CN104950698A - 继电器的控制装置、控制系统、及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及继电器的控制装置、控制系统、及控制方法，其中继电器的控制装置接收由主控计算机输出的控制信号，且输出驱动继电器导通或截止的驱动信号。接口模块传递控制信号，且用于控制装置间的数据通信。控制模块接收接口模块输出的控制信号，控制模块对控制信号的完整性进行效验并对解析控制参数进行解析，若控制信号完整且控制参数合法，则控制模块输出用于控制继电器导通或截止的执行信号，并通过接口模块向主控计算机输出表示执行控制信号的状态信号。驱动模块接收执行信号，驱动模块将执行信号放大后输出驱动信号。本发明还提供继电器的控制装置的控制方法，使用继电器的控制装置的继电器控制系统，以及继电器控制系统的控制方法。

Description

继电器的控制装置、控制系统、及控制方法

技术领域

本发明涉及一种控制装置，尤其涉及一种用于控制继电器的控制装置。本发明还涉及使用上述控制模块的控制方法、使用上述控制装置的控制系统、以及该控制系统的控制方法。

背景技术

工业控制领域中，对于继电器矩阵的控制，现有方法是采用工业I/O板卡和工业输出板卡完成继电器控制。其中，工业I/O板卡和工业输出板卡安装在主控计算机中主板的扩展卡槽内，且通过工业I/O板卡和工业输出板卡的接口与继电器电性连接。

在工业I/O板卡和工业输出板卡的使用中，时常需要对工业I/O板卡和工业输出板卡的硬件进行维护和调试，目前只能拆开主控计算机的机箱，将工业I/O板卡和工业输出板卡从主板的卡槽中拔出后进行维护和调试。这种工业I/O板卡和工业输出板卡的维护和调试方式费时费力，且每次都需要重新将工业I/O板卡和工业输出板卡连接于继电器。

另外，由于单个工业I/O板卡和工业输出板卡对继电器的驱动和控制能力有限，当使用更多的继电器时，需要相应地增加工业I/O板卡和工业输出板卡的数量。目前主控计算机的主板仅设有很少的卡槽可用于I/O板卡和工业输出板卡的安装，从而限制了继电器的使用数量。

发明内容

本发明的目的是提供一种易于安装接线和维护的继电器的控制装置。

本发明的另一个目的是提供上述继电器的控制装置的控制方法，使得主控计算机可控制继电器的导通或截止。

本发明的另一个目的是提供使用上述继电器控制装置的控制系统，使其具有良好的扩展性。

本发明的另一个目的是提供上述控制系统的控制方法，使得主控计算机可控制各个继电器的控制装置以实现继电器的导通或截止。

本发明提供了一种继电器的控制装置，其能够接收由主控计算机输出的控制信号，且控制装置能够输出驱动继电器导通或截止的驱动信号。控制装置包括一接口模块、一控制模块和一驱动模块。接口模块能够传递控制信号，且能够用于复数个控制装置间的数据通信。控制模块能够接收接口模块输出的控制信号，控制模块能够对控制信号的完整性进行效验并对解析控制参数进行解析，若控制信号完整且控制参数合法，则控制模块输出一个用于控制继电器导通或截止的执行信号，并通过接口模块向主控计算机输出一个表示执行控制信号的状态信号。驱动模块能够接收执行信号，驱动模块能够将执行信号放大后输出驱动信号。

继电器控制装置是独立于主控计算机的硬件实体，它未集成在主控计算机的主板上，从而极大地方便了继电器控制装置的维护，且接线简单。

在继电器的控制装置的再一种示意性的实施方式中，接口模块包括一第一接口单元和一第二接口单元。第一接口单元能够与主控计算机数据通信。复数个控制装置之间能够通过第二接口单元数据通信。

