CN202975754U - 多控制器的电源控制系统和工程机械设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多控制器的电源控制系统和工程机械设备。其中，该电源控制系统包括：多个继电器，该多个继电器中的每个继电器的一端与多个控制器中的一个控制器相连，上述每个继电器的另一端接地；该多个继电器为互锁关系。本实用新型可以不再依赖人工切换控制器的状态，各个控制器连接的继电器通过互锁机制可以处于相同的状态，解决了手动将该控制器切换到供电状态存在安全隐患的问题，增强了设备运行与升级的可靠性。

Description

多控制器的电源控制系统和工程机械设备

技术领域

本实用新型涉及工程机械领域，更具体地，涉及一种多控制器的电源控制系统和工程机械设备。

背景技术

随着现代工程机械设备的功能越来越多，控制逻辑越来越复杂，软件工程师会不定期发现程序中的BUG(错误)；或设备在野外工作时，出现控制问题或其他故障情况，这些情况不需要维护人员到现场，只要现场有全球定位系统(Global Position System，简称为GPS)信号或通用分组无线业务(General Packet Radio Service，简称为GPRS)网络信号，就可以远程自动升级控制器的程序，修复程序中的BUG或解决现场控制问题。如图1所示的远程自动升级工程机械设备中的控制器的结构示意图，其中，该工程机械设备包括通过总线(CANBUS)连接的多个控制器，分别为图中的控制器1、控制器2、......、控制器n；以及显示屏11，其中，显示屏11为工业显示屏，具备CPU和内存等装置，能够对连接的电路进行监测和控制操作。维护人员通过GPS终端12对该工程机械设备中的控制器进行升级。

在远程升级控制器程序的过程中，为保证现场人员和设备的安全性，工程设备是不能边升级边工作的，必须停止工作来保证控制器程序的可靠升级。而控制器程序在升级过程中，状态是变化的，即运行状态(RUN)->停止状态(STOP)->运行状态(RUN)。为防止出现控制器意外输出或升级失败，未被升级的设备不能处于工作状态。

如图2所示控制器的供电电源回路示意图，其中，控制器21有三个电源接入点：VBB_S、VBB_R、VBB_O，分别通过继电器23、24、25与电源22的正极(+)相连；控制器21与电源22的负极(-)相连的接入点为GND_S、GND_R、GND_O。VBB_S是控制器的主电源，接通该电源端后该控制器运行；VBB_R是该控制器内部继电器的电源输入端；VBB_O是控制器对外输出的电源端，控制器处于供电状态指的是仅VBB_S接通，而VBB_R端、VBB_O端处于断开状态；VBB_R端、VBB_O端一旦接通，就可以将控制器发出的输出信号传输至目的装置，因此通常将VBB_R端、VBB_O端称为信号输出控制电源。

为了保证升级控制器的过程中的安全性，目前通常需要维护人员告知现场工作人员将待升级的控制器手动切换到供电状态(ACC ON，也称作运行状态，此状态控制器仅通电，不会产生输出信号)；而为了节约成本，通常通过一个开关控制各个控制器上的信号输出控制电源，由于现在工作人员的疏忽，在某个控制器升级的过程中，会导致忘记断开该开关，导致未升级控制器的继电器供电回路不会被切断，依然会有信号输出，造成人员和设备损失。

针对相关技术中手动切换控制器到供电状态存在安全隐患的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种多控制器的电源控制系统和工程机械设备，以提高控制器升级过程的安全性。

本实用新型提供了一种多控制器的电源控制系统，包括：多个继电器，多个继电器中的每个继电器的一端与多个控制器中的一个控制器相连，另一端接地；多个继电器为互锁关系。

上述多个继电器为互锁关系包括：当前继电器的第一辅助接点设置于下一个继电器连接的控制器的电源输入端，当前继电器的第二辅助接点设置于下一个继电器连接的控制器的电源输出端。

上述系统还包括：与显示屏相连接的启动继电器，该启动继电器的第一辅助接点设置于上述多个控制器中指定控制器的电源输入端，该启动继电器的第二辅助接点设置于指定控制器的电源输出端；该启动继电器用于在显示屏的指示下，接通自身的第一辅助接点、第二辅助接点，以使上述多个控制器由供电状态切换至工作状态。

本实用新型还提供了一种工程机械设备，包括：显示屏和多个控制器，该工程机械设备还包括上述电源控制系统，以使多个控制器中的一个控制器处于升级状态时，将多个控制器均切换到供电状态。

