CN106229968B - 一种互锁装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种互锁装置及其控制方法。采用继电器和开关等器件，实现当其一输入设备出现故障时，可自动切换到另一设备提供输入信号，当两路输入设备均无故障时，可通过选择开关手动的选择任一设备工作，使得冗余设备交替的担任主从设备，有效避免其一设备长期工作、另一设备长期不工作的状态，最大化的应用系统资源。该装置功能稳定，控制简单且成本低廉。

Description

一种互锁装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种冗余电路控制装置，具体的涉及一种互锁装置及其控制方法。

背景技术

为了提高负载的可靠性，防止单路的输入出现故障影响设备的可靠运行，现有技术中，一般做法是给负载提供主输入同时，配备一与主输入具有相同性能的备用输入，配合控制装置或使用软件控制使得当主输入正常时，冗余的备用输入不工作，当主输入出现故障时自动切换到备用输入，用以保证负载的运行。对于具有主从输入的系统，提高了系统的可靠性，但是只有主输入出现异常时，才会启动备用输入，结果往往是：主输入长期处于工作状态，而备用输入工作时间不长甚至长期不工作，纯粹的处于备用中。对主输入来说，长期运行会加速终结其寿命，对于备用输入来说，长期的备用状态，也会使得各种器件的老化等因素影响其性能，而且没有得到充分的应用，造成冗余资源浪费。对于具有主从输入的系统，目前主要采用软件程序实现切换控制，可以实现多种控制，控制方式灵活多样，但程序复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种互锁装置及其控制方法，采用接触器、继电器和选择开关等器件，提供一种冗余设备的互锁装置，有效避免其一设备长期工作、另一设备长期不工作的状态，最大化的应用系统资源。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种互锁装置，包括第一设备、第二设备、开关、第一至第五控制开关、负载，所述第一设备、第二设备分别经第一控制开关的常开触点、第二控制开关的常开触点连接至负载形成主电路，还包括控制电路，所述控制电路包括连接至第一电源两端之间的第一至第三支路以及连接至第二电源两端之间的第四、第五支路；

所述第一支路包括串联连接的第一设备的故障干接点和第三控制开关的控制线圈；

所述第二支路包括串联连接的第二设备的故障干接点和第四控制开关的控制线圈；

所述第三支路包括串联连接的选择开关和第五控制开关的控制线圈；

所述第四支路包括串联连接的第五控制开关的常开触点、第三控制开关的常开触点、第一控制开关的控制线圈；

所述第五支路包括串联连接的第五控制开关的常闭触点、第四控制开关的常开触点、第二控制开关的控制线圈；

所述控制电路还包括串联在所述第五控制开关的常开触点和第二控制开关的控制线圈之间的第三控制开关的常闭触点，以及串联在所述第五控制开关的常闭触点和第一控制开关的控制线圈之间的第四控制开关的常闭触点。

在本发明一实施例中，

当所述第一设备运行时，第一设备的故障干接点处于常闭状态，当所述第一设备故障或停机时，第一设备的故障干接点处于常开状态；

当所述第二设备运行时，第二设备的故障干接点处于常闭状态，当所述第二设备故障或停机时，第二设备的故障干接点处于常开状态。

在本发明一实施例中，所述第一电源为直流电源或交流电源，所述第二电源为直流电源或交流电源。

在本发明一实施例中，所述第二电源即为所述第一电源。

在本发明一实施例中，所述第一至第五控制开关为带有控制线圈及触点开关的控制开关。

在本发明一实施例中，所述第一至第二控制开关均为接触器，所述第三至第五控制开关均为继电器。

本发明还提供了一种基于上述所述互锁装置的控制方法，实现如下，

判断所述第一、第二设备是否故障，

当所述第一、第二设备均无故障时，所述第一、第二设备控制故障干接点均处于常闭状态，第三、第四控制开关的控制线圈均得电，第三、第四控制开关的常开触点均闭合，

进一步判断开关是否处于导通状态，

当控制所述选择开关处于导通状态，进而控制所述第一设备处于运行状态，此时第五控制开关的控制线圈得电，控制第五控制开关的常开触点闭合，第二电源一端依次经第五控制开关的常开触点、第三控制开关的常开触点、第一控制开关的控制线圈接至所述第二电源另一端，第一控制开关的控制线圈得电，控制第一控制开关的常开触点闭合，所述第一设备处于运行状态，

当控制所述选择开关处于断开状态，进而控制所述第二设备处于运行状态，此时第五控制开关的控制线圈失电，控制第五控制开关的常闭触点闭合，第二电源一端依次经第五控制开关的常闭触点、第四控制开关的常开触点、第二控制开关的控制线圈接至所述第二电源另一端，第二控制开关的控制线圈得电，控制第二控制开关的常开触点闭合，所述第二设备处于运行状态；

