CN105182814B - 多余度电压控制指令表决装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种多余度电压控制指令表决装置，包括继电器线圈控制组、二极管组和继电器开关组；继电器线圈控制组包括继电器线圈R1至R4，继电器线圈R1至R4的输入端分别连接余度电压控制指令输入信号CS1至CS4，输出端并联后接地；二极管组包括二极管D1至D4，二极管D1至D4的输入端分别连接余度电压控制指令输入信号CS1至CS4，输出端并联后作为二极管组的输出端；继电器开关组包括继电器线圈R1至R4的常开触点，常开触点被设置为使得作为装置的输出的继电器开关组的输出CS_V＝CS1CS2+CS1CS3+CS1CS4+CS2CS3+CS2CS4+CS3CS4。根据本公开的余度电压控制指令表决装置周期短、通用性强、生产成本低。

Description

多余度电压控制指令表决装置
技术领域
本公开涉及电子信号转换技术，尤其涉及一种多余度电压控制指令表决装置。
背景技术
随着电子电气技术的发展，越来越多的控制系统采用了电控技术。为了提高电控系统工作的可靠性与安全性，各系统均采用了余度技术。根据任务可靠性等级的不同，冗余度从2到4不等。
余度配置中，信号传递是靠部件间及通道间的信息交换与传输来完成的，这与表决面的设置密切相关。一般信号传递包括直接传递与交叉传递两种方式。直接传递方式：即余度系统中每条通道的信号源组成单独通道进行单独处理，任一信号源出现故障，该通道即宣告故障。交叉传递方式：各信号源数据交叉传输至每条通道中的下一部件，这样，不会因一个信号源的故障而损失整个通道，交叉传输较多通过交叉通道链路(CCDL)实现。图1是现有三余度系统的交叉传输示意图。
交叉传输是提高系统可靠性的有力手段。在多余度系统中，对多余度输入信号较多地采用了交叉传递方式，有效地提高了输入信号的使用效率。而对于多余度系统的输出指令综合一直是余度系统设计的难点所在。鉴于输出的电指令直接综合难度较大，一些控制系统在控制器与执行机构之间进行了对应分配控制，这无疑损失了余度控制器的部分效用；一些系统将执行机构设置为余度结构，通过机械方式或电气方式的与形式进行综合，比如多控制线圈的电磁综合、输出电气与以及机械齿轮综合，这种方式在任意控制器故障时，系统性能将会受到影响，而且难以隔离错误输出，智能通过控制器的故障安全措施进行控制，另外采用机械综合的方式无疑提高了执行部件设计的难度。
发明内容
本公开旨在针对余度系统中难以采用电磁综合、机械综合的电磁阀类执行部件，提供一种设计周期短、通用性强、生产成本低的余度电压控制指令表决装置。
根据本公开的一方面，提供一种多余度电压控制指令表决装置。该装置包括继电器线圈控制组、二极管组和继电器开关组；继电器线圈控制组包括继电器线圈R1至R4，继电器线圈R1至R4的输入端分别连接余度电压控制指令输入信号CS1至CS4，输出端并联后接地；二极管组包括二极管D1至D4，二极管D1至D4的输入端分别连接余度电压控制指令输入信号CS1至CS4，输出端并联后作为二极管组的输出端；继电器开关组包括继电器线圈R1至R4的常开触点，常开触点被设置为使得作为装置的输出的继电器开关组的输出CS_V＝CS1CS2+CS1CS3+CS1CS4+CS2CS3+CS2CS4+CS3CS4。
在一个实施例中，继电器开关组可以包括第一继电器开关组和第二继电器开关组。第一继电器开关组可以包括继电器R1常开触点R1_NO1、继电器R2常开触点R2_NO1及继电器R3常开触点R3_NO1，且它们的输入端并联后连接二极管组的输出端。第二继电器开关组可以包括继电器R2常开触点R2_NO2、继电器R3常开触点R3_NO2、R3_NO3、继电器R4常开触点R4_NO1、R4_NO2及R4_NO3，常开触点R2_NO2、R3_NO2及R4_NO1输入端并联后连接第一继电器开关组的继电器R1常开触点R1_NO1的输出端，常开触点R3_NO3与常开触点R4_NO2输入端并联后连接第一继电器开关组的继电器R2常开触点R2_NO1的输出端，常开触点R4_NO3输入端连接第一继电器开关组的继电器R3常开触点R3_NO1的输出端，常开触点R2_NO2、R3_NO2、R4_NO1、R3_NO3、R4_NO2及R4_NO3输出端并联作为装置的输出端。
在另一个实施例中，继电器开关组可以包括第一继电器开关组和第二继电器开关组。第一继电器开关组可以包括继电器R1常开触点R1_NO1、R1_NO2、R1_NO3、继电器R2常开触点R2_NO2、R2_NO3以及继电器R3常开触点R3_NO1，且它们的输入端并联后连接二极管组的输出端。第二继电器开关组可以包括继电器R2常开触点R2_NO1、继电器R3常开触点R3_NO2、R3_NO3、继电器R4常开触点R4_NO1、R4_NO2及R4_NO3，常开触点R2_NO1、R4_NO1、R4_NO2、R3_NO2、R4_NO3及R3_NO3的输入端分别与第一继电器开关组中的常开触点R1_NO1、R3_NO1、R2_NO2、R2_NO3、R1_NO2及R1_NO3连接，且它们的输出端并联后作为装置的输出端。