上述显示屏通过总线与上述多控制器相连，用以通过总线检测多个控制器中进行升级的控制器是否升级完成，如果是，发出启动多个控制器的指示。

本实用新型通过多个控制器连接的继电器间的互锁机制，可以不再依赖人工切换控制器的状态，各个控制器连接的继电器通过互锁机制可以处于相同的状态，解决了手动将该控制器切换到供电状态存在安全隐患的问题，增强了设备运行与升级的可靠性。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是相关技术的远程自动升级工程机械设备中的控制器的结构示意图；

图2是相关技术的控制器的供电电源回路示意图；

图3是根据本实用新型实施例的两个控制器的电源控制系统的结构示意图；

图4是根据本实用新型实施例的显示屏与启动继电器的连接示意图；以及

图5是根据本实用新型实施例的两个控制器的电源控制系统的另一个结构示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

考虑到工程机械设备通常设置有多个控制器，而某个控制器在升级的过程中需要供电电源打开才能顺利进行，需要手动将各个控制器切换到供电状态，由于人员疏忽导致该手动方式存在一定的安全隐患问题，本实用新型提供了一种多控制器的电源控制系统和工程机械设备，下面通过实施例进行描述。

本实施例提供了一种多控制器的电源控制系统，包括：多个继电器，该多个继电器中的每个继电器一端与多个控制器中的一个控制器相连，另一端接地；该多个继电器为互锁关系，例如：当前继电器的第一辅助接点设置于下一个继电器连接的控制器的电源输入端VBB_R，当前继电器的第二辅助接点设置于下一个继电器连接的控制器的电源输出端VBB_O，依此循环。

本实施例通过多个控制器连接的继电器间的互锁机制，可以不再依赖人工切换控制器的状态，各个控制器连接的继电器通过互锁机制可以处于相同的状态，解决了手动将该控制器切换到供电状态存在安全隐患的问题，增强了设备运行与升级的可靠性。

为描述方便，本实施例以两个控制器为例进行说明，如图3所示的两个控制器的电源控制系统的结构示意图，其中，供电电源以+24v为例进行说明，该系统包括以下元件：

控制器31和控制器32，控制器31有三个电源接入点：VBB_S1、VBB_R1、VBB_O1；控制器32有三个电源接入点：VBB_S2、VBB_R2、VBB_O2；其中，VBB_S是控制器的主电源，接通该电源端后该控制器通电；VBB_R是该控制器内部继电器的电源输入端；VBB_O是控制器对外输出的电源端；与相关技术相同，本实用新型实施例中的控制器的三个电源VBB_S、VBB_R、VBB_O分别通过继电器与电源的正极(图中示意为+24v)相连，例如图3所示，VBB_S1、VBB_R1、VBB_O1分别连接有继电器S11、继电器R11、继电器O11；VBB_S2、VBB_R2、VBB_O2分别连接有继电器S21、继电器R21、继电器O21。

与控制器31相连的继电器33，与控制器32相连的继电器34；继电器33和继电器34的另一端均接地(GND)；

继电器33的第一辅助接点(图中表示为331和333)设置于控制器32的电源输入端(即图中的VBB_R2)；

继电器33的第二辅助接点(图中表示为335和337)设置于控制器32的电源输出端(即图中的VBB_O2)；

继电器34的第一辅助接点(图中表示为342和344)设置于控制器31的电源输入端(即图中的VBB_R1)；

继电器34的第二辅助接点(图中表示为346和348)设置于控制器31的电源输出端(即图中的VBB_O1)；

当控制器31的程序进行远程升级时，会自动进入到STOP状态，继电器33关闭，因此继电器33的第一辅助接点331、333和第二辅助接点335、337均处于断开状态，进而控制器32的VBB_R端和VBB_O端将不会有电源输入，使控制器32处于供电状态，保证了整个系统的安全性。

同理，当控制器32的程序进行远程升级时，会自动进入到STOP状态。继电器34关闭，控制器31的VBB_R1和VBB_O1将不会有电源输入。

为了能够在控制器正常时，自动将控制器的状态切换至工作状态，本实施例的多控制器的电源控制系统还包括：与显示屏相连接的启动继电器，启动继电器的第一辅助接点设置于多个控制器中指定控制器的电源输入端，启动继电器的第二辅助接点设置于指定控制器的电源输出端；该启动继电器用于在显示屏的指示下，接通自身的第一辅助接点、第二辅助接点，以使多个控制器由供电状态切换至工作状态。