当第一设备故障、第二设备正常时，控制所述第二设备处于运行状态，此时所述第一设备的故障干接点断开，第三控制开关的控制线圈失电，第三控制开关的常开触点断开、常闭触点闭合，所述第二设备的第二故障干接点处于常闭状态，第四控制开关的控制线圈得电，第四控制开关的常开触点闭合，

当所述选择开关处于导通状态，第二电源一端依次经第五控制开关的常开触点、第三控制开关的常闭触点、第二控制开关的控制线圈接至所述第二电源另一端，第二控制开关的控制线圈得电，进而控制所述第二设备处于运行状态，

当所述选择开关处于断开状态，第二电源一端依次经第五控制开关的常闭触点、第四控制开关的常开触点、第二控制开关的控制线圈接至所述第二电源另一端，第二控制开关的控制线圈得电，进而控制所述第二设备处于运行状态；

当第二设备故障、第一设备正常时，控制所述第一设备处于运行状态，此时所述第二设备的第二故障干接点断开，第四控制开关的控制线圈失电，第四控制开关的常开触点断开、常闭触点闭合，所述第一设备的第一故障干接点处于常闭状态，第三控制开关的控制线圈得电，第三控制开关的常开触点闭合，

当所述选择开关处于导通状态，第二电源一端依次经第五控制开关的常开触点、第三控制开关的常开触点、第一控制开关的控制线圈接至所述第二电源另一端，第一控制开关的控制线圈得电，进而控制所述第一设备处于运行状态，

当所述选择开关处于断开状态，第二电源一端依次经五控制开关的常闭触点、第四控制开关的常闭触点、第一控制开关的控制线圈接至所述第二电源另一端，第一控制开关的控制线圈得电，进而控制所述第一设备处于运行状态。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明采用继电器和开关等器件，提供一种冗余设备的互锁装置机控制方法，当其一输入设备出现故障时，可自动切换到另一设备提供输入信号，当两路输入设备均无故障时，可手动的选择任一设备工作，使得冗余设备交替的担任主从设备，有效避免其一设备长期工作、另一设备长期不工作的状态，最大化的应用系统资源。该装置功能稳定，控制简单且成本低廉。

附图说明

图1为本发明互锁装置的主电路原理框图。

图2为本发明互锁装置的控制电路原理框图。

图中：KM1、KM2：第一、第二接触器；KA1、KA2、KA3：第一、第二、第三继电器；S：选择开关；KS1、KS2：第一、第二设备的故障干接点。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

本发明的一种互锁装置，包括第一设备、第二设备、开关、第一至第五控制开关、负载，所述第一设备、第二设备分别经第一控制开关的常开触点、第二控制开关的常开触点连接至负载形成主电路，还包括控制电路，所述控制电路包括连接至第一电源两端之间的第一至第三支路以及连接至第二电源两端之间的第四、第五支路；

所述第一支路包括串联连接的第一设备的故障干接点和第三控制开关的控制线圈；

所述第二支路包括串联连接的第二设备的故障干接点和第四控制开关的控制线圈；

所述第三支路包括串联连接的选择开关和第五控制开关的控制线圈；

所述第四支路包括串联连接的第五控制开关的常开触点、第三控制开关的常开触点、第一控制开关的控制线圈；

所述第五支路包括串联连接的第五控制开关的常闭触点、第四控制开关的常开触点、第二控制开关的控制线圈；

所述控制电路还包括串联在所述第五控制开关的常开触点和第二控制开关的控制线圈之间的第三控制开关的常闭触点，以及串联在所述第五控制开关的常闭触点和第一控制开关的控制线圈之间的第四控制开关的常闭触点。当所述第一设备运行时，第一设备的故障干接点处于常闭状态，当所述第一设备故障或停机时，第一设备的故障干接点处于常开状态；

当所述第二设备运行时，第二设备的故障干接点处于常闭状态，当所述第二设备故障或停机时，第二设备的故障干接点处于常开状态。

所述第一至第五控制开关为带有控制线圈及触点开关的控制开关。所述第一至第二控制开关均为接触器，所述第三至第五控制开关均为继电器。

根据第一至第五控制开关的供电电源要求，所述第一电源为直流电源或交流电源，所述第二电源为直流电源或交流电源。

本发明还提供了一种基于上述所述互锁装置的控制方法，实现如下，

判断所述第一、第二设备是否故障，

当所述第一、第二设备均无故障时，所述第一、第二设备控制故障干接点均处于常闭状态，第三、第四控制开关的控制线圈均得电，第三、第四控制开关的常开触点均闭合，

进一步判断开关是否处于导通状态，

当控制所述选择开关处于导通状态，进而控制所述第一设备处于运行状态，此时第五控制开关的控制线圈得电，控制第五控制开关的常开触点闭合，第二电源一端依次经第五控制开关的常开触点、第三控制开关的常开触点、第一控制开关的控制线圈接至所述第二电源另一端，第一控制开关的控制线圈得电，控制第一控制开关的常开触点闭合，所述第一设备处于运行状态，

