CN112260393B - 冷备冗余系统自动切换电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种冷备冗余系统自动切换电路及方法,包括:继电器模块、子系统模块以及开关模块;所述继电器模块包括:第一系统故障继电器、第一系统选择继电器、第一系统时间继电器、自锁继电器、第二系统故障继电器、第二系统选择继电器、第二系统时间继电器;所述子系统模块包括:第一系统、第二系统;本发明结构合理,设计巧妙且效果显著;本发明在冷备冗余系统下,当其中某个系统出现故障,另一系统能够及时启动,保证冗余的同时,提高运营效率。
Description
技术领域
本发明涉及城市轨道交通信号系统领域,具体地,涉及一种冷备冗余系统自动切换电路及方法。
背景技术
城市轨道交通信号系统作为高可靠性高安全性的系统,需要在保证安全的前提下提高运行效率,冗余系统在此种条件下应运而生。而热备冗余系统由于其持续的上电和处理数据,造成运行成本较大,在运行情况要求不太苛刻的情况下,使用冷备冗余系统,可以在保证运营的前提下,缩减成本。
同样的,冷备冗余系统的出现也是为了提高运营效率,如果系统宕机时,需要人工启动备用系统,则在增加了人工成本的同时,降低了运行效率。因此,冗余系统的自动切换就成了重要的因素。
专利文献CN101902069A公开了一种冷备份双机切换电路,包括主机部分和与其电路结构相对应的备机部分,所述主机部分包括依次相连的主机供电电路、主机开关继电器和主机二次电源转换,主机二次电源转换的输出分别与主机CPU控制器的输入、狗咬加备机电电路的输入连接,主机CPU控制器的输出连接关备机电电路,同时与主机冷热启动标志电路双向信号连接,关备机电电路的输出连接主机遥测开关电路。所述主机、备机开关继电器分别连接直接指令,直接指令为主开备关指令和备开主关指令;狗咬加备机电电路的输出、关备机电电路的输出连接备机开关继电器;狗咬加主机电电路的输出、关主机电电路的输出连接主机开关继电器。该专利的结构和性能仍然有待提高的空间。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种冷备冗余系统自动切换电路及方法。
根据本发明提供的一种冷备冗余系统自动切换电路,包括:继电器模块、子系统模块以及开关模块;
所述继电器模块包括:第一系统故障继电器、第一系统选择继电器、第一系统时间继电器、自锁继电器、第二系统故障继电器、第二系统选择继电器、第二系统时间继电器;
所述子系统模块包括:第一系统、第二系统;
所述第一系统与第一系统故障继电器相连接;
所述第一系统选择继电器与第一系统故障继电器相连接;
所述第一系统时间继电器与第一系统选择继电器相连接;
所述第二系统与第二系统故障继电器相连接;
所述第二系统选择继电器与第二系统故障继电器相连接;
所述第二系统时间继电器与第二系统选择继电器相连接;
所述第一系统时间继电器、第二系统时间继电器与自锁继电器相连接;
所述子系统模块与开关模块相连接。
优选地,所述冷备冗余系统自动切换电路能够工作于自动切换模式下;
所述自动切换模式包括以下任意一种或者多种模式:
-系统启动电路模式;
-启动保持电路模式;
-故障继电器驱动电路模式;
-系统切换电路模式。
优选地,所述开关模块包括:系统选择开关;
所述冷备冗余系统自动切换电路能够工作于人工模式下;
所述人工模式为直接选择第一系统或第二系统进行系统启动。
自动切换模式和人工切换模式通过系统选择开关实现。无论那种模式,当当前系统被选择时,对应指示灯点亮。
优选地,所述开关模块包括:第一开关、第二开关、第三开关;
所述第一开关能够接通第一位置,选择人工切换模式,并选择第一系统;
所述第二开关能够接通第二位置,选择人工切换模式,并选择第二系统;
所述第三开关能够接通第三位置,选择自动切换模式被选择。