在继电器的控制装置的另一种示意性的实施方式中，第一接口单元为USB接口、Ethernet接口或RS232接口。第二接口单元为IIC接口、SPI接口、或USART接口。这些接口能够实现数据的稳定传输，且易于安装和调试。

在继电器的控制装置的又一种示意性的实施方式中，控制模块包括一解析单元和一控制单元。解析单元能够与接口模块数据通信，它能够输入控制信号，解析单元能够解析得到控制信号的控制参数，若解析单元效验控制信号完整且判断控制参数合法，解析单元能够输出一个包括控制参数的触发信号，并通过接口模块向主控计算机输出状态信号。控制单元能够输入触发信号，且控制单元能够将触发信号转换为用于控制继电器导通或截止的执行信号。通过设置解析单元和控制单元，可以效验控制信号，只有完整的控制信号才能用于继电器的控制，由此可以避免无效的控制信号导致继电器被误操作。

本发明还提供了上述继电器的控制装置的控制方法，包括：控制模块通过接口模块接收主控计算机输出的控制信号；控制模块效验控制信号是否完成，若效验结果为是，则进入下一个步骤，否则结束控制流程；控制模块解析控制信号，得到控制信号所包含的控制参数；控制模块判断控制参数是否合法，若判断结果为是，则进入下一个步骤，否则结束控制流程；控制模块输出执行信号至驱动模块，且控制模块通过接口模块向主控计算机输出状态信号；驱动模块响应于执行信号输出驱动信号。

本发明还提供了一种继电器的控制系统，包括一个主控计算机、一个上述继电器的控制装置。该继电器的控制装置作为继电器的控制系统的主控装置，该主控装置的接口模块能够与主控计算机数据通信。

在继电器的控制系统的再一种示意性的实施方式中，继电器的控制系统还包括至少一个上述继电器的控制装置。该继电器的控制装置作为继电器的控制系统的从属装置，该从属装置的接口模块能够与主控装置的接口模块数据通信。

继电器的控制系统，能够以根据需要增加从属装置的数量，使得一台主控计算机能够以控制多个控制装置，因此继电器的控制装置具有良好的系统扩展性。

在继电器的控制装置的控制系统的再一种示意性的实施方式中，包括一第一接口单元和一第二接口单元。第一接口单元能够与主控计算机数据通信。主控制装置与从属装置间能够通过第二接口单元数据通信。主控装置通过其第一接口单元与主控计算机数据通信，而从属装置则通过其第二接口单元与主控装置的第二接口单元数据通信。

本发明还提供了上述控制系统的控制方法，包括：第一输入步骤：由主控计算机输出控制信号至主控装置的控制模块，进入第一效验步骤；第一效验步骤：主控装置的控制模块效验控制信号是否完整，若效验结果为是，则进入第一解析步骤，否则结束控制流程；第一解析步骤：主控装置的控制模块解析控制信号，得到控制信号所包含的控制参数和地址信息，进入第一判断步骤；第一判断步骤：主控装置的控制模块判断地址信息是否与主控装置的地址匹配，若判断结果为是，则进入第二判断步骤，否则进入第二输入步骤；第二判断步骤：主控装置的控制模块判断控制参数是否合法，若判断结果为是，则进入第一执行步骤，否则结束控制流程；第一执行步骤：主控装置的控制模块输出执行信号至主控装置的驱动模块，且主控装置的控制模块输出状态信号至主控计算机，进入第二执行步骤；第二执行步骤：主控装置的驱动模块响应于执行信号输出驱动信号；第二输入步骤：主控装置的控制模块通过其接口模块将控制信号转送到与控制信号的地址信息相匹配的从属装置的控制模块，进入第二解析步骤；第二解析步骤：从属装置的控制模块解析控制信号，得到控制信号所包含的控制参数，进入第三判断步骤；第三判断步骤：从属装置的控制模块判断控制参数是否合法，若判断结果为是，则进入第三执行步骤，否则结束控制流程；第三执行步骤：从属装置的控制模块输出执行信号至从属装置的驱动模块，且从属装置的控制模块将状态信号通过其接口模块输出至主控装置的控制模块，进入第四执行步骤；第四执行步骤：从属装置的驱动模块响应于执行信号输出驱动信号，主控模块的控制模块将从属装置的控制模块输出的状态信号通过主控模块的接口模块发送至主控计算机。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1用于说明继电器控制装置一种示意性实施方式的结构示意图。

