CN111192794A - 继电保护设备、工程机械、继电保护控制方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种继电保护设备、工程机械、继电保护控制方法与装置、计算机可读存储介质。继电保护设备包括：电源输入接点；继电保护模块，包括双稳态继电器和输出接点，双稳态继电器包括触点、吸合线圈和释放线圈，触点的输入端、吸合线圈的输入端以及释放线圈的输入端连接电源输入接点，触点的输出端连接输出接点；中央控制单元，包括连接输出接点的第一端口、连接吸合线圈的输出端的第二端口，以及连接释放线圈的输出端的第三端口，中央控制单元用于当输出接点的电压小于第一阈值且不小于第二阈值时，控制吸合线圈和释放线圈交替得电，以使触点震荡，其中，第一阈值小于双稳态继电器的标准工作电压，第二阈值为双稳态继电器的最小允许工作电压。
Description
技术领域
本公开涉及工程机械电气控制技术领域，特别涉及一种继电保护设备、工程机械、继电保护控制方法与装置、计算机可读存储介质。
背景技术
随着智能化及集成制造等技术的发展，电气控制技术迎来了快速发展。电气系统作为工程机械的重要子系统，对其性能起着至关重要的作用。
以挖掘机为例，电源回路、预热回路和启动回路作为其电气系统的三大基本负载回路，具有工作电流大，载荷冲击高的特点。继电保护设备用于对这些回路进行继电保护，以减少故障和异常情况发生。
如何提升继电保护设备的可靠性，延长其使用寿命，是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本公开实施例提供了一种继电保护设备、工程机械、继电保护控制方法与装置、计算机可读存储介质，以提升继电保护设备的可靠性，延长其使用寿命，进而提升工程机械电气系统的可靠性。
根据本公开实施例的一个方面，提供了一种继电保护设备，包括：
电源输入接点；
继电保护模块，包括双稳态继电器和输出接点，双稳态继电器包括触点、吸合线圈和释放线圈，触点的输入端、吸合线圈的输入端以及释放线圈的输入端连接电源输入接点，触点的输出端连接输出接点；
中央控制单元，包括连接输出接点的第一端口、连接吸合线圈的输出端的第二端口，以及连接释放线圈的输出端的第三端口，中央控制单元用于当输出接点的电压小于第一阈值且不小于第二阈值时，控制吸合线圈和释放线圈交替得电，以使触点震荡，其中，第一阈值小于双稳态继电器的标准工作电压，第二阈值为双稳态继电器的最小允许工作电压。
在一些实施例中，中央控制单元还用于当输出接点的电压不小于第一阈值或触点连续震荡的次数不小于设定次数时，触发吸合线圈将触点闭合。
在一些实施例中，中央控制单元用于每经历一设定的时间段，获取一次输出接点的电压。
在一些实施例中，所述的继电保护设备，还包括：故障指示单元；
中央控制单元还包括连接故障指示单元的第四端口，中央控制单元还用于当输出接点的电压为零时，控制故障指示单元发出第一故障指示信息；及，当输出接点的电压大于零且小于第二阈值时，控制故障指示单元发出第二故障指示信息。
在一些实施例中，故障指示单元包括指示灯或蜂鸣器。
在一些实施例中，继电保护模块还包括第一存储电容，触点的输入端、吸合线圈的输入端以及释放线圈的输入端还连接第一存储电容的输出端。
在一些实施例中，继电保护模块还包括与双稳态继电器串联的熔断体，熔断体的输入端连接触点的输出端，熔断体的输出端连接输出接点。
在一些实施例中，所述的继电保护设备，还包括：稳压器和第二存储电容，稳压器的输入端用于连接钥匙开关的上电输出端；
中央控制单元还包括电源端口，电源端口连接稳压器的输出端以及第二存储电容的输出端。
在一些实施例中，稳压器为低压差线性稳压器LDO。
在一些实施例中，继电保护模块的数量为三组，分别为电源回路继电保护模块、启动回路继电保护模块和预热回路继电保护模块；
中央控制单元还包括用于连接钥匙开关的启动输出端的第五端口，以及用于与车载控制器通讯的第六端口，中央控制单元用于在接收到来自钥匙开关的上电输出端的上电信号时，控制电源回路继电保护模块工作；在上电状态接收到来自钥匙开关的启动输出端的启动信号时，控制启动回路继电保护模块工作；及，在上电状态接收到来自车载控制器的预热启动信号时，控制预热回路继电保护模块工作。