优选地,第一系统时间继电器、第二系统时间继电器采用上电时延继电器;
上电时延时间大于系统启动时间;失电时触点立即释放。
优选地,当第一系统启动成功时,第一系统故障继电器吸起,否则,第一系统故障继电器保持落下;
当第二系统启动成功时,第二系统故障继电器吸起,否则,第二系统故障继电器保持落下。
优选地,当第一系统启动成功时,第一系统故障继电器吸起,否则,第一系统故障继电器保持落下;
当第二系统启动成功时,第二系统故障继电器吸起,否则,第二系统故障继电器保持落下。
优选地,所述冷备冗余系统自动切换电路根据系统电压信息,获取供电电压信息;
根据本发明提供的一种冷备冗余系统自动切换电路的方法,采用冷备冗余系统自动切换电路,包括:
步骤S1:使用第一系统时间继电器TR1和第二系统时间继电器以及自锁继电器的触点充当条件;
自锁继电器的触点用于选择需要启动的系统,时间继电器的触点用于计时结束后,系统启动电路的断开;
步骤S2:使用对侧系统的系统选择继电器充当条件,当本侧系统开始启动后,对侧系统的系统维持电路断开,同时本侧系统维持电路接通;
步骤S3:分别使用第一系统时间继电器和第二系统时间继电器的触点作为条件驱动自锁继电器的2个线圈,当时间继电器计时结束,自锁继电器线圈本侧线圈吸起导致对侧系统自锁继电器触点接通,以方便当系统未启动或系统故障时及时切换到对侧系统;
步骤S4:使用第一系统选择继电器、第二系统选择继电器当做条件,分别启动第一系统和第二系统;
当第一系统和第二系统启动成功时,驱动第一系统故障继电器、第二系统故障继电器吸起,当第一系统和/或第二系统启动成功未启动成功时,第一系统故障继电器、第二系统故障继电器保持落下。
步骤S5:串接本侧系统故障继电器、本侧时间继电器和自锁继电器充当对侧系统切换电路条件,定时结束本侧时间继电器和自锁继电器接通;
当第一系统和/或第二系统启动失败时,本侧系统故障继电器保持接通,接通对侧系统的系统选择继电器和时间继电器,开始对侧系统的启动;当系统启动成功时,本侧系统故障继电器吸起,断开对侧系统切换电路,防止对侧系统启动。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、本发明结构合理,设计巧妙且效果显著;
2、本发明在冷备冗余系统下,当其中某个系统出现故障,另一系统能够及时启动,保证冗余的同时,提高运营效率;
3、本发明能够取得很好的技术效果,克服现有技术的缺陷。为解决冷备冗余系统自动切换问题,本专利发明了一种冷备冗余系统自动切换电路,提高系统可用性的条件下,降低运行成本。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明自动切换电路总览示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示,一种冷备冗余系统自动切换电路,包括自动切换模式和人工切换模式。自动切换模式下,包括系统启动电路、启动保持电路、故障继电器驱动电路、系统切换电路。人工模式指的是直接选择第一系统或第二系统进行系统启动。所述冷备冗余系统自动切换电路中人工切换模式和自动切换模式通过系统选择开关实现。无论那种模式,当当前系统被选择时,对应指示灯点亮。
所述自动模式下的系统启动电路,同时串接第一系统和第二系统的时间继电器TR1和TR2的触点,以及自锁继电器的两组触点后,分别给第一系统选择选择继电器SSR1、第一系统时间继电器TR1、自锁继电器第一线圈以及第二系统选择选择继电器SSR2、第二系统时间继电器TR2、自锁继电器第二线圈供电。自锁继电器第一线圈的供电电路串接第一系统的时间继电器TR1的触点。自锁继电器第二线圈的供电电路串接第二系统的时间继电器TR2的触点。
所述自动模式下的系统保持电路,通过将对侧的系统选择继电器触点串接,与系统启动电路的条件电路并联。