图2用于说明继电器控制装置的控制方法的控制流程。

图3用于说明继电器的控制系统一种示意性实施方式的结构示意图。

图4用于说明继电器的控制系统的控制方法的控制流程。

附图标记列表

10主控计算机

20，120，220  接口模块

22，122，222  第一接口单元

24，124，224  第二接口单元

30，130，230  控制模块

32，132，232  解析单元

34，134，234  控制单元

40，140，240  驱动模块

50，501，502，503  继电器

100  主控装置

200  从属装置

300  继电器的控制装置。

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序等。

图1用于说明依据本发明的继电器的控制装置的一种示意性实施方式的结构示意图。如图所示，继电器的控制装置300包括一个接口模块20、一个控制模块30和一个驱动模块40。其中，继电器的控制装置300由一个主控计算机10输出的控制信号控制，且继电器的控制装置300能够输出驱动信号以控制继电器50的导通或截止。另外，依据本发明可以实现对一个继电器50的控制，而且能够实现对多个继电器组成的继电器阵列的控制。

接口模块20作为继电器控制装置300的输入/输出接口，它能够用于主控计算机与控制装置300之间处理速度的匹配、时序的匹配、以及数据格式的匹配等。接口模块20能够将主控计算机10输出的控制信号传递至控制模块30。另外，当一个主控计算机10控制多个控制装置300时，各个控制装置之间能够通过接口模块20数据通信。

如图1所示，在继电器的控制装置一种示意性实施方式中，接口模块20包括一个第一接口单元22和一个第二接口单元24。其中，第一接口单元22能够是USB接口、Ethernet接口或RS232接口。控制装置通过第一接口单元22与主控计算机10数据通信。第二接口单元24能够以是IIC接口、SPI接口或USART接口。当一个主控计算机10控制多个继电器的控制装置300时，各个继电器的控制装置300之间通过第二接口单元24实现数据通信。

控制模块30能够输入接口模块20传递的控制信号。当控制模块30接收控制信号后，它能够以效验控制信号的数据是否完整，且控制模块30能够解析控制信号，从而获得控制信号中包含的控制信息。控制信息包括继电器的控制参数，例如继电器导通或截止的指令。控制模块30能够判断控制信息中控制参数是否合法，例如，如果对已经导通或截止的继电器再次输出导通或截止指令则判定为非法，如果对已经导通或截止的继电器输出截止或导通的指令则判定为合法。当控制模块30判定控制信息完整、控制参数合法时，控制模块30输出一个执行信号和一个状态信号。执行信号用于控制继电器的导通或截止，例如高低电平。状态信号经由接口模块20传递至主控计算机10，当主控计算机10得到状态信号后，其能够得知控制装置300已执行控制信号。

如图1所示，在继电器的控制装置一种示意性实施方式中，控制模块30包括一个解析单元32和一个控制单元34。解析单元32能够与接口模块20数据通信。解析单元32输入控制信号后，其能够效验控制信号是否完整。解析单元32能够获取控制信号中包含的控制信息，例如控制参数。解析单元32能够判断控制参数是否合法。当解析单元32效验控制信号完整，且判断控制参数合法时，它能够输出一个触发信号和一个状态信号。触发信号中包括控制参数信息，且状态信号经由接口模块20传递至主控计算机10，当主控计算机10得到状态信号后，其能够得知控制装置已执行控制信号。控制单元34能够输入触发信号，且控制单元34能够读取触发信号中包含的控制参数，并将这些控制参数转换为控制继电器导通或截止的执行信号。

