CN217982148U - 一种信号切换装置及控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种信号切换装置及控制系统，包括：主控连接接口，接收传感器检测数据；第一输入接口，接收第一路传感器模拟输出信号；第二输入接口，接收第二路传感器模拟输出信号；模拟开关模组，第一端与第一输入接口连接，第二端与第二输入接口连接；处理器，与主控连接接口连接，接收传感器检测数据，在传感器检测数据为正常时，向模拟开关模组输入第一控制信号；在传感器检测数据为异常时，向模拟开关模组输入第二控制信号；模拟开关模组接收第一控制信号，输出第一路传感器模拟输出信号；模拟开关模组接收第二控制信号，输出第二路传感器模拟输出信号。本实用新型能主动判断模拟传感器的异常，解决了无法自主自动实现模拟信号无缝投切的问题。

Description

一种信号切换装置及控制系统

技术领域

本实用新型涉及工业生产领域，特别涉及一种信号切换装置及控制系统。

背景技术

在高温、长周期工业生产(温度1000度以上，生产周期100小时以上)环境中通常使用热电偶实现对高温的测量，当热电偶在生产过程中出现故障时，需要停止生产，造成本生产批次原料废弃和生产中断。生产中可以通过放置多组热电偶实现测温元件冗余，或者使用附近区域热电偶代替故障热电偶，保证生产流程的继续，但多组热电偶回路的切换需要系统设计时硬件预留位置、软件具有切换功能、人工及时判定故障、人工切换接线才能实现对冗余传感器信号的切换，同时人工切换接线时容易造成系统异常，对系统和人工操作要求都很高。目前有实现多路模拟量自动切换的装置，但都需要输入选择信号，装置根据输入的选择信号，切换模拟信号，无法自主自动实现模拟信号无缝投切。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种信号切换装置及控制系统，用于解决现有技术中需要根据输入的选择信号切换模拟信号，无法自主自动实现模拟信号无缝投切的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种信号切换装置，包括：

主控连接接口，用于接收传感器检测数据；

第一输入接口，用于接收第一路传感器模拟输出信号；

第二输入接口，用于接收第二路传感器模拟输出信号；

模拟开关模组，所述模拟开关模组的第一端与所述第一输入接口连接，第二端与所述第二输入接口连接；

处理器，与所述主控连接接口连接，其中所述处理器接收所述传感器检测数据，在所述传感器检测数据为正常时，向所述模拟开关模组输入第一控制信号；在所述传感器检测数据为异常时，向所述模拟开关模组输入第二控制信号；

其中，所述模拟开关模组接收所述第一控制信号，输出所述第一路传感器模拟输出信号；所述模拟开关模组接收所述第二控制信号，输出所述第二路传感器模拟输出信号。

可选地，所述信号切换装置还包括：

信号输出结构，与所述模拟开关模组连接，所述信号输出结构接收所述第一控制信号或所述第二控制信号后，输出所述第一控制信号或所述第二控制信号。

可选地，所述信号切换装置还包括：

选择输入接口，用于接收外部给定选择信号，且所述选择输入接口与所述处理器连接，所述处理器接收所述外部给定选择信号，向所述模拟开关模组输入所述第一控制信号或所述第二控制信号。

可选地，所述信号切换装置还包括：

切换开关，与所述选择输入接口连接，用于向所述选择输入接口输入外部给定选择信号。

可选地，所述信号输出结构包括控制设备，且所述主控连接接口与所述控制设备连接。

可选地，所述主控连接接口与所述控制设备通过RS485总线或Ethernet总线连接。

可选地，所述处理器与所述主控连接接口通过RS485总线或Ethernet总线连接。

本实用新型实施例还提供一种控制系统，包括如上所述的信号切换装置。

可选地，所述控制系统还包括：第一模拟传感器和第二模拟传感器；

所述第一模拟传感器与所述第一输入接口连接；所述第二模拟传感器与所述第二输入接口连接。

本实用新型的实施例的有益效果如下：

上述方案中，处理器通过主控连接接口读取传感器检测数据，主动判断传感器检测数据是否正常，判定到传感器检测数据异常时，向模拟开关模组输入第二控制信号，模拟开关模组执行开关动作，将故障传感器信号切出，同时将正常传感器信号无缝切入，解决了无法自主自动实现模拟信号无缝投切的问题。

