CN110176748A - 一种保护环控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了保护环控制系统，该系统包括电压电流源、至少两个并联连接的子系统、电源线以及接地线，每个子系统的第一端通过电源线连接电压电流源的第一端；每个子系统的第二端通过接地线连接电压电流源的第二端，其中，电压电流源，用于根据子系统的运行状态输出电压信号或电流信号，运行状态包括工作状态或故障状态。由于该保护环控制系统采用了电压电流源，使电压电流源根据子系统的运行状态输出电压信号或电流信号，当至少一个子系统发生故障时，电压电流源输出电流信号，每个子系统得到的电压值均为0V，使每个子系统均能感知到故障，解决了现有技术中无法使每个子系统均能感知到故障的问题，实现提高整个保护环控制系统安全的效果。

Description

一种保护环控制系统

技术领域

本发明实施例涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种保护环控制系统。

背景技术

近年来，医用加速器广泛应用于头颈、胸腔、腹腔、盆腔、四肢等部位的原发或继发肿瘤的术前或术后的治疗。为了保障医用加速器的安全角度，医用加速器需要通过网络通讯与保护环控制系统连接，如果有些本地医用加速器发生故障，通过硬件连线通知保护环控制系统的相关电路使之做出响应。

在现有技术中，为了使保护环控制系统起到保护作用，电压源与各个节点的开关串联，每个节点的开关控制一个子系统，然后再串接保护环应用电路。当任何一个子系统发生故障，发生故障的子系统中的保护环控制模块控制对应节点的开关断开，阻止电压源为保护环应用电路供电，使保护环应用电路感知到开关断开的节点的子系统发生故障并根据故障做出相应的保护响应。

但是，上述保护环控制系统中的某个节点的子系统发生故障，无法使其他非故障子系统均感知到故障，降低了整个保护环控制系统的安全。

发明内容

本发明实施例提供了一种保护环控制系统，以使每个子系统均感知到故障，进而提高了整个保护环控制系统的安全。

第一方面，本发明实施例提供了一种保护环控制系统，包括：电压电流源、至少两个并联连接的子系统、电源线以及接地线；

每个所述子系统的第一端通过所述电源线连接所述电压电流源的第一端；每个所述子系统的第二端通过所述接地线连接所述电压电流源的第二端；

其中，所述电压电流源，用于根据所述子系统的运行状态输出电压信号或电流信号，其中，所述运行状态包括工作状态或故障状态。

可选的，所述电压电流源，用于当所有所述子系统处于所述工作状态时，输出电压信号，当至少一个所述子系统处于所述故障状态时，输出电流信号。

可选的，每个所述子系统包括：保护环控制模块、保护环应用模块以及被保护模块；

所述保护环控制模块分别与所述保护环应用模块、所述被保护模块以及所述电压电流源连接，所述保护环应用模块分别与所述被保护模块以及所述电压电流源连接；

其中，所述保护环控制模块，用于检测所述被保护模块的运行状态，根据所述被保护模块的运行状态控制所属的子系统的保护电路的运行状态；

所述保护环应用模块，用于检测所述保护环应用模块自身所属的子系统和除自身所属的子系统之外的子系统的保护电路的运行状态，根据保护电路的运行状态对所属的子系统的所述被保护模块进行控制。

可选的，所述保护环控制模块包括：保护环控制电路和第一开关；

所述第一开关的第一端连接所述电源线；所述第一开关的第二端连接所述接地线；

所述保护环控制电路，用于根据所属的子系统的所述被保护模块的工作状态控制所述第一开关打开或闭合，以控制所属的子系统的电路状态是否为短路状态。

可选的，所述保护环控制电路，还用于，如果所属的子系统的所述被保护模块的所述运行状态为故障状态，控制所述第一开关闭合，以使所属的子系统处于短路状态。

可选地，所述保护环应用模块包括：

本地电源模块、继电器模块以及保护环应用电路；所述继电器模块分别与所述电压电流源、所述本地电源模块以及所述保护环应用电路连接；其中，所述本地电源模块，用于向所述继电器模块供电；