在一些实施例中，中央控制单元的第六端口用于通过控制器局域网CAN总线与工程机械的车载控制器连接。
根据本公开实施例的另一个方面，提供了一种工程机械，包括前述任一技术方案所述的继电保护设备。
在一些实施例中，工程机械包括挖掘机。
根据本公开实施例的又一个方面，提供了一种继电保护控制方法，应用于前述的继电保护设备，继电保护控制方法包括：
获取继电保护模块的输出接点的电压；
当继电保护模块的输出接点的电压小于第一阈值且不小于第二阈值时，控制继电保护模块的吸合线圈和释放线圈交替得电，以使继电保护模块的触点震荡；
其中，第一阈值小于双稳态继电器的标准工作电压，第二阈值为双稳态继电器的最小允许工作电压。
在一些实施例中，所述的继电保护控制方法，还包括：
当继电保护模块的输出接点的电压不小于第一阈值或继电保护模块的触点连续震荡的次数不小于设定次数时，触发继电保护模块的吸合线圈将触点闭合。
在一些实施例中，获取继电保护模块的输出接点的电压，包括：
每经历一设定的时间段，获取一次继电保护模块的输出接点的电压。
在一些实施例中，所述的继电保护控制方法，还包括：
当继电保护模块的输出接点的电压为零时，发出第一故障指示信息；
当继电保护模块的输出接点的电压大于零且小于第二阈值时，发出第二故障指示信息。
根据本公开实施例的再一个方面，提供了一种继电保护控制装置，包括：
获取单元，用于获取继电保护模块的输出接点的电压；
控制单元，用于当继电保护模块的输出接点的电压小于第一阈值且不小于第二阈值时，控制继电保护模块的吸合线圈和释放线圈交替得电，以使继电保护模块的触点震荡；
其中，第一阈值小于双稳态继电器的标准工作电压，第二阈值为双稳态继电器的最小允许工作电压。
根据本公开实施例的再一个方面，提供了一种继电保护控制装置，包括：
存储器；和
耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器中的指令，执行前述任一技术方案所述的继电保护控制方法。
根据本公开实施例的再一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现前述任一技术方案所述的继电保护控制方法。
本公开上述实施例的技术方案，继电保护模块采用双稳态继电器，具有节能省电、线圈发热量小的优点，可以有效改善触点的氧化现象，延长触点的使用寿命。另一方面，当继电保护模块的输出接点的电压小于第一阈值且不小于第二阈值时，可以通过控制吸合线圈和释放线圈交替得电，使触点产生震荡被反复敲打，从而有效减少异物在触点上积聚，改善触点的电接触性。因此，采用本公开实施例的技术方案，可以有效提升继电保护设备的可靠性，延长其使用寿命，进而提升工程机械电气系统的可靠性。
通过以下参照附图对本公开的实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：
图1为相关技术中挖掘机的继电保护设备示意图；
图2为本公开一些实施例的继电保护设备示意图；
图3为本公开一些实施例的继电保护控制方法流程图；
图4为本公开一些实施例的继电保护控制装置的框图；
图5为本公开另一些实施例的继电保护控制装置的框图；
图6为本公开一些实施例计算机系统的框图。
应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
如图1所示，相关技术中的一种应用于挖掘机的继电保护设备8’，包括并联设置的电源回路继电保护模块M1’、启动回路继电保护模块M2’和预热回路继电保护模块M3’。每组继电保护模块均包括熔断体(如熔断体F1’、F2’、F3’)、继电器(如继电器K1’、K2’、K3’)和输出接点(如输出接点J1’、J2’、J3’)。继电保护设备8’应用在挖掘机的电气系统中，系统电源10’、电源总开关S1’、熔断体、继电器的触点，以及输出接点依次连接。
发明人在实现本公开实施例的过程中注意到，上述相关技术中，当继电器处于正常工作状态时，其线圈会一直得电，发热量较大，而触点因线圈得电会一直处于吸合状态，寿命会因此而缩减；此外，三组继电保护模块布置在电气箱体内部，发生故障不易察觉，可维修性一般。这些因素严重影响到继电保护设备的可靠性，继而影响到挖掘机电气系统的可靠性。