驱动模块40能够输入执行信号，驱动模块40能够将执行信号放大以得到驱动信号，使得驱动信号具有足够的驱动能力。

图2用于说明继电器控制装置的控制方法的控制流程。参见图1和图2，继电器控制装置的控制方法开始于步骤S10，在步骤S10中，由主控计算机10输出控制信号至控制模块30，而后进入步骤S12。

在步骤S12中，控制模块30效验控制信号是否完整，如果效验结果为是，则进入步骤S14，否则结束继电器控制装置的控制流程。

在步骤S14中，控制模块30解析控制信号，获得控制信号中包含的控制参数，而后进入步骤S16。

在步骤S16中，控制模块30判断控制参数是否合法，若判断结果为是，则进入步骤S18，否则结束继电器控制装置的控制流程。

在步骤S18中，控制模块30输出执行信号至驱动信号40，且控制模块30输出状态信号至主控计算机10，而后进入步骤S20。

在步骤S20中，驱动模块40响应于执行信号输出驱动信号，使得继电器导通或截止。结束继电器控制装置的控制流程。

继电器控制装置是独立于主控计算机的硬件实体，它未集成在主控计算机的主板上，从而极大地方便了继电器控制装置的维护，且接线简单。

图3用于说明继电器的控制系统一种示意性实施方式的结构示意图。如图3所示，继电器的控制系统包括一个主控计算机10、一个主控装置100和两个从属装置200。能够以根据需要扩充从属装置200的数量。

主控装置100和从属装置200均为上述继电器的控制装置。主控装置100能够通过其接口模块20与主控计算机10数据通信，且从属装置200能够通过其接口模块20与主控装置100数据通信。主控装置100和从属装置200均设有地址信息，以标识它们之间的连接关系。

在图3所示的实施方式中，主控装置100通过其接口模块20的第一接口单元22与主控计算机10数据通信。从属装置200通过它们的接口模块20的第二接口单元24都连接到主控装置的接口模块20的第二接口单元24，从而实现各个从属装置200与主控装置100的数据通信。

图4用于说明继电器的控制系统的控制方法的控制流程。参见图3和图4，继电器的控制系统的控制方法开始于步骤S30，步骤S30为第一输入步骤，在步骤S30中，由主控计算机10输出控制信号至主控装置100的控制模块30，而后进入步骤S32。

步骤S32为第一效验步骤，在步骤S32中，主控装置100的控制模块30效验控制信号是否完整，如果效验结果为是，则进入步骤S34，否则结束继电器控制系统的控制流程。

步骤S34为第一解析步骤，在步骤S34中，主控装置100的控制模块30解析控制信号，得到控制信号所包含的控制参数和地址信息，进入步骤S36。

步骤S36为第一判断步骤，在步骤S36中，主控装置100的控制模块30判断地址信息是否与主控装置100的地址匹配，即主控计算机10发出的控制信号是否是用于控制与主控装置100相连接的继电器。如果判断结果为是，则进入步骤S38，否则进入步骤S44。

步骤S38为第二判断步骤，在步骤S38中，主控装置100的控制模块30判断控制信号中的控制参数是否合法，若判断结果为是，则进入步骤S40，否则结束继电器控制系统的控制流程。

步骤S40为第一执行步骤，在步骤S40中，主控装置100的控制模块30输出执行信号至主控装置100的驱动模块40，且主控装置100的控制模块30输出状态信号至主控计算机10，进入步骤S42。

步骤S42为第二执行步骤，在步骤S42中，主控装置100的驱动模块40响应于执行信号输出驱动信号，使得继电器导通或截止。结束继电器控制系统的控制流程。

步骤S44为第二输入步骤，在步骤S44中，主控装置100的控制模块30将控制信号转送到与控制信号的地址信息箱匹配的从属装置200的控制模块30，而后进入步骤S46。