当控制所述选择开关处于断开状态，进而控制所述第二设备处于运行状态，此时第五控制开关的控制线圈失电，控制第五控制开关的常闭触点闭合，第二电源一端依次经第五控制开关的常闭触点、第四控制开关的常开触点、第二控制开关的控制线圈接至所述第二电源另一端，第二控制开关的控制线圈得电，控制第二控制开关的常开触点闭合，所述第二设备处于运行状态；

当第一设备故障、第二设备正常时，控制所述第二设备处于运行状态，此时所述第一设备的故障干接点断开，第三控制开关的控制线圈失电，第三控制开关的常开触点断开、常闭触点闭合，所述第二设备的第二故障干接点处于常闭状态，第四控制开关的控制线圈得电，第四控制开关的常开触点闭合，

当所述选择开关处于导通状态，第二电源一端依次经第五控制开关的常开触点、第三控制开关的常闭触点、第二控制开关的控制线圈接至所述第二电源另一端，第二控制开关的控制线圈得电，进而控制所述第二设备处于运行状态，

当所述选择开关处于断开状态，第二电源一端依次经第五控制开关的常闭触点、第四控制开关的常开触点、第二控制开关的控制线圈接至所述第二电源另一端，第二控制开关的控制线圈得电，进而控制所述第二设备处于运行状态；

当第二设备故障、第一设备正常时，控制所述第一设备处于运行状态，此时所述第二设备的第二故障干接点断开，第四控制开关的控制线圈失电，第四控制开关的常开触点断开、常闭触点闭合，所述第一设备的第一故障干接点处于常闭状态，第三控制开关的控制线圈得电，第三控制开关的常开触点闭合，

当所述选择开关处于导通状态，第二电源一端依次经第五控制开关的常开触点、第三控制开关的常开触点、第一控制开关的控制线圈接至所述第二电源另一端，第一控制开关的控制线圈得电，进而控制所述第一设备处于运行状态，

当所述选择开关处于断开状态，第二电源一端依次经五控制开关的常闭触点、第四控制开关的常闭触点、第一控制开关的控制线圈接至所述第二电源另一端，第一控制开关的控制线圈得电，进而控制所述第一设备处于运行状态。

以下为本发明的一具体实施例。

如图1、2所示，一种互锁装置应用的主电路如图所示，第一、第二设备分别经第一接触器常开触点KM1-1、第二接触器常开触点KM2-1连接负载；所述第一、第二设备分别包括第一、第二故障干接点KS1、KS2；所述互锁装置包括连接在第一电源VCC1和第一电源地GND1之间的第一至第三支路，连接在第二电源VCC2和第二电源地GND2之间的第四、第五支路，所述第一支路包括串联的所述第一故障干接点KS1和第一继电器线圈KA1，所述第二支路包括串联的所述第二故障干接点KS2和第二继电器线圈KA2，所述第三支路包括串联的选择开关S（本实施例中采用手动开关）和第三继电器线圈KA3，所述第四支路包括串联的第三继电器常开触点KA3-1、第一继电器常开触点KA1-1和第一接触器线圈KM1，所述第四支路还包括与所述第一继电器常开触点KA1-1并联的第二继电器常闭触点KA2-2，所述第五支路包括串联的第三继电器常闭触点KA3-2、第二继电器常开触点KA2-1和第二接触器线圈KA2，所述第五支路还包括与所述第二继电器常开触点KA2-1并联的第一继电器常闭触点KA1-2。

当所述第一设备运行时，所述第一故障干接点KS1处于常闭状态，当所述第一设备故障或停机时，所述第一故障干接点KS1处于常开状态；当所述第二设备运行时，所述第二故障干接点KS2处于常闭状态，当所述第二设备故障或停机时，所述第二故障干接点KS2处于常开状态。

其中，所述第一电源VCC1和第一电源地GND1根据所述第一至第三继电器需要的电源选择直流电源或交流电源，以及电源电压，所述第二电源VCC2和第二电源地GND2根据所述第一至第二接触器需要的电源选择直流电源或交流电源，以及电源电压。当第一至第三继电器需要的电源与所述第一至第二接触器需要的电源恰好一致时，可使用同一电源，即所述第二电源即为所述第一电源。