本公开实施例提供了一种继电保护设备、工程机械、继电保护控制方法与装置、计算机可读存储介质，以提升继电保护设备的可靠性，延长其使用寿命，进而提升工程机械电气系统的可靠性。
本公开一些实施例提供了一种继电保护设备，该继电保护设备可应用在各类需要进行继电保护的工程机械中，并具有类似的有益效果。工程机械的具体类型不限，例如可以为挖掘机、压路机，起重机等等。以下以继电保护设备应用于挖掘机为例来进行说明。
如图2所示，本公开一些实施例提供了一种继电保护设备8，包括电源输入接点J4、至少一个继电保护模块，以及中央控制单元100。继电保护模块例如为图中所示的电源回路继电保护模块M1、启动回路继电保护模块M2或预热回路继电保护模块M3。其中，电源输入接点J4可以理解为继电保护设备8用于与外部系统电源连接的接线端。
电源回路继电保护模块M1包括双稳态继电器K1和输出接点J1，双稳态继电器K1包括触点H1、吸合线圈Q11和释放线圈Q12，触点H1的输入端(图2中各器件的输入端以“1”表示，输出端以“2”表示)、吸合线圈Q11的输入端以及释放线圈Q12的输入端连接电源输入接点J4，触点H1的输出端连接输出接点J1。输出接点J1是继电保护设备8用于与外部电源回路连接的接线端。
类似的，启动回路继电保护模块M2包括双稳态继电器K2和输出接点J2，双稳态继电器K2包括触点H2、吸合线圈Q21和释放线圈Q22，触点H2的输入端、吸合线圈Q21的输入端以及释放线圈Q22的输入端连接电源输入接点J4，触点H2的输出端连接输出接点J2。输出接点J2是继电保护设备8用于与外部启动回路连接的接线端。
类似的，预热回路继电保护模块M3包括双稳态继电器K3和输出接点J3，双稳态继电器K3包括触点H3、吸合线圈Q31和释放线圈Q32，触点H3的输入端、吸合线圈Q31的输入端以及释放线圈Q32的输入端连接电源输入接点J4，触点H3的输出端连接输出接点J3。输出接点J3是继电保护设备8用于与外部预热回路连接的接线端。
中央控制单元100包括第一端口D11、D21、D31，第二端口D12、D22、D32、第三端口D13、D23、D33，其中，第一端口D11连接输出接点J1，第一端口D21连接输出接点J2，第一端口D31连接输出接点J3，第二端口D12连接吸合线圈Q11的输出端，第二端口D22连接吸合线圈Q21的输出端，第二端口D32连接吸合线圈Q31的输出端，第三端口D13连接释放线圈Q12的输出端，第三端口D23连接释放线圈Q22的输出端，第三端口D33连接释放线圈Q32的输出端。
中央控制单元100用于当输出接点J1的电压小于第一阈值且不小于第二阈值时，控制吸合线圈Q11和释放线圈Q12交替得电，以使触点H1产生震荡，即频繁被通断；
当输出接点J2的电压小于第一阈值且不小于第二阈值时，控制吸合线圈Q21和释放线圈Q22交替得电，以使触点H2产生震荡，即频繁被通断；以及
当输出接点J3的电压小于第一阈值且不小于第二阈值时，控制吸合线圈Q31和释放线圈Q32交替得电，以使触点H3产生震荡，即频繁被通断；
其中，第一阈值小于双稳态继电器的标准工作电压，第二阈值为双稳态继电器的最小允许工作电压。
双稳态继电器的标准工作电压，即双稳态继电器的理想工作电压。当输出接点的电压小于第一阈值但不小于第二阈值时，触点的接触性降低，但不会导致双稳态继电器无法正常工作。第一阈值可以结合双稳态继电器的结构、性能，通过多次试验确定，为设定值。
在挖掘机的电气系统中，除了上继电保护设备8，通常还包括系统电源10、电源总开关S1、钥匙开关S2和车载控制器20等。钥匙开关S2包括电源输入端B、上电输出端BR和启动输出端C，钥匙开关S2的电源输入端B连接电源总开关S1，在电源总开关S1至电源输入端B之间的线路上可以设置熔断器F2，以对线路进行过电流和短路保护。中央控制单元100除第一端口D11、D21、D31、第二端口D12、D22、D32和第三端口D13、D23、D33外，还包括电源端口D7、连接故障指示单元A1的第四端口D41，连接故障指示单元A2的第四端口D42，连接故障指示单元A3的第四端口D43，连接钥匙开关S2的启动输出端C的第五端口D5、以及连接车载控制器20的第六端口D61、D62。