所述自动模式下的故障继电器驱动电路,通过故障继电器将系统状态反馈出来。当系统启动成功并正常运行时,系统故障继电器保持吸起,当系统故障或未启动时,该故障继电器保持落下。
所述自动模式下的系统切换电路,通过串接本侧系统故障继电器触点、本侧系统时间继电器触点以及对侧自锁继电器触点。当计时结束后,本侧系统未启动成功,将切换到对侧系统重新启动。
优选地,所述系统选择开关包括包括“第一位置”、“自动位”、“第二位置”共3个位置;当开关接通“第一位置”,表示选择人工切换模式,并选择第一系统;当开关接通“第二位置”,表示选择人工切换模式,并选择第二系统;当开关接通“自动位”,表示选择自动切换模式被选择。
优选地,所述时间继电器为上电时延继电器,上电时延时间大于系统启动时间;失电时触点立即释放。优选地,所述自锁继电器包括两个线圈,第一线圈得电时方向1触点接通,第二线圈得电时方向2触点接通,线圈失电时,触点状态保持不变。
优选地,针对系统启动电路,所述系统选择继电器和时间继电器驱动电路中,时间继电器触点均使用常闭触点。自锁继电器第一线圈的驱动电路中,时间继电器 TR1触点使用常开触点,自锁继电器触点使用方向2触点;自锁继电器第二线圈的驱动电路中时间继电器TR2触点使用常开触点,自锁继电器触点使用方向1触点。
优选地,所述第一系统的系统保持电路中,使用第二系统的选择继电器SSR2的常闭节点充当驱动条件;所述第二系统的系统保持电路中,使用第一系统的选择继电器SSR1的常闭节点充当驱动条件。
优选地,所述第一系统的自动切换电路使用第一系统故障继电器SFR1的常闭节点、第一系统时间继电器TR1的常开节点、自锁继电器方向1的触点充当驱动条件;所述第二系统的自动切换电路使用第二系统故障继电器SFR2的常闭节点、第二系统时间继电器TR2的常开节点、自锁继电器方向2的触点充当驱动条件。
具体地,在一个实施例中,一种冷备冗余系统自动切换电路。用于当冷备冗余系统中某系统发生故障时,另一系统能及时的自动启动,提高运营效率,保证系统运营不被中断。本发明包括人工模式和自动模式,人工模式作为后备模式,保证在系统调试或自动模式切换电路发生故障时,能旁路自动切换电路,保证系统正常运行。示意图中使用的时间继电器TR1和TR2为上电时延继电器,时延时间大于系统启动时间。自锁继电器包括第一线圈和第二线圈两个线圈,第一线圈通电,触点方向1导通,第二线圈通电,触点方向2导通。当其中某方向导通后,只有当另一线圈得电,触点接通方向才会变化,否则继电器触点方向保持不变。系统选择继电器和故障继电器为普通继电器。
为保证小型化和稳定性,此实施案例中时间继电器、自锁继电器、系统选择继电器、系统故障继电器均使用德国Mors Smitt的继电器。
时间继电器用来当系统启动失败后,连通系统切换电路,使用继电器TDB4- U201-E-0.3-3min,其最大定时时间为3分钟。自锁继电器使用KCD-U201-DE型。系统选择继电器和系统故障继电器使用AMGS-400-24-AGP-P-C-V-F-34-E1。
以系统上电前,自锁继电器LR的方向2触点接通为例。系统上电前,系统选择开关的自动位接通,时间继电器TR1、TR2由于断电导致常闭接点接通,从而第一系统的系统启动电路接通。
第一系统的系统启动电路接通后,第一系统选择继电器SSR1吸起,导致SSR1 常开节点接通,第一系统开始启动。与此同时,第二系统维持电路断开,导致第二系统选择继电器SSR2维持失电,从而第一系统维持电路保持接通,持续让系统选择继电器吸起,第一系统维持启动状态。
第一系统时间继电器TR1线圈得电后,在定时结束后时间继电器TR1才开始动作。当定时继电器定时结束后,时间继电器TR1常开节点闭合,自锁继电器LR的第一线圈得电,自锁继电器LR的方向2触点断开,方向1触点接通。从而系统切换电路的接通仅仅取决系统故障继电器SFR1的状态。