根据本公开的多余度电压控制指令表决装置实现简单，成本低，通用性强，适用于2～4余度电压控制指令的表决综合，为提高多余度电压控制指令的简单、可靠表决提供了途径。
附图说明
参照下面结合附图对本公开实施例的说明，会更加容易地理解本公开的以上和其它目的、特点和优点。在附图中，相同的或对应的技术特征或部件将采用相同或对应的附图标记来表示。
图1是现有三余度系统的交叉传输示意图。
图2是根据本公开一个实施例的多余度电压控制指令表决装置的电路原理图。
图3是根据本公开另一实施例的多余度电压控制指令表决装置的电路原理图。
图4是四余度信号选二有效的卡诺图。
具体实施方式
下面结合附图对本公开的具体实施例进行详细描述。
图2是根据本公开实施例的多余度电压控制指令表决装置的电路原理图。在图2的实施例中，多余度电压控制指令表决装置包括继电器线圈控制组201、二极管组202和继电器开关组。继电器开关组可以包括第一继电器开关组203和第二继电器开关组204。继电器线圈控制组201包括继电器线圈R1至R4。继电器线圈R1至R4的输入端分别连接余度电压控制指令输入信号CS1至CS4，且其输出端并联后接地。
二极管组202包括二极管D1至D4。二极管D1至D4的输入端分别连接余度电压控制指令输入信号CS1至CS4，输出端并联后作为二极管组的输出端。
第一继电器开关组203包括继电器R1常开触点R1_NO1、R1_NO2、R1_NO3、继电器R2常开触点R2_NO2、R2_NO3以及继电器R3常开触点R3_NO1，且它们的输入端并联后连接二极管组的输出端。
第二继电器开关组204包括继电器R2常开触点R2_NO1、继电器R3常开触点R3_NO2、R3_NO3、继电器R4常开触点R4_NO1、R4_NO2及R4_NO3。常开触点R2_NO1、R4_NO1、R4_NO2、R3_NO2、R4_NO3及R3_NO3的输入端分别与第一继电器开关组中的常开触点R1_NO1、R3_NO1、R2_NO2、R2_NO3、R1_NO2及R1_NO3连接，且它们的输出端并联后作为装置的输出端。
下文中简要描述上述多余度电压控制指令表决装置的工作原理。
输入端CS1～CS4端能够接收2～4余度电压控制指令信号。当为2余度输入时，输入信号分别接CS1与CS2，CS3与CS4接地或悬空；当为3余度输入时，输入信号分别接CS1、CS2与CS3，CS4接地或悬空；当为4余度输入时，输入信号分别接CS1、CS2、CS3与CS4。
CS1～CS4输入端任一输入电压控制指令信号有效都会导致二极管输入2端输出控制指令电压，并带动所对应输入的继电器线圈工作，工作继电器的常开触点关闭。闭合的常开触点代表对应继电器输入端的电压控制指令有效。
图4给出了四余度信号选二有效的卡诺图，根据卡诺图可将4余度电压控制指令选2的关系表达为：
CS_V＝CS1CS2+CS3CS4+CS2CS4+CS2CS3+CS1CS4+CS1CS3(1)
反映在电路中，即图2的实施例中的第一、第二继电器开关组的连接关系。
在图2所示的实施例中，所选继电器R1、继电器R2、继电器R3及继电器R4均不应少于3个常开触点。
式(1)是没有经过简化的形式。可选择地，式(1)可以被合并简化为
CS_V＝CS1(CS2+CS3+CS4)+CS2(CS3+CS4)+CS3.CS4(2)
或者CS_V＝(CS2+CS3+CS4)CS1+CS2(CS3+CS4)+CS3.CS4(3)
当然，除了式(2)和(3)之外，式(1)也可以被简化为其它形式。考虑到当为2余度输入时，输入信号分别接CS1与CS2，CS3与CS4接地或悬空；当为3余度输入时，输入信号分别接CS1、CS2与CS3，CS4接地或悬空；当为4余度输入时，输入信号分别接CS1、CS2、CS3与CS4的输入信号连接方式，例如但不限制于这样来简化式(1)：可以按照继电器R1相关式可部分组合也可完全组合，继电器R2相关式可部分组合也可完全组合，继电器R3和R4关联式需保持独立(从而在仅接2余度信号时，CS3和CS4信号故障后不影响表决。
下面以与上述简化式(2)对应的电路图为例进行说明。图3是根据本公开另一实施例的多余度电压控制指令表决装置的电路原理图。
如图3所示，多余度电压控制指令表决装置可以包括继电器线圈控制组301、二极管组302和继电器开关组。继电器开关组可以包括第一继电器开关组303和第二继电器开关组304。
继电器线圈控制组301可以包括继电器线圈R1至R4。继电器线圈R1至R4的输入端分别连接余度电压控制指令输入信号CS1至CS4，输出端并联后接地。