电源回路、启动回路和预热回路是挖掘机电气系统的三大基本负载回路。在本公开的该实施例中，继电保护设备8针对这三大基本负载回路分别设置了一组继电保护模块，即上述电源回路继电保护模块M1、启动回路继电保护模块M2和预热回路继电保护模块M3。各继电保护模块分别通过输出接点连接在对应的负载回路中(负载回路的其它部分在图中省略未示出)。
如图2所示，在本公开的一些实施例中，继电保护设备8还包括稳压器9，稳压器9的输入端连接钥匙开关S2的上电输出端BR。中央控制单元100的电源端口D7连接稳压器9的输出端。稳压器9例如为低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator，LDO)，其输入端支持较宽的电压范围，最高可支持42V电压输入，输出端输出稳态直流电压，例如，输出5V直流电压，从而为中央控制单元100提供稳定的工作电压。
在本公开实施例中，继电保护模块采用具有两个稳定状态的双稳态继电器。如图2所示，以双稳态继电器K1为例，当在第一时刻向吸合线圈Q11输出接地时，触点H1由常开状态变为常闭状态，吸合线圈Q11断电后，触点H1仍能在极化的软磁体磁性下维持常闭状态；当在第二时刻向释放线圈Q12输出接地时，触点H1由常闭状态变为常开状态，释放线圈Q12断电后，触点H1仍能在极化的软磁体磁性下维持常开状态。双稳态继电器不需要线圈一直通电来维持触点的吸合状态，因此，具有节能省电、线圈发热量小的优点。
在本公开的一些实施例中，中央控制单元100用于在接收到来自钥匙开关S2的上电输出端BR的上电信号时，控制电源回路继电保护模块M1工作；在上电状态接收到来自钥匙开关S2的启动输出端C的启动信号时，控制启动回路继电保护模块M2工作；及，在上电状态接收到来自车载控制器20的预热启动信号时，控制预热回路继电保护模块M3工作。
例如，电源总开关S1闭合后，当操作人员将钥匙开关S2旋至上电输出端BR时，上电输出端BR得电，通过稳压器9向中央控制单元100的电源端口D7供电，中央控制单元100接收到上电信号后，向电源回路继电保护模块M1中双稳态继电器K1的吸合线圈Q11输出接地，使触点H1由常开状态变为常闭状态，挖掘机的电源回路导通。电源回路在导通状态，当检测到输出接点J1的电压小于第一阈值且不小于第二阈值时，可以判断电源回路继电保护模块M1中触点H1的接触性降低，此时，控制吸合线圈Q11和释放线圈Q12交替得电，例如向吸合线圈Q11和释放线圈Q12交替输出接地，使触点H1产生震荡反复被敲打，可以有效减少异物在触点H1上积聚，从而改善触点H1的电接触性。
例如，电源回路导通后，当操作人员将钥匙开关S2旋至启动输出端C时，启动输出端C向中央控制单元100输出高电平启动信号，中央控制单元100接收到来自启动输出端C的启动信号后，向启动回路继电保护模块M2中双稳态继电器K2的吸合线圈Q21输出接地，使触点H2由常开状态变为常闭状态，挖掘机的启动回路导通。启动回路在导通状态，当输出接点J2的电压小于第一阈值且不小于第二阈值时，可以判断启动回路继电保护模块M2中触点H2的接触性降低，此时，控制吸合线圈Q21和释放线圈Q22交替得电，例如向吸合线圈Q21和释放线圈Q22交替输出接地，使触点H2产生震荡反复被敲打，可以有效减少异物在触点H2上积聚，从而改善触点H2的电接触性。
例如，电源回路导通后，当操作人员操作挖掘机控制台的预热按钮时，车载控制器20会向中央控制单元100输出预热启动信号，中央控制单元100接收到来自车载控制器20的预热启动信号后，向预热回路继电保护模块M3中双稳态继电器K3的吸合线圈Q31输出接地，使触点H3由常开状态变为常闭状态，挖掘机的预热回路导通。预热回路在导通状态，当输出接点J3的电压小于第一阈值且不小于第二阈值时，可以判断该继电保护模块M3中触点H3的接触性降低，此时，控制吸合线圈Q31和释放线圈Q32交替得电，例如向吸合线圈Q31和释放线圈Q32交替输出接地，使触点H3产生震荡反复被敲打，可以有效减少异物在触点H3上积聚，从而改善触点H3的电接触性。