步骤S46为第二解析步骤，在步骤S46中，从属装置200的控制模块30解析控制信号，得到控制信号所包含的控制参数，而后进入步骤S48。

步骤S48为第三判断步骤，在步骤S48中，从属装置200的控制模块30判断控制参数是否合法，若判断结果为是，则进入步骤S50，否则结束继电器控制系统的控制流程。

步骤S50为第三执行步骤，在步骤S50中，从属装置200的控制模块30输出执行信号至从属装置200的控制模块30输出执行信号至从属装置200的驱动模块40，且从属装置200的控制模块30输出状态信号至主控装置100的控制模块30，而后进入步骤S52。

步骤S52为第四执行步骤，在步骤S52中，从属装置200的驱动模块40响应于执行信号输出驱动信号，主控模块100的控制模块30将从属装置200的控制模块30输出的状态信号发送至主控计算机10。结束继电器控制系统的控制流程。

继电器的控制系统，能够以根据需要增加从属装置的数量，使得一台主控计算机能够以控制多个控制装置，因此继电器的控制装置具有良好的系统扩展性。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也能够以经适当组合，形成本领域技术人员能够以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的能够行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种继电器的控制装置（300），其能够接收由主控计算机（10）输出的控制信号，且所述控制装置能够输出驱动所述继电器（50）导通或截止的驱动信号，其特征在于，所述控制装置（300）包括：

一接口模块（20），它能够传递所述控制信号，且能够用于复数个所述控制装置间的数据通信；一个控制模块（30），它能够接收所述接口模块（20）输出的所述控制信号，所述控制模块（30）能够对所述控制信号的完整性进行效验并对控制参数进行解析，若所述控制信号完整且控制参数合法，则所述控制模块（30）输出用于控制继电器（50）导通或截止的执行信号，并通过所述接口模块（20）向所述主控计算机（10）输出一个表示执行所述控制信号的状态信号；以及

一个驱动模块（40），它能够接收所述执行信号，所述驱动模块（40）能够将所述执行信号放大后输出所述驱动信号。

2.如权利要求1所述的继电器的控制装置，其中所述接口模块（20）包括：

一第一接口单元（22），它能够与所述主控计算机（10）数据通信；和

一第二接口单元（24），复数个所述控制装置之间能够通过所述第二接口单元（24）数据通信。

3.如权利要求2所述的继电器的控制装置，其中所述第一接口单元（22）为USB接口、Ethernet接口或RS232接口。

4.如权利要求2所述的继电器的控制装置，其中所述第二接口单元（24）为IIC接口、SPI接口、或USART接口。

5.如权利要求1所述的继电器的控制装置，其中所述控制模块（30）包括：

一个能够与所述接口模块（20）数据通信的解析单元（32），它能够接收所述控制信号，所述解析单元（32）能够解析得到所述控制信号的控制参数，若所述解析单元（32）效验所述控制信号完整且判断所述控制参数合法，所述解析单元（32）能够输出一个包括所述控制参数的触发信号，并通过所述接口模块（20）向所述主控计算机（10）输出所述状态信号；和

一个控制单元（34），它能够接收所述触发信号，且所述控制单元（34）能够将所述触发信号转换为用于控制所述继电器（50）导通或截止的执行信号。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的继电器的控制装置的控制方法，包括：

所述控制模块（30）通过接口模块（20）接收所述主控计算机（10）输出的所述控制信号；

所述控制模块（30）效验所述控制信号是否完成，若效验结果为是，则进入下一个步骤，否则结束控制流程；

所述控制模块（30）解析所述控制信号，得到所述控制信号所包含的控制参数；

所述控制模块（30）判断所述控制参数是否合法，若判断结果为是，则进入下一个步骤，否则结束控制流程；

所述控制模块（30）输出所述执行信号至所述驱动模块（40），且所述控制模块（30）通过所述接口模块（20）向所述主控计算机（10）输出所述状态信号；以及

所述驱动模块（40）响应于所述执行信号输出所述驱动信号。

7.一种继电器的控制系统，包括：

一个主控计算机（10）；和

一个如权利要求1至5中任意一项所述继电器的控制装置（300），其作为所述控制系统的主控装置（100），所述主控装置（100）的所述接口模块（120）能够与所述主控计算机（10）数据通信。