本发明还提供上述互锁装置的控制方法，具体如下：当所述第一、第二设备均无故障时，所述第一、第二设备控制本设备的故障干接点KS1、KS2均处于常闭状态，第一、第二继电器线圈KA1、KA2均得电，第一、第二继电器常开触点KA1-1、KA2-1均闭合，当选择开关S闭合时，第三继电器线圈KA3得电，第三继电器常开触点KA3-1闭合，第二电源VCC2依次经第三继电器常开触点KA3-1、第一继电器常开触点KA1-1、第一接触器线圈KM1接至所述第二电源地GND2，此时第一接触器线圈KM1得电，第一接触器常开触点KM1-1闭合，所述第一设备处于运行状态；当选择开关S断开时，第三继电器线圈KA3失电，控制第三继电器常闭触点KA3-2闭合，第二电源VCC2依次经第三继电器常闭触点KA3-2、第二继电器常开触点KA2-1、第二接触器线圈KM2接至所述第二电源地GND2，此时第二接触器线圈KM2得电，第二接触器常开触点KM2-1闭合，所述第二设备处于运行状态；

当第一设备故障、第二设备正常时，所述第一设备控制第一故障干接点KS1断开，第一继电器线圈KA1失电，第一继电器常开触点KA1-1断开、常闭触点KA1-2闭合，所述第二设备控制第二故障干接点KS2处于常闭状态，第二继电器线圈KA2得电，第二继电器常开触点KA2-1闭合，当选择开关S闭合时，第二电源VCC2依次经第三继电器常开触点KA3-1、第一继电器常闭触点KA1-2、第二接触器线圈KM2接至所述第二电源地GND2；当选择开关S断开时，第二电源VCC2依次经第三继电器常闭触点KA3-2、第二继电器常开触点KA2-1、第二接触器线圈KM2接至所述第二电源地GND2；此时不论选择开关S是否闭合，第二接触器线圈KM2均得电，所述第二设备处于运行状态；

当第二设备故障、第一设备正常时，所述第二设备控制第二故障干接点KS2断开，第二继电器线圈KA2失电，第二继电器常开触点KA2-1断开、常闭触点KA2-2闭合，所述第一设备控制第一故障干接点KS1处于常闭状态，第一继电器线圈KA1得电，第一继电器常开触点KA1-1闭合，当选择开关S闭合时，第二电源VCC2依次经第三继电器常开触点KA3-1、第一继电器常开触点KA1-1、第一接触器线圈KM1接至所述第二电源地GND2；当选择开关S断开时，第二电源VCC2依次经第三继电器常闭触点KA3-2、第二继电器常闭触点KA2-2、第一接触器线圈KM1接至所述第二电源地GND2；此时不论选择开关S是否闭合，第一接触器线圈KM1均得电，所述第一设备处于运行状态。

本发明采用继电器和开关等器件，实现冗余设备的互锁装置，除非两台设备均出现故障，否则均可保证负载处于正常的运行，并且可以通过对选择开关S的操作，实现两台设备之间交替担任主从设备，有效避免其一设备长期工作、另一设备长期不工作的状态，最大化的应用系统资源。

对于设备的故障干接点，一般还有以下接法：当设备运行时处于常开状态，故障或停机时转换为常闭状态；当设备运行或停机时处于常开状态，故障时转换为常闭状态；当设备运行或停机时处于常闭状态，故障时转换为常开状态。以上故障干接点的接法均适用于本发明，可以根据不同的故障干接点接法，按照本发明的构思对不同的继电器或接触器的触点类型及触点开闭状态进行合理的调整与控制。

以上实施例适用于一般的主电路，特别是所述的设备属于供电设备的情况，比如上述所述的第一设备、第二设备是变频器或不间断电源等设备，负载属于风机等设备，一般流经主电路的电流较大，使用接触器来连接或切断设备与负载之间的连接关系；对于一些流经的电流较小的主电路，可选用适合的继电器等器件代替接触器，同样可以实现连接或切断设备与负载之间的连接关系。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种互锁装置，包括第一设备、第二设备、开关、第一至第五控制开关、负载，所述第一设备、第二设备分别经第一控制开关的常开触点、第二控制开关的常开触点连接至负载形成主电路，其特征在于：还包括控制电路，所述控制电路包括连接在第一电源两端之间的第一至第三支路以及连接在第二电源两端之间的第四、第五支路；

