車行進過程的影響，完全避免了柴油機漫長、繁復(fù)的重啟過程。這樣即便機車正在運行途中，司機也能進行自如的切換控制，而柴油機能連續(xù)工作，機車能持續(xù)的平穩(wěn)運行，完全避免了列車的沖擊、顛簸，從而使旅客舒適度得到了極大的提高。
文檔編號G05B19/00GK1873563SQ200610090098
公開日2006年12月6日 申請日期2006年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月27日
發(fā)明者劉智聰, 吳正平, 姚曉陽, 周少云, 任湘輝, 雷滿生, 班立權(quán), 劉松柏, 任文毅 申請人:株洲南車時代電氣股份有限公司