8.如权利要求7所述的继电器的控制系统，其中所述控制系统还包括至少一个使用如权利要求1至5任意一项所述继电器的控制装置（300），其作为所述控制系统的从属装置（200），所述从属装置（200）的所述接口模块（220）能够与所述主控装置的所述接口模块（120）数据通信。

9.如权利要求8所述的继电器的控制系统，其中所述接口模块（120，220）包括：

一第一接口单元（122，222），它能够与所述主控计算机（10）数据通信；和

一第二接口单元（124，224），所述主控制装置（100）与所述从属装置（200）间能够通过所述第二接口单元（124，224）数据通信，

所述主控装置（100）通过其所述第一接口单元（122）与所述主控计算机（10）数据通信，而所述从属装置（200）则通过其所述第二接口单元（224）与所述主控装置（100）的所述第二接口单元（124）数据通信。

10.如权利要求7至9任意一项所述的继电器的控制系统的控制方法，包括：

第一输入步骤：由所述主控计算机（10）输出所述控制信号至所述主控装置（100）的所述控制模块（130），进入第一效验步骤；

第一效验步骤：所述主控装置（100）的所述控制模块（130）效验所述控制信号是否完整，若效验结果为是，则进入第一解析步骤，否则结束控制流程；

第一解析步骤：所述主控装置（100）的所述控制模块（130）解析所述控制信号，得到所述控制信号所包含的控制参数和地址信息，进入第一判断步骤；

第一判断步骤：所述主控装置（100）的所述控制模块（130）判断所述地址信息是否与所述主控装置（100）的地址匹配，若判断结果为是，则进入第二判断步骤，否则进入第二输入步骤；

第二判断步骤：所述主控装置（100）的所述控制模块（130）判断所述控制参数是否合法，若判断结果为是，则进入第一执行步骤，否则结束控制流程；

第一执行步骤：所述主控装置（100）的所述控制模块（130）输出所述执行信号至所述主控装置（100）的所述驱动模块（140），且所述主控装置（100）的所述控制模块（130）输出所述状态信号至所述主控计算机（10），进入第二执行步骤；和

第二执行步骤：所述主控装置（100）的所述驱动模块（140）响应于所述执行信号输出所述驱动信号；

第二输入步骤：所述主控装置（100）的所述控制模块（130）通过其所述接口模块（120）将所述控制信号转送到与所述控制信号的所述地址信息相匹配的所述从属装置（200）的所述控制模块（230），进入第二解析步骤；

第二解析步骤：所述从属装置（200）的所述控制模块（230）解析所述控制信号，得到所述控制信号所包含的控制参数，进入第三判断步骤；

第三判断步骤：所述从属装置（230）的所述控制模块（230）判断所述控制参数是否合法，若判断结果为是，则进入第三执行步骤，否则结束控制流程；

第三执行步骤：所述从属装置（230）的所述控制模块（230）输出所述执行信号至所述从属装置（230）的所述驱动模块（240），且所述从属装置（200）的所述控制模块（230）将所述状态信号通过其所述接口模块（220）输出至所述主控装置（100）的所述控制模块（130），进入第四执行步骤；和

第四执行步骤：所述从属装置（200）的所述驱动模块（240）响应于所述执行信号输出所述驱动信号，所述主控模块（100）的所述控制模块（130）将所述从属装置（200）的所述控制模块（230）输出的所述状态信号通过所述主控模块（100）的所述接口模块（120）发送至所述主控计算机（10）。