在本公开的一些实施例中，中央控制单元100的第六端口D61、D62通过控制器局域网(Controller Area Network,CAN)总线与车载控制器20连接。在一些实施例中，第六端口D61用于向车载控制器20上报信息，第六端口D62用于接收车载控制器20的下发信息，从而实现相互通讯。第六端口的具体数量不限，可以根据需求进行相应设计。
在本公开的一些实施例中，继电保护模块中触点结构可以采用紫铜排，具有良好的导电性、导热性、焊接性和耐腐蚀性。
可以理解的，本公开实施例提供的继电保护设备如果是应用在其它工程机械中，继电保护模块的数量可以根据需要进行相应调整，电气系统的具体结构也可能会有所不同。
相关技术中，继电保护模块的继电器在处于正常工作状态时，线圈会一直得电，发热量较大，而触点因线圈得电会一直处于吸合状态。触点长时间大电流通过使其容易被氧化，也容易积聚异物，久而久之，不但影响到触点电接触的可靠性，使用寿命也会因此而缩减。
在本公开实施例中，继电保护模块采用双稳态继电器，其不需要线圈一直通电来维持触点的吸合状态，具有节能省电、线圈发热量小的优点，可以有效改善触点的氧化现象，延长触点的使用寿命。另一方面，在本公开实施例技术方案中，当输出接点的电压小于第一阈值且不小于第二阈值时，可以判断触点接触性降低，此时，控制吸合线圈和释放线圈交替得电，例如向吸合线圈和释放线圈交替输出接地，从而使触点产生震荡，触点反复被敲打，可以有效减少异物在触点上积聚，从而改善触点的电接触性。因此，采用本公开实施例的技术方案，可以有效提升继电保护设备的可靠性，延长其使用寿命，进而提升工程机械电气系统的可靠性。
此外，在本公开实施例中，继电保护设备采用了平台化和集成化设计思路，各继电保护模块和稳压器等与中央控制单元集成设置，结构更加紧凑，设备的外形体积更加小巧，成本也大大降低。
在本公开进一步的实施例方案中，中央控制单元100还用于当上述各输出接点的电压不小于第一阈值或触点连续震荡的次数不小于设定次数时，触发吸合线圈将触点闭合。如上文描述，通过使触点震荡反复被敲打，可以改善触点的电接触性，降低接触电阻，在满足一定条件后，可触发吸合线圈将触点闭合，恢复双稳态继电器的正常工作状态。上述设定次数可以结合双稳态继电器的性能以及经验确定，例如，将设定次数设为5次。
在本公开的一些实施例中，中央控制单元100用于每经历一设定的时间段，即每经历一个设定的维护周期，获取一次输出接点的电压。
其中，设定的时间段可以结合双稳态继电器的结构、工作性能，额定使用寿命等通过多次试验确定，例如，在一个实施例中，每经历500小时，获取一次输出接点的电压并进行触点接触性能的自检和改善维护。采用该实施例方案，可以保障触点的正常闭合使用次数，有利于延长触点的使用寿命，并保障双稳态继电器在大部分时间处于正常工作的状态。
请参照图2所示，在本公开的一些实施例中，继电保护设备8还可以包括针对电源回路继电保护模块M1设置的故障指示单元A1，针对启动回路继电保护模块M2设置的故障指示单元A2，以及针对预热回路继电保护模块M3设置的故障指示单元A3。故障指示单元的具体类型不限，例如为指示灯或蜂鸣器等。中央控制单元100通过第四端口D41连接故障指示单元A1，通过第四端口D42连接故障指示单元A2，通过第四端口D43连接故障指示单元A3。中央控制单元100还用于当输出接点J1的电压为零时，控制故障指示单元A1发出第一故障指示信息，当输出接点J1的电压大于零且小于第二阈值时，控制故障指示单元A1发出第二故障指示信息；当输出接点J2的电压为零时，控制故障指示单元A2发出第一故障指示信息，当输出接点J2的电压大于零且小于第二阈值时，控制故障指示单元A2发出第二故障指示信息；以及，当输出接点J3的电压为零时，控制故障指示单元A3发出第一故障指示信息，当输出接点J3的电压大于零且小于第二阈值时，控制故障指示单元A3发出第二故障指示信息。
以电源回路继电保护模块M1为例，当输出接点J1的电压为零时，可以判断所在负载回路发生断路，故障指示单元A1发出第一故障指示信息，例如指示灯常亮或蜂鸣器长鸣，这样便可以及时将该故障提示给操作人员。当输出接点J1的电压大于零且小于第二阈值时，此时可以判断触点H1接触电阻过大，已严重影响到负载回路的正常工作和继电保护，故障指示单元A1发出第二故障指示信息，例如指示灯闪烁或蜂鸣器断续蜂鸣，这样便可以及时将该故障提示给操作人员。采用该实施例技术方案，可以实现故障的自动诊断与提示，提高继电保护设备的智能化程度。