所述继电器模块，用于根据所属的子系统的所述被保护模块的运行状态做出响应；

所述保护环应用电路，用于获得流经所述继电器模块的电压值，根据所述电压值控制所属的子系统的所述被保护模块的运行状态。

可选地，所述继电器模块包括：线圈和第二开关；

所述线圈的第一端连接所述电源线，所述线圈的第二端连接所述接地线；

所述第二开关的第一端连接所述本地电源模块，所述第二开关的第二端连接所述保护环应用电路；

所述线圈，用于根据所述子系统的电路状态，控制所述第二开关打开或闭合。

可选地，所述线圈，用于如果所述子系统的运行状态为工作状态，控制所述第二开关闭合。

可选地，所述线圈，还用于如果至少一个所述子系统的运行状态为故障状态，控制所述第二开关断开。

可选地，还包括：连接于所述电压电流源与所述子系统之间的使能控制模块；

所述使能控制模块包括至少一个第三开关。

本发明实施例提供的一种保护环控制系统，包括电压电流源、至少两个并联连接的子系统、电源线以及接地线，由于该保护环控制系统采用了电压电流源，可以使电压电流源根据子系统的运行状态输出电压信号或电流信号，当所有子系统均未发生故障时，所有子系统处于工作状态，电压电流源输出电压信号，当任意一个或多个子系统发生故障时，电压电流源输出电流信号，每个子系统得到的电压值均为0V，从而使每个子系统均能感知到故障，解决了现有技术中的无法使每个子系统均能感知到故障的问题，实现提高整个保护环控制系统的安全的效果。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种保护环控制系统的结构框图；

图2为本发明实施例二提供的一种保护环控制系统的子系统的结构框图；

图3为本发明实施例三提供的一种保护环控制系统的子系统的原理框图；

图4为本发明实施例三提供的一种保护环控制系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

基于现有的不能使每个子系统均感知到故障的问题，本发明实施例一提供的保护环控制系统的结构框图，示例性地，参考图1，图1为本实施例可适用于每个子系统均能感知保护环状态的情况，该系统具体包括如下元件：电压电流源1、至少两个并联连接的子系统2、电源线3以及接地线4。

其中，保护环控制系统包括多个节点，每个节点并联一个子系统2，每个节点的子系统2用于控制待控制系统或待控制设备的一个或者多个功能，如运动功能、电磁发射功能等，待控制系统或待控制设备可以为医用加速器或者医用扫描装置等，本实施例不做具体限制。

其中，每个子系统2的第一端通过电源线3连接电压电流源1的第一端，每个子系统2的第二端通过接地线4连接电压电流源1的第二端。优选地，电压电流源1用于根据子系统2的运行状态输出电压信号或电流信号，其中，运行状态可以包括工作状态或故障状态。

可选地，电压电流源1，用于当所有子系统2处于工作状态时，输出电压信号，当至少一个子系统2处于所述故障状态时，输出电流信号。可以理解的是，当电压电流源1输出电流信号时，每个子系统2获得的电压值为0V，每个子系统可以根据获取的电压值为0V感知到该保护环控制系统的某个子系统发生了故障。

示例性地解释，如果子系统23控制待控制系统或待控制设备的运动功能，当所有子系统2均处于工作状态时，电压电流源1向子系统2输出电压信号，如果子系统23发生了故障，不能正常控制待控制系统或待控制设备的运动功能，此时子系统23处于故障状态，电压电流源1由电压工作状态转变为电流工作状态，输出电流信号，使保护环控制系统不会因为子系统23发生故障损坏电压电流源1，同时，处于故障状态的子系统23以及处于工作状态的其他子系统21、子系统22、…子系统2n获得的电压值均为0V，可以使该保护环控制系统的每个子系统均能感知到故障。

本发明实施例提供了一种保护环控制系统，包括电压电流源、至少两个并联连接的子系统、电源线以及接地线，由于该保护环控制系统采用了电压电流源，可以使电压电流源根据子系统的运行状态输出电压信号或电流信号，当所有子系统均未发生故障时，所有子系统处于工作状态，电压电流源输出电压信号，当至少一个子系统发生故障时，电压电流源输出电流信号，每个子系统得到的电压值均为0V，从而使每个子系统均能感知到故障，解决了现有技术中的无法使每个子系统均能感知到故障的问题，实现提高整个保护环控制系统的安全的效果。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种保护环控制系统的子系统23的结构框图，本实施例的技术方案在上述实施例的基础上以子系统23为例细化了每个子系统的内部元件，可选的，每个所述子系统可包括：保护环控制模块、保护环应用模块以及被保护模块，细化的好处是解释每一个元件的具体作用以及解释每个子系统感知故障并进一步做出响应操作的原理。在该系统实施例中未详尽描述的部分请参考上述实施例。本实施例以子系统23为例详细介绍每个子系统的内部元件、连接关系以及工作原理。

参考图2，子系统23包括：保护环控制模块231、保护环应用模块232，还包括被保护模块(图中未示出)。

其中，保护环控制模块231分别与保护环应用模块232、被保护模块以及电压电流源1连接，保护环应用模块232分别与被保护模块以及电压电流源1连接。

优选地，保护环控制模块231，用于检测被保护模块的运行状态，根据被保护模块的运行状态控制所属的子系统23的保护电路的运行状态；保护环应用模块232，用于检测保护环应用模块232自身所属的子系统23和除自身所属的子系统23之外的子系统的保护电路的运行状态，根据保护电路的运行状态对所属的子系统23的被保护模块进行控制。