附图说明

图1表示本实用新型实施例所述信号切换装置的结构图；

图2表示本实用新型实施例所述信号切换装置在不同情况时的信号传输方向。

附图标记说明：

1-主控连接接口；2-第一输入接口；3-第二输入接口；4-模拟开关模组；5-处理器；6-信号输出结构；7-选择输入接口；8-切换开关；9-控制设备；10-第一模拟传感器；11-第二模拟传感器。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1至图2所示，本实用新型的实施例提供了一种信号切换装置，包括：

主控连接接口1，用于接收传感器检测数据；

第一输入接口2，用于接收第一路传感器模拟输出信号；

第二输入接口3，用于接收第二路传感器模拟输出信号；

模拟开关模组4，所述模拟开关模组4的第一端与所述第一输入接口2连接，第二端与所述第二输入接口3连接；

处理器5，与所述主控连接接口1连接，其中所述处理器5接收所述传感器检测数据，在所述传感器检测数据为正常时，向所述模拟开关模组4输入第一控制信号；在所述传感器检测数据为异常时，向所述模拟开关模组4输入第二控制信号；

其中，所述模拟开关模组4接收所述第一控制信号，输出所述第一路传感器模拟输出信号；所述模拟开关模组4接收所述第二控制信号，输出所述第二路传感器模拟输出信号。

需要说明的是，处理器5包括智能判别逻辑，传感器正常与否甄别及切换算法，在处理器5上运行。处理器5通过主控连接接口1读取传感器检测数据，根据智能判别逻辑主动判断传感器检测数据是否正常，判定到传感器检测数据异常时，向模拟开关模组4输入第二控制信号，模拟开关模组4执行开关动作，将故障传感器信号切出，同时将正常传感器信号无缝切入。其中，第一控制信号为切入正常传感器信号，第二控制信号为切出故障传感器信号。信号切换装置实现了系统关键传感器模拟信号回路的自主自动切换，完成了关键传感器的冗余接入，保证了生产的连续，减少原料的浪费。

可选地，所述信号切换装置还包括：

信号输出结构6，与所述模拟开关模组4连接，所述信号输出结构6接收所述第一控制信号或所述第二控制信号后，输出所述第一控制信号或所述第二控制信号。

需要说明的是，模拟开关模组4将接收的正常传感器信号输入信号输出结构6，经过信号输出结构6接入控制系统(外部接控制系统原线路，控制系统不做任何改变)，实现了系统关键传感器模拟信号回路的自主自动切换，保证了生产的连续，提高了生产效率。

可选地，所述信号切换装置还包括：

选择输入接口7，用于接收外部给定选择信号，且所述选择输入接口7与所述处理器5连接，所述处理器5接收所述外部给定选择信号，向所述模拟开关模组4输入所述第一控制信号或所述第二控制信号。

需要说明的是，选择输入接口7可以实现人工选择对应的传感器模拟信号，处理器5通过选择输入接口7被动接收外部给定选择信号，并根据外部给定选择信号向模拟开关模组4输入切入正常传感器信号或切出故障传感器信号。信号切换装置可以根据外部给定选择完成传感器模拟信号的切入和切出功能，提高了生产效率。

可选地，所述信号切换装置还包括：

切换开关8，与所述选择输入接口7连接，用于向所述选择输入接口7输入外部给定选择信号。

该实施例中，切换开关8所输入的外部给定选择信号包括第一切换信号和第二切换信号，当外部给定选择信号为第一切换信号时，则处理器5输出第一控制信号；当外部给定选择信号为第二切换信号时，则处理器5输出第二控制信号。通过根据外部给定选择完成对两路模拟信号的切换，也是切换模拟信号的一种快捷方式，保证了生产的连续，提高了生产效率。

需要说明的是，切换开关8为板载按键或拨码开关，通过人工按动按钮或这设置不同的拨码开关值，选择设定切换装置的输出。

可选地，所述信号输出结构包括控制设备9，且所述主控连接接口1与所述控制设备9连接。

信号切换装置可以实现与控制设备9的实时通讯，实时检测冗余进线的传感器模拟信号，实时判断传感器的工作状态，在一路模拟传感器出现故障时，及时自主自动地切换到正常工作的冗余传感器线路，保证系统的稳定可靠，解决了人工切换接线对系统和人工操作要求都很高，并容易造成系统异常的问题。