第一支路包括串联连接的第一设备的故障干接点和第三控制开关的控制线圈；

第二支路包括串联连接的第二设备的故障干接点和第四控制开关的控制线圈；

所述第三支路包括串联连接的选择开关和第五控制开关的控制线圈；

第四支路包括串联连接的第五控制开关的常开触点、第三控制开关的常开触点、第一控制开关的控制线圈；

所述第五支路包括串联连接的第五控制开关的常闭触点、第四控制开关的常开触点、第二控制开关的控制线圈;

所述控制电路还包括串联在所述第五控制开关的常开触点和第二控制开关的控制线圈之间的第三控制开关的常闭触点，以及串联在所述第五控制开关的常闭触点和第一控制开关的控制线圈之间的第四控制开关的常闭触点。

2.根据权利要求1所述的一种互锁装置，其特征在于：

当所述第一设备运行时，第一设备的故障干接点处于常闭状态，当所述第一设备故障或停机时，第一设备的故障干接点处于常开状态；

当所述第二设备运行时，第二设备的故障干接点处于常闭状态，当所述第二设备故障或停机时，第二设备的故障干接点处于常开状态。

3.根据权利要求1所述的一种互锁装置，其特征在于：所述第一至第五控制开关均为带有控制线圈及触点开关的控制开关。

4.根据权利要求1所述的一种互锁装置，其特征在于：所述第一至第二控制开关均为接触器，第三至第五控制开关均为继电器。

5.根据权利要求1所述的一种互锁装置，其特征在于：所述第一电源为直流电源或交流电源，所述第二电源为直流电源或交流电源。

6.根据权利要求1所述的一种互锁装置，其特征在于：所述第二电源即为所述第一电源。

7.一种基于权利要求1至6任意一项所述互锁装置的控制方法，其特征在于：实现如下，

判断第一、第二设备是否故障，

当所述第一、第二设备均无故障时，所述第一、第二设备控制故障干接点均处于常闭状态，第三、第四控制开关的控制线圈均得电，第三、第四控制开关的常开触点均闭合，

进一步判断选择开关是否处于导通状态，

当控制所述选择开关处于导通状态，进而控制所述第一设备处于运行状态，此时第五控制开关的控制线圈得电，控制第五控制开关的常开触点闭合，第二电源一端依次经第五控制开关的常开触点、第三控制开关的常开触点、第一控制开关的控制线圈接至所述第二电源另一端，第一控制开关的控制线圈得电，控制第一控制开关的常开触点闭合，所述第一设备处于运行状态，

当控制所述选择开关处于断开状态，进而控制所述第二设备处于运行状态，此时第五控制开关的控制线圈失电，控制第五控制开关的常闭触点闭合，第二电源一端依次经第五控制开关的常闭触点、第四控制开关的常开触点、第二控制开关的控制线圈接至所述第二电源另一端，第二控制开关的控制线圈得电，控制第二控制开关的常开触点闭合，所述第二设备处于运行状态；

当第一设备故障、第二设备正常时，控制所述第二设备处于运行状态，此时所述第一设备的故障干接点断开，第三控制开关的控制线圈失电，第三控制开关的常开触点断开、常闭触点闭合，所述第二设备的第二故障干接点处于常闭状态，第四控制开关的控制线圈得电，第四控制开关的常开触点闭合，

当所述选择开关处于导通状态，第二电源一端依次经第五控制开关的常开触点、第三控制开关的常闭触点、第二控制开关的控制线圈接至所述第二电源另一端，第二控制开关的控制线圈得电，进而控制所述第二设备处于运行状态，

当所述选择开关处于断开状态，第二电源一端依次经第五控制开关的常闭触点、第四控制开关的常开触点、第二控制开关的控制线圈接至所述第二电源另一端，第二控制开关的控制线圈得电，进而控制所述第二设备处于运行状态；

当第二设备故障、第一设备正常时，控制所述第一设备处于运行状态，此时所述第二设备的第二故障干接点断开，第四控制开关的控制线圈失电，第四控制开关的常开触点断开、常闭触点闭合，所述第一设备的第一故障干接点处于常闭状态，第三控制开关的控制线圈得电，第三控制开关的常开触点闭合，

当所述选择开关处于导通状态，第二电源一端依次经第五控制开关的常开触点、第三控制开关的常开触点、第一控制开关的控制线圈接至所述第二电源另一端，第一控制开关的控制线圈得电，进而控制所述第一设备处于运行状态，

当所述选择开关处于断开状态，第二电源一端依次经五控制开关的常闭触点、第四控制开关的常闭触点、第一控制开关的控制线圈接至所述第二电源另一端，第一控制开关的控制线圈得电，进而控制所述第一设备处于运行状态。