下面基于图3所示两个控制器的电源控制系统的结构示意图为例进行说明，参见图4所示的显示屏与启动继电器的连接示意图，其中，显示屏41连接一个继电器42。该继电器42作为对图3所示的两个控制器的继电器供电回路的启动继电器。

参见图5所示的两个控制器的电源控制系统的另一个结构示意图，该系统除了包括图3所示的电路器件外，还包括：在控制器31的电源输入端VBB_R1设置有继电器42的第一辅助接点(图中表示为421和422)，在控制器31的电源输出端VBB_O1设置有继电器42的第二辅助接点(图中表示为423和424)，系统上电后，显示屏41判定两个控制器31和32运行正常、通讯正常后，继电器42接通；控制器31的VBB_R1和VBB_O1得电；控制器31正常运行后，继电器33接通。控制器32的VBB_R2端和VBB_O2端得电；控制器32正常运行后，继电器34接通。此时，显示屏41关闭继电器42的接通。控制器31和控制器32的对外输出的电源依靠继电器33和继电器34的辅助接点互锁。控制器31和控制器32都可以正常运行和对外输出。

当控制器31的程序升级完毕后，显示屏41检测到整个系统(包括：控制器31和控制器32)运行正常、通讯正常(即总线上有控制器31和控制器32的心跳信号)后，使继电器42接通，控制器31正常工作后，控制器32也会正常工作。

本实用新型设计中，当某个控制器处于升级状态时，其他控制器的继电器电源回路会自动切断，保证设备的安全。当显示屏检测到控制器升级成功，发出信号。整个控制器的继电器电源回路恢复正常。

对于控制器程序升级失败后，本实施例可以依赖显示屏保证整个控制器没有电源输出。

本实施例还提供了一种工程机械设备，目前大多数工程机械设备包含有1至2个控制器，有的还会包括4个或更多的控制器。本实施例的工程机械设备包括：显示屏和多个控制器，且该工程机械设备还包括上述电源控制系统，以使多个控制器中的一个控制器处于升级状态时，将多个控制器均切换到供电状态。

本实施例的显示屏通过总线与上述多控制器相连，用以通过该总线检测多个控制器中进行升级的控制器是否升级完成，如果是，发出启动多个控制器的指示，例如：接通上述启动继电器的指示信息。

由此可以看出，本实施例的工程机械设备的控制器电源互锁电路不需要人工干预，避免了因为人工操作不当而造成的恶性事件，可以实现真正意义上安全升级，完全避免了控制器的意外输出。

上述实施例中均已两个控制器为例进行的说明，当然，根据控制器的实际个数，上述电源控制系统的电路可以任意延伸，多控制器电路同样适用。

从以上的描述中可以看出，本实用新型上述的实施例提供了一种实用、有效、安全的控制器安全电源回路，保证控制器程序远程升级时，其他控制器处于安全输出状态，保证整个设备的安全。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多控制器的电源控制系统，其特征在于，包括：

多个继电器，所述多个继电器中的每个继电器的一端与多个控制器中的一个控制器相连，所述每个继电器的另一端接地；

所述多个继电器为互锁关系。

2.根据权利要求1所述的电源控制系统，其特征在于，所述多个继电器为互锁关系包括：

当前继电器的第一辅助接点设置于下一个继电器连接的控制器的电源输入端，所述当前继电器的第二辅助接点设置于所述下一个继电器连接的控制器的电源输出端。

3.根据权利要求1所述的电源控制系统，其特征在于，还包括：

与显示屏相连接的启动继电器，所述启动继电器的第一辅助接点设置于所述多个控制器中指定控制器的电源输入端，所述启动继电器的第二辅助接点设置于所述指定控制器的电源输出端；所述启动继电器用于在所述显示屏的指示下，接通自身的所述第一辅助接点和所述第二辅助接点，以使所述多个控制器由供电状态切换至工作状态。

4.一种工程机械设备，包括：显示屏和多个控制器，其特征在于，所述工程机械设备还包括权利要求1至3中任一项所述的电源控制系统，以使所述多个控制器中的一个控制器处于升级状态时，将所述多个控制器均切换到供电状态。

5.根据权利要求4所述的工程机械设备，其特征在于，所述显示屏通过总线与所述多控制器相连，用以通过所述总线检测所述多个控制器中进行升级的控制器是否升级完成，如果是，发出启动所述多个控制器的指示。

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