可选地，所述主控连接接口1与所述控制设备9通过RS485总线或Ethernet总线连接。

该实施例中，主控连接接口1与控制设备9通过RS485总线或Ethernet总线互联通讯，主动读取控制设备9中采集到的传感器检测数据。

可选地，所述处理器5与所述主控连接接口1通过RS485总线或Ethernet总线连接。

该实施例中，处理器5通过主控连接接口1主动读取控制设备9中的传感器检测数据，并与主控连接接口1通过RS485总线或Ethernet总线连接。

本实用新型实施例还提供一种控制系统，包括如上所述的信号切换装置。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的控制系统包括上述的信号切换装置，则上述的信号切换装置的所有实施例均适用于该控制系统，且能够达到相同或者相似的技术效果。

可选地，所述控制系统还包括：第一模拟传感器10和第二模拟传感器11；

所述第一模拟传感器10与所述第一输入接口2连接；所述第二模拟传感器11与所述第二输入接口3连接。

第一模拟传感器10发送第一路传感器模拟输出信号，向第一输入接口2输入；第二模拟传感器11发送第二路传感器模拟输出信号，向第二输入接口3输入。

信号切换装置还包括系统状态指示灯，用于显示控制系统的状态是否正常。

信号切换装置的工作流程参考图2，在正常情况下的信号传输方向如图2中标注虚线所示。第一模拟传感器10(区域1检测)正常工作，处理器5(智能判别逻辑)将第一路传感器模拟输出信号连接到区域1模拟检测值，区域1模拟检测值连接到控制设备9(PLC等)，实现控制设备9(通过第一模拟传感器10)对区域1的检测。

在需要切换情况下的信号传输方向如图2中标注虚线所示，主控连接接口1连接控制设备9，通过RS485总线或Ethernet总线，主动读取控制设备9中采集到的传感器检测数据，当第一模拟传感器10异常而第二模拟传感器11正常时，处理器5(智能判别逻辑)能够实时判定到该异常，利用设备上的高精度模拟开关模组4，主动将第一路传感器模拟输出信号从区域1模拟检测值切除掉，同时无缝接入第二模拟传感器11，实现控制设备9(通过第二模拟传感器11)对区域1的检测。

信号切换装置不需要人工判定模拟传感器是否异常，处理器5会主动实时的检测传感器模拟信号的异常，并自动完成传感器模拟信号的切换操作，保证了生产的连续，大大提高了生产效率。

以上所述的是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种信号切换装置，其特征在于，包括：

主控连接接口，用于接收传感器检测数据；

第一输入接口，用于接收第一路传感器模拟输出信号；

第二输入接口，用于接收第二路传感器模拟输出信号；

模拟开关模组，所述模拟开关模组的第一端与所述第一输入接口连接，第二端与所述第二输入接口连接；

处理器，与所述主控连接接口连接，其中所述处理器接收所述传感器检测数据，在所述传感器检测数据为正常时，向所述模拟开关模组输入第一控制信号；在所述传感器检测数据为异常时，向所述模拟开关模组输入第二控制信号；

其中，所述模拟开关模组接收所述第一控制信号，输出所述第一路传感器模拟输出信号；所述模拟开关模组接收所述第二控制信号，输出所述第二路传感器模拟输出信号。

2.根据权利要求1所述的信号切换装置，其特征在于，所述信号切换装置还包括：

信号输出结构，与所述模拟开关模组连接，所述信号输出结构接收所述第一控制信号或所述第二控制信号后，输出所述第一控制信号或所述第二控制信号。

3.根据权利要求1所述的信号切换装置，其特征在于，所述信号切换装置还包括：

选择输入接口，用于接收外部给定选择信号，且所述选择输入接口与所述处理器连接，所述处理器接收所述外部给定选择信号，向所述模拟开关模组输入所述第一控制信号或所述第二控制信号。

4.根据权利要求3所述的信号切换装置，其特征在于，所述信号切换装置还包括：

切换开关，与所述选择输入接口连接，用于向所述选择输入接口输入外部给定选择信号。

5.根据权利要求2所述的信号切换装置，其特征在于，所述信号输出结构包括控制设备，且所述主控连接接口与所述控制设备连接。

6.根据权利要求5所述的信号切换装置，其特征在于，所述主控连接接口与所述控制设备通过RS485总线或Ethernet总线连接。

7.根据权利要求1所述的信号切换装置，其特征在于，所述处理器与所述主控连接接口通过RS485总线或Ethernet总线连接。

8.一种控制系统，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的信号切换装置。

9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：第一模拟传感器和第二模拟传感器；

所述第一模拟传感器与所述第一输入接口连接；所述第二模拟传感器与所述第二输入接口连接。

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