此外，在本公开一些实施例中，当中央控制单元100判断某一负载回路发生断路故障或触点接触电阻过大的故障时，也可以通过第六端口D61将相应的故障码上报给车载控制器20，由车载控制器20对故障进行解析与自诊断，然后将诊断结果输出给例如显示屏、指示灯等输出设备。
在本公开的一些实施例中，如图2所示，电源回路继电保护模块M1还可以包括第一存储电容C11和熔断体F11，触点H1的输入端、吸合线圈Q11的输入端以及释放线圈Q12的输入端还连接第一存储电容C11的输出端，熔断体F11与双稳态继电器K1串联，熔断体F11的输入端连接触点H1的输出端，熔断体F11的输出端连接输出接点J1。启动回路继电保护模块M2还可以包括第一存储电容C12和熔断体F12，触点H2的输入端、吸合线圈Q21的输入端以及释放线圈Q22的输入端还连接第一存储电容C12的输出端，熔断体F12与双稳态继电器K2串联，熔断体F12的输入端连接触点H2的输出端，熔断体F12的输出端连接输出接点J2。预热回路继电保护模块M3还可以包括第一存储电容C13和熔断体F13，触点H3的输入端、吸合线圈Q31的输入端以及释放线圈Q32的输入端还连接第一存储电容C13的输出端，熔断体F13与双稳态继电器K3串联，熔断体F13的输入端连接触点H3的输出端，熔断体F13的输出端连接输出接点J3。
熔断体作为保护器件，可以对负载回路进行短路和过电流保护，防止器件被烧毁。第一存储电容可以在向双稳态继电器的供电被异常切断的情况下，例如系统的电源总开关被异常切断时，向释放线圈供电，从而保证释放线圈可以被正常释放。
请参照图2所示，在本公开的一些实施例中，继电保护设备8还包括第二存储电容C2，中央控制单元100的电源端口D7同时连接稳压器9的输出端和第二存储电容C2的输出端。第二存储电容C2可以在钥匙开关的上电输出端BR断电后继续向中央控制单元100供电，一方面能够保障双稳态继电器的释放线圈可以被正常释放，防止系统因漏电流而产生静态功耗，另一方面还能实现车载控制器20对中央控制单元100的延时控制。
综上，本公开上述实施例的继电保护设备，不但对负载回路进行继电保护的可靠性较佳，而且设备本身使用寿命较长，集成化程度和智能化程度也较高，可以有效提升工程机械电气系统的可靠性和智能化程度。
本公开一些实施例还提供了一种工程机械，包括前述任一实施例的继电保护设备。工程机械的具体类型包括但不限于挖掘机，其电气系统的可靠性和智能化程度得到有效提升。
如图3所示，本公开一些实施例还提供了一种继电保护控制方法，应用于前述的继电保护设备，该方法包括以下步骤S101-S102。
步骤S101：获取继电保护模块的输出接点的电压；
步骤S102：当继电保护模块的输出接点的电压小于第一阈值且不小于第二阈值时，控制继电保护模块的吸合线圈和释放线圈交替得电，以使继电保护模块的触点震荡；
其中，第一阈值小于双稳态继电器的标准工作电压，第二阈值为双稳态继电器的最小允许工作电压。
在本公开的一些实施例中，继电保护控制方法，还包括以下步骤：
当继电保护模块的输出接点的电压不小于第一阈值或继电保护模块的触点连续震荡的次数不小于设定次数时，触发继电保护模块的吸合线圈将触点闭合。
在本公开的一些实施例中，获取继电保护模块的输出接点的电压，包括：
每经历一设定的时间段，获取一次继电保护模块的输出接点的电压。
在本公开的一些实施例中，继电保护控制方法，还包括以下步骤：
当继电保护模块的输出接点的电压为零时，发出第一故障指示信息；
当继电保护模块的输出接点的电压大于零且小于第二阈值时，发出第二故障指示信息。
在本公开实施例技术方案中，当输出接点的电压小于第一阈值且不小于第二阈值时，可以判断触点接触性降低，此时，控制吸合线圈和释放线圈交替得电，例如向吸合线圈和释放线圈交替输出接地，从而使触点产生震荡，触点反复被敲打，可以有效减少异物在触点上积聚，从而改善触点的电接触性。通过使触点震荡反复被敲打，可以改善触点的电接触性，降低接触电阻，在满足一定条件后，可触发吸合线圈将触点闭合，恢复双稳态继电器的正常工作状态。当某一负载回路发生断路故障或触点接触电阻过大的故障时，发出的第一故障指示信息或第二故障信息可以及时提示操作人员介入，可以实现故障的自动诊断与提示，智能化程度较高。因此，采用本公开实施例的继电保护控制方法，可以有效提升继电保护设备的可靠性，延长其使用寿命，进而提升工程机械电气系统的可靠性。