若系统启动成功,系统故障继电器吸起,则系统故障继电器SFR1常闭节点断开,系统切换电路保持断开,第一系统持续启动。反之,若系统启动失败,系统故障继电器SFR1常闭节点接通,当定时结束后,系统故障继电器还未吸起,则系统切换电路的接通,第二系统的开始启动。
第二系统开始启动后,第二系统选择继电器SSR2继电器吸起,从而切断第一系统维持电路,第一系统时间继电器TR1断开,第二系统时间继电器TR2由于定时未结束,第二系统启动电路的常闭触点保持接通。从而重复第二系统的系统启动电路。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (1)
1.一种冷备冗余系统自动切换电路的方法,其特征在于,采用冷备冗余系统自动切换电路,包括:继电器模块、子系统模块以及开关模块;
所述继电器模块包括:第一系统故障继电器、第一系统选择继电器、第一系统时间继电器、自锁继电器、第二系统故障继电器、第二系统选择继电器、第二系统时间继电器;
所述子系统模块包括:第一系统、第二系统;
所述第一系统与第一系统故障继电器相连接;
所述第一系统选择继电器与第一系统故障继电器相连接;
所述第一系统时间继电器与第一系统选择继电器相连接;
所述第二系统与第二系统故障继电器相连接;
所述第二系统选择继电器与第二系统故障继电器相连接;
所述第二系统时间继电器与第二系统选择继电器相连接;
所述第一系统时间继电器、第二系统时间继电器与自锁继电器相连接;
所述子系统模块与开关模块相连接;
所述冷备冗余系统自动切换电路能够工作于自动切换模式下;
所述自动切换模式包括以下任意一种或者多种模式:
-系统启动电路模式;
-启动保持电路模式;
-故障继电器驱动电路模式;
-系统切换电路模式;
所述开关模块包括:系统选择开关;
所述冷备冗余系统自动切换电路能够工作于人工模式下;
所述人工模式为直接选择第一系统或第二系统进行系统启动;
自动切换模式和人工切换模式通过系统选择开关实现切换;
所述开关模块包括:第一开关、第二开关、第三开关;
所述第一开关能够接通第一位置,选择人工切换模式,并选择第一系统;
所述第二开关能够接通第二位置,选择人工切换模式,并选择第二系统;
所述第三开关能够接通第三位置,选择自动切换模式被选择;
第一系统时间继电器、第二系统时间继电器采用上电时延继电器;
当第一系统启动成功时,第一系统故障继电器吸起,否则,第一系统故障继电器保持落下;
当第二系统启动成功时,第二系统故障继电器吸起,否则,第二系统故障继电器保持落下;
所述冷备冗余系统自动切换电路根据系统电压信息,获取供电电压信息;
还包括:
步骤S1:使用第一系统时间继电器TR1和第二系统时间继电器以及自锁继电器的触点充当条件;
自锁继电器的触点用于选择需要启动的系统,时间继电器的触点用于计时结束后,系统启动电路的断开;
步骤S2:使用对侧系统的系统选择继电器充当条件,当本侧系统开始启动后,对侧系统的系统维持电路断开,同时本侧系统维持电路接通;
步骤S3:分别使用第一系统时间继电器和第二系统时间继电器的触点作为条件驱动自锁继电器的2个线圈,当时间继电器计时结束,自锁继电器线圈本侧线圈吸起导致对侧系统自锁继电器触点接通;
步骤S4:使用第一系统选择继电器、第二系统选择继电器当做条件,分别启动第一系统和第二系统;
当第一系统和第二系统启动成功时,驱动第一系统故障继电器、第二系统故障继电器吸起,当第一系统和/或第二系统启动成功未启动成功时,第一系统故障继电器、第二系统故障继电器保持落下;
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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