二极管组302可以包括二极管D1至D4。二极管D1至D4的输入端分别连接余度电压控制指令输入信号CS1至CS4，且输出端并联后作为二极管302组的输出端。
第一继电器开关组303可以包括继电器R1常开触点R1_NO1、R1_NO2、R1_NO3、继电器R2常开触点R2_NO2、R2_NO3以及继电器R3常开触点R3_NO1，且它们的输入端并联后连接二极管组的输出端。
第二继电器开关组304可以包括继电器R2常开触点R2_NO1、继电器R3常开触点R3_NO2、R3_NO3、继电器R4常开触点R4_NO1、R4_NO2及R4_NO3，常开触点R2_NO1、R4_NO1、R4_NO2、R3_NO2、R4_NO3及R3_NO3的输入端分别与第一继电器开关组中的常开触点R1_NO1、R3_NO1、R2_NO2、R2_NO3、R1_NO2及R1_NO3连接，且它们的输出端并联后作为装置的输出端。
根据上面的实施例可见，只要继电器开关组中所包括的继电器线圈R1至R4的常开触点能够被设置为使得作为表决装置的输出的继电器开关组的输出CS_V＝CS1CS2+CS1CS3+CS1CS4+CS2CS3+CS2CS4+CS3CS4，表决装置就可以解决本公开所要解决的问题。换句话说，继电器线圈R1至R4的常开触点的连接关系可以任意设置，只要满足输出CS_V的值等于CS1CS2+CS1CS3+CS1CS4+CS2CS3+CS2CS4+CS3CS4的值即可。
由于闭合的常开触点代表对应继电器输入端的电压控制指令的有效性，因此上述实施例中的电路实现了输入4余度信号的4选2功能。而当输入为3余度时，等同于4余度电压控制指令1个信号无效，从而实现3选2功能。对于2余度输入原理相同，从而实现2选2功能。
根据本公开的表决装置不处理4余度电压控制指令中的2:2小概率情况。电路中所有的继电器及二极管可根据输入的电压指令的大小具体确定。
以上所述，仅为本公开的具体实施例，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种多余度电压控制指令表决装置，包括继电器线圈控制组、二极管组和继电器开关组；
所述继电器线圈控制组包括继电器线圈R1至R4，所述继电器线圈R1至R4的输入端分别连接余度电压控制指令输入信号CS1至CS4，输出端并联后接地；
所述二极管组包括二极管D1至D4，二极管D1至D4的输入端分别连接余度电压控制指令输入信号CS1至CS4，输出端并联后作为所述二极管组的输出端；
所述继电器开关组包括所述继电器线圈R1至R4的常开触点，所述常开触点被设置为使得作为所述装置的输出的所述继电器开关组的输出CS_V＝CS1CS2+CS1CS3+CS1CS4+CS2CS3+CS2CS4+CS3CS4。
2.根据权利要求1所述的多余度电压控制指令表决装置，其中，所述继电器开关组包括第一继电器开关组和第二继电器开关组；
所述第一继电器开关组包括继电器R1常开触点R1_NO1、继电器R2常开触点R2_NO1及继电器R3常开触点R3_NO1，且它们的输入端并联后连接所述二极管组的输出端；以及
所述第二继电器开关组包括继电器R2常开触点R2_NO2、继电器R3常开触点R3_NO2、R3_NO3、继电器R4常开触点R4_NO1、R4_NO2及R4_NO3，常开触点R2_NO2、R3_NO2及R4_NO1输入端并联后连接所述第一继电器开关组的继电器R1常开触点R1_NO1的输出端，常开触点R3_NO3与常开触点R4_NO2输入端并联后连接所述第一继电器开关组的继电器R2常开触点R2_NO1的输出端，常开触点R4_NO3输入端连接所述第一继电器开关组的继电器R3常开触点R3_NO1的输出端，常开触点R2_NO2、R3_NO2、R4_NO1、R3_NO3、R4_NO2及R4_NO3输出端并联作为所述装置的输出端。
3.根据权利要求1所述的多余度电压控制指令表决装置，其中，所述继电器开关组包括第一继电器开关组和第二继电器开关组；
所述第一继电器开关组包括继电器R1常开触点R1_NO1、R1_NO2、R1_NO3、继电器R2常开触点R2_NO2、R2_NO3以及继电器R3常开触点R3_NO1，且它们的输入端并联后连接所述二极管组的输出端；以及
所述第二继电器开关组包括继电器R2常开触点R2_NO1、继电器R3常开触点R3_NO2、R3_NO3、继电器R4常开触点R4_NO1、R4_NO2及R4_NO3，所述常开触点R2_NO1、R4_NO1、R4_NO2、R3_NO2、R4_NO3及R3_NO3的输入端分别与所述第一继电器开关组中的常开触点R1_NO1、R3_NO1、R2_NO2、R2_NO3、R1_NO2及R1_NO3连接，且它们的输出端并联后作为所述装置的输出端。
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