其中，被保护模块可以是一种硬件电路也可以是一种软件程序，本实施例不做具体限制，用于直接或者间接控制待控制设备或者待控制系统的功能。

示例性地解释，如果子系统23控制待控制系统或待控制设备的运动功能，当所有子系统2均处于工作状态时，电压电流源1向子系统2输出电压信号，如果子系统23发生了故障，不能正常控制待控制系统或待控制设备的运动功能，此时子系统23的被保护模块的运行状态为故障状态，保护环控制模块231检测到被保护模块为故障状态，控制子系统23的保护电路处于的运行状态为短路状态，电压电流源1由电压工作状态转变为电流工作状态，输出电流信号，使保护环控制系统不会因为子系统23发生故障损坏电压电流源1，同时，保护环应用模块232检测其自身所属的子系统23和除自身所属的子系统23之外的子系统21、子系统22、…子系统2n的保护电路的运行状态，子系统21的保护环应用模块、子系统22的保护环应用模块、…子系统2n的保护环应用模块分别对其所属的子系统的被保护模块进行控制，以控制本子系统的被保护模块停止工作，从而做出保护响应，保障每个子系统的安全。

本发明实施例提供了一种保护环控制系统，每个子系统包括：保护环控制模块、保护环应用模块以及被保护模块，保护环控制模块，用于检测被保护模块的运行状态，根据被保护模块的运行状态控制所属的子系统的保护电路的运行状态，使所属的子系统的保护电路处于短路状态或者正常状态，保护环应用模块，用于检测保护环应用模块自身所属的子系统和除自身所属的子系统之外的子系统的保护电路的运行状态，根据保护电路的运行状态对所属的子系统的被保护模块进行控制，使每个子系统不仅能感知到故障，还可以使每个子系统感知到故障后控制本子系统停止工作以做出保护响应，实现提高整个保护环控制系统的安全的效果。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种保护环控制系统的子系统23的原理框图，本实施例的技术方案在上述实施例的基础上进行了细化，可选是，“所述保护环控制模块可包括：保护环控制电路和第一开关”，进一步地，所述保护环应用模块可包括：本地电源模块、继电器模块以及保护环应用电路，细化的好处是根据每一个元件的具体作用解释每个子系统感知故障以及每个子系统中如何做出响应。在该系统实施例中未详尽描述的部分请参考上述实施例。本实施例以子系统23为例详细介绍每个子系统的内部元件、连接关系以及工作原理。

参考图3，保护环控制模块包括：保护环控制电路2310和第一开关2311。其中，第一开关2311的第一端通过连接电源线3，第一开关2311的第二端连接接地线4。优选地，保护环控制电路2310，用于根据所属的子系统23的被保护模块的工作状态控制第一开关打开或闭合，以控制所属的子系统23的电路状态是否为短路状态。具体地，保护环控制电路2310，还用于如果所属的子系统23的被保护模块的运行状态为故障状态，控制第一开关2311闭合，以使所属的子系统23处于短路状态。

其中，保护环应用模块232包括：本地电源模块5、继电器模块6以及保护环应用电路7；其中，继电器模块6分别与电压电流源1、本地电源模块5以及保护环应用电路7连接。

优选地，本地电源模块5，用于向继电器模块6供电；继电器模块6，用于根据所属的子系统23的被保护模块的运行状态做出响应；保护环应用电路7，用于获得流经继电器模块6的电压值，根据电压值控制所属的子系统的被保护模块的运行状态。

进一步地，继电器模块6包括：线圈8和第二开关9；其中，线圈8的第一端连接电源线3，线圈8的第二端连接接地线4；第二开关9的第一端连接本地电源模块5，第二开关9的第二端连接保护环应用电路7。

优选地，线圈8，用于根据子系统23的电路状态，控制第二开关9打开或闭合。具体地，线圈8，用于如果子系统的运行状态为工作状态，控制第二开关9闭合；线圈8，还用于如果至少一个子系统2的运行状态为故障状态，控制第二开关9断开。

结合图3具体地解释，如果子系统23的被保护模块的工作状态为正常状态，第一开关2311处于打开状态，其中，第一开关2311的打开状态是在初始化后人工设置的状态；如果子系统23的被保护模块的工作状态为故障状态，保护环控制电路2310控制第一开关2311闭合，以使所属的子系统23的电路状态为短路状态，此时电压电流源1由电压工作状态转换为电流工作状态，使每个子系统2得到的电压值为0V，子系统23的保护环应用模块232中的保护环应用电路7获得经过继电器模块6的电压值为0V，感知所属的子系统23为短路状态，控制子系统23的被保护模块停止工作，同时，子系统21、子系统22、…子系统2n中的保护环应用模块的保护环应用电路分别可以感知其所属的子系统21、子系统22、…子系统2n为短路状态，子系统21、子系统22、…子系统2n的保护环应用电路分别控制其所属的子系统的被保护模块控制工作，以做出保护响应。同时，由于流经每个子系统的继电器模块的电压值均为0V，每个子系统的线圈，控制第二开关断开，以保证继电器模块为安全状态。