如图4所示，本公开一些实施例还提供了一种继电保护控制装置，包括：
获取单元41，用于获取继电保护模块的输出接点的电压；
控制单元42，用于当继电保护模块的输出接点的电压小于第一阈值且不小于第二阈值时，控制继电保护模块的吸合线圈和释放线圈交替得电，以使继电保护模块的触点震荡；
其中，第一阈值小于双稳态继电器的标准工作电压，第二阈值为双稳态继电器的最小允许工作电压。
如图5所示，本公开一些实施例还提供了一种继电保护控制装置，包括：存储器51和耦接至存储器51的处理器52，处理器52被配置为基于存储在存储器51中的指令，执行如前述任一实施例的继电保护控制方法。
应当理解，前述继电保护控制方法中的各个步骤都可以通过处理器来实现，并且可以通过软件、硬件、固件或其结合的任一种方式实现。
除了上述继电保护控制方法、装置之外，本公开实施例还可采用在一个或多个包含有计算机程序指令的非易失性存储介质上实施的计算机程序产品的形式。因此，本公开一些实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如前述任一技术方案的继电保护控制方法。
图6示出了本公开一些实施例的计算机系统的示意图。如图6所示，计算机系统可以用通用计算设备的形式表现，该计算机系统可以用来实现上述实施例的继电保护控制方法。计算机系统包括存储器61、处理器62和连接不同系统组件的总线60。
存储器61例如可以包括系统存储器、非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)以及其他程序等。系统存储器可以包括易失性存储介质，例如随机存取存储器(RAM)和/或高速缓存存储器。非易失性存储介质例如存储有执行上述继电保护控制方法的对应实施例的指令。非易失性存储介质包括但不限于磁盘存储器、光学存储器、闪存等。
处理器62可以用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、应用专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑设备、分立门或晶体管等分立硬件组件方式来实现。相应地，诸如判断模块和确定模块的每个模块，可以通过中央处理器(CPU)运行存储器中执行相应步骤的指令来实现，也可以通过执行相应步骤的专用电路来实现。
总线60可以使用多种总线结构中的任意总线结构。例如，总线结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线、微通道体系结构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线。
计算机系统还可以包括输入输出接口63、网络接口64、存储接口65等。输入输出接口63、网络接口64、存储接口65以及存储器61和处理器62之间可以通过总线60连接。输入输出接口63可以为显示器、鼠标、键盘等输入输出设备提供连接接口。网络接口64为各种联网设备提供连接接口。存储接口65为软盘、U盘、SD卡等外部存储设备提供连接接口。
至此，已经详细描述了本公开的各种实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。
Claims (20)
1.一种继电保护设备，包括：
电源输入接点；
继电保护模块，包括双稳态继电器和输出接点，双稳态继电器包括触点、吸合线圈和释放线圈，触点的输入端、吸合线圈的输入端以及释放线圈的输入端连接电源输入接点，触点的输出端连接输出接点；
中央控制单元，包括连接输出接点的第一端口、连接吸合线圈的输出端的第二端口，以及连接释放线圈的输出端的第三端口，中央控制单元用于当输出接点的电压小于第一阈值且不小于第二阈值时，控制吸合线圈和释放线圈交替得电，以使触点震荡，其中，第一阈值小于双稳态继电器的标准工作电压，第二阈值为双稳态继电器的最小允许工作电压。
2.根据权利要求1所述的继电保护设备，其中：中央控制单元还用于当输出接点的电压不小于第一阈值或触点连续震荡的次数不小于设定次数时，触发吸合线圈将触点闭合。
3.根据权利要求2所述的继电保护设备，其中：中央控制单元用于每经历一设定的时间段，获取一次输出接点的电压。
4.根据权利要求2所述的继电保护设备，还包括：故障指示单元；
中央控制单元还包括连接故障指示单元的第四端口，中央控制单元还用于当输出接点的电压为零时，控制故障指示单元发出第一故障指示信息；及，当输出接点的电压大于零且小于第二阈值时，控制故障指示单元发出第二故障指示信息。
5.根据权利要求4所述的继电保护设备，其中：故障指示单元包括指示灯或蜂鸣器。
6.根据权利要求1所述的继电保护设备，其中：继电保护模块还包括第一存储电容，触点的输入端、吸合线圈的输入端以及释放线圈的输入端还连接第一存储电容的输出端。
7.根据权利要求6所述的继电保护设备，其中：继电保护模块还包括与双稳态继电器串联的熔断体，熔断体的输入端连接触点的输出端，熔断体的输出端连接输出接点。
8.根据权利要求1-7任一项所述的继电保护设备，还包括：稳压器和第二存储电容，稳压器的输入端用于连接钥匙开关的上电输出端；
中央控制单元还包括电源端口，电源端口连接稳压器的输出端以及第二存储电容的输出端。
9.根据权利要求8所述的继电保护设备，其中：稳压器为低压差线性稳压器LDO。
10.根据权利要求8所述的继电保护设备，其中：
继电保护模块的数量为三组，分别为电源回路继电保护模块、启动回路继电保护模块和预热回路继电保护模块；
中央控制单元还包括用于连接钥匙开关的启动输出端的第五端口，以及用于与车载控制器通讯的第六端口，中央控制单元用于在接收到来自钥匙开关的上电输出端的上电信号时，控制电源回路继电保护模块工作；在上电状态接收到来自钥匙开关的启动输出端的启动信号时，控制启动回路继电保护模块工作；及，在上电状态接收到来自车载控制器的预热启动信号时，控制预热回路继电保护模块工作。
11.根据权利要求10所述的继电保护设备，其中：
中央控制单元的第六端口用于通过控制器局域网CAN总线与车载控制器连接。
12.一种工程机械，包括根据权利要求1-11任一项所述的继电保护设备。
13.根据权利要求12所述的工程机械，其中：工程机械包括挖掘机。
14.一种继电保护控制方法，应用于权利要求1所述的继电保护设备，继电保护控制方法包括：
获取继电保护模块的输出接点的电压；
当继电保护模块的输出接点的电压小于第一阈值且不小于第二阈值时，控制继电保护模块的吸合线圈和释放线圈交替得电，以使继电保护模块的触点震荡；
其中，第一阈值小于双稳态继电器的标准工作电压，第二阈值为双稳态继电器的最小允许工作电压。
15.根据权利要求14所述的继电保护控制方法，还包括：
当继电保护模块的输出接点的电压不小于第一阈值或继电保护模块的触点连续震荡的次数不小于设定次数时，触发继电保护模块的吸合线圈将触点闭合。
16.根据权利要求14所述的继电保护控制方法，其中：获取继电保护模块的输出接点的电压，包括：
每经历一设定的时间段，获取一次继电保护模块的输出接点的电压。
17.根据权利要求14-16任一项所述的继电保护控制方法，还包括：
当继电保护模块的输出接点的电压为零时，发出第一故障指示信息；
当继电保护模块的输出接点的电压大于零且小于第二阈值时，发出第二故障指示信息。
18.一种继电保护控制装置，包括：
获取单元，用于获取继电保护模块的输出接点的电压；
控制单元，用于当继电保护模块的输出接点的电压小于第一阈值且不小于第二阈值时，控制继电保护模块的吸合线圈和释放线圈交替得电，以使继电保护模块的触点震荡；
其中，第一阈值小于双稳态继电器的标准工作电压，第二阈值为双稳态继电器的最小允许工作电压。
19.一种继电保护控制装置，包括：
存储器；和
耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器中的指令，执行如权利要求14-17中任一项所述的继电保护控制方法。
20.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求14-17中任一项所述的继电保护控制方法。
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