参见图4，保护环控制系统还可以包括连接于电压电流源1与子系统2之间的使能控制模块10；其中，使能控制模块10包括至少一个第三开关，用于通过闭合至少一个第三开关控制该保护环控制系统处于工作状态，或断开所有第三开关控制该保护环控制系统处于非工作状态。

可以理解的是，为了提前保证该保护环控制系统为正常的，可以在该保护环控制系统处于工作状态前，通过人工方式对保护环控制系统进行初始化。具体为，将电压电流源的电压值逐渐调高，同时测量电压值，直至电压电流源的电压达最大电压标称值，其中，最大电压标称值为人工设定的电压阈值；当电压电流源的电压达最大电压标称值时，逐渐调低电压电流源的电压输出值，使电压电流源工作在电流源状态，完成对该保护环控制系统的初始化，提前保证该保护环控制系统为正常的。

本实施例提供的保护环控制系统的技术方案，当至少一个子系统发生短路时，通过保护环应用电路检测子系统的工作状态为短路状态，每个子系统的保护环应用电路控制所属的子系统的被保护模块停止工作，以做出保护响应，实现了由于每个子系统均感知到故障并做出保护响应，进而提高整个保护环控制系统的安全的效果。同时，继电器模块中的线圈控制第二开关断开，控制继电器模块停止工作，保证继电器模块为安全状态。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种保护环控制系统，其特征在于：包括：电压电流源、至少两个并联连接的子系统、电源线以及接地线；

每个所述子系统的第一端通过所述电源线连接所述电压电流源的第一端；每个所述子系统的第二端通过所述接地线连接所述电压电流源的第二端；

其中，所述电压电流源，用于根据所述子系统的运行状态输出电压信号或电流信号，其中，所述运行状态包括工作状态或故障状态。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电压电流源，用于当所有所述子系统处于所述工作状态时，输出电压信号，当至少一个所述子系统处于所述故障状态时，输出电流信号。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每个所述子系统包括：保护环控制模块、保护环应用模块以及被保护模块；

所述保护环控制模块分别与所述保护环应用模块、所述被保护模块以及所述电压电流源连接，所述保护环应用模块分别与所述被保护模块以及所述电压电流源连接；

其中，所述保护环控制模块，用于检测所述被保护模块的运行状态，根据所述被保护模块的运行状态控制所属的子系统的保护电路的运行状态；

所述保护环应用模块，用于检测所述保护环应用模块自身所属的子系统和除自身所属的子系统之外的子系统的保护电路的运行状态，根据保护电路的运行状态对所属的子系统的所述被保护模块进行控制。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述保护环控制模块包括：保护环控制电路和第一开关；

所述第一开关的第一端连接所述电源线；所述第一开关的第二端连接所述接地线；

所述保护环控制电路，用于根据所属的子系统的所述被保护模块的工作状态控制所述第一开关打开或闭合，以控制所属的子系统的电路状态是否为短路状态。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述保护环控制电路，还用于，如果所属的子系统的所述被保护模块的所述运行状态为故障状态，控制所述第一开关闭合，以使所属的子系统处于短路状态。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述保护环应用模块包括：

本地电源模块、继电器模块以及保护环应用电路；所述继电器模块分别与所述电压电流源、所述本地电源模块以及所述保护环应用电路连接；其中，所述本地电源模块，用于向所述继电器模块供电；

所述继电器模块，用于根据所属的子系统的所述被保护模块的运行状态做出响应；

所述保护环应用电路，用于获得流经所述继电器模块的电压值，根据所述电压值控制所属的子系统的所述被保护模块的运行状态。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述继电器模块包括：线圈和第二开关；

所述线圈的第一端连接所述电源线，所述线圈的第二端连接所述接地线；

所述第二开关的第一端连接所述本地电源模块，所述第二开关的第二端连接所述保护环应用电路；

所述线圈，用于根据所述子系统的电路状态，控制所述第二开关打开或闭合。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述线圈，用于如果所述子系统的运行状态为工作状态，控制所述第二开关闭合。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述线圈，还用于如果至少一个所述子系统的运行状态为故障状态，控制所述第二开关断开。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：连接于所述电压电流源与所述子系统之间的使能控制模块；

所述使能控制模块包括至少一个第三开关。