CN218415819U - 一种具有安全功能的直流电源供电管理模块与系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种具有安全功能的直流电源供电管理模块与系统。直流电源供电管理模块包括：第一逻辑单元、第二逻辑单元、第一开关控制回路、第二开关控制回路。第一逻辑单元与第二逻辑单元通过状态监控IO连接。第一开关控制回路同时与第一逻辑单元和第二逻辑单元连接并受它们控制。第二开关控制回路与第一逻辑单元连接，且受第一逻辑单元控制。直流电源供电管理系统包括：上述直流电源供电管理模块以及与之连接的上位机。本实用新型提供的具有安全功能的直流电源供电管理系统采用标准的CAT.3安全架构，性能等级高、诊断覆盖率高，使得产品稳定性好，故障不易累积，极大的提高了设备的安全性和可靠性。

Description

一种具有安全功能的直流电源供电管理模块与系统

技术领域

本实用新型涉及一种直流电源管理系统，尤其是一种具有安全功能的直流电源供电管理模块与直流电源供电管理系统，属于电源管理技术领域。

背景技术

现代工业自动化程度越来越高，对于设备的安全性和自我诊断能力要求也越来越高，相应的供电管理技术要求也越来越严格。大部分机械自动化设备的供电管理或没有采用双回路冗余设计，缺乏安全性能；或没有足够的自我诊断能力，较容易出现故障累积，导致功能丧失；或智能化程度不够，在集成度高、远程控制要求高的情况下显现出功能限制，对设备的推广和应用造成影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种具有安全功能的直流电源供电管理系统。具体技术方案如下：

本实用新型的第一方面，提供了一种具有安全功能的直流电源供电管理模块，包括：第一逻辑单元、第二逻辑单元、第一开关控制回路、第二开关控制回路；

第一逻辑单元与第二逻辑单元通过状态监控IO连接；

第一开关控制回路同时与第一逻辑单元和第二逻辑单元连接并受它们控制；

第二开关控制回路与第一逻辑单元连接，且受第一逻辑单元控制。

在一些实施例中，第一逻辑单元与第二逻辑单元不失电。

在一些实施例中，第一开关控制回路用于连接并控制被控主电源，第二开关控制回路用于连接并控制其他被控电源。

在一些实施例中，第一开关控制回路符合ISO13849中规定的CAT.3安全架构。

本实用新型的第二方面，提供了一种具有安全功能的直流电源供电管理系统，包括：

电源管理模块，其采用上述具有安全功能的直流电源供电管理模块；

上位机，其与电源管理模块连接；

电源管理模块和上位机中都驻留有电源管理程序。

在一些实施例中，上位机同时与第一逻辑单元及第二逻辑单元连接。

在一些实施例中，上位机通过RS485通讯对电源管理模块进行远程控制。

在一些实施例中，电源管理模块被配置为：能够接入包括开关按钮与外部IO的双输入安全控制信号。

在一些实施例中，上位机被配置为：能够接收LAN、RS232或RS485信号。

在一些实施例中，上位机和电源管理模块安装在同一个机箱内。

本实用新型提供的具有安全功能的直流电源供电管理系统采用标准的CAT.3安全架构，性能等级高，诊断覆盖率高，使得产品稳定性好，故障不易累积，极大的提高了设备的安全性和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的具有安全功能的直流电源供电管理系统的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本专利的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利的目的、特征和效果。

除非另作定义，本专利的权利要求书和说明书中所使用的技术术语或者科学术语应当为本专利所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书以及权利要求书中所使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。在本专利的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。“包括”或者“具有”等类似的词语意指出现在“包括”或者“具有”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“具有”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。

本实施例提供的具有安全功能的直流电源供电管理系统如图1所示。具有安全功能的直流电源供电管理系统包括电源管理模块100、上位机200，以及分别驻留在上位机200和电源管理模块100里的电源管理程序。优选的，上位机200和电源管理模块100均安装在同一个机箱内，使系统的整体结构紧凑。优选的，上位机200通过RS485通信接口与电源管理模块100进行通讯，RS485通讯接口符合IEC61784-3工业通信总线安全规范。

电源管理模块100上有2块独立核心处理单元，即图1所示的逻辑单元111和逻辑单元112。逻辑单元111和逻辑单元112分别建立独立的控制回路，用来分别处理来自同一信号源的双通道信号，并根据相同逻辑做出输出响应。输出响应结果又经过监测系统反馈回各自的核心处理单元，以确保处理结果的完成情况。2个独立的信号处理回路之间通过IO信号相互监测各自的输入输出状态，发现故障即刻上报给上位机200。

电源管理模块100的核心部件不失电，通过接在电源管理模块100的外部开关信号启动供电系统。上位机200在供电系统启动后得电，自启动驻留在上位机200内的电源管理程序，实施其规定的既定供电策略控制电源管理模块100。上位机200通过RS485对接入该系统中的多路被控电源进行管理，实现对接入供电管理模块100的被控主电源121、其它被控电源122与123进行通/断电控制、监测、显示等。

电源管理系统将接入的被控电源分为主被控电源和其它被控电源两类。对被控主电源121的开关控制回路符合ISO13849中规定的CAT.3安全架构，确保用电设备供电的安全可靠性。对其它被控电源，如被控电源122和被控电源123的开关控制回路符合ISO13849中规定的CAT.2安全架构，对接入的用电设备的供电风险也控制在合理的范围内。

直流电源供电管理系统在启动后，可通过CAN\LAN等多种手段来远程监控、控制该系统中各个被控电源的通断，大大的提高了系统的集成性能和自动化程度。

上述具有安全功能的直流电源供电管理系统具有以下特点：

(1)安全性高，可靠性好。这种具有安全功能的直流电源供电管理系统，对被控主电源的供电通道采用CAT.3双冗余安全架构设计，使得任何这些部件中的单一故障都不会造成功能丧失，极大地提高了供电安全可靠。

(2)诊断覆盖率高，合理的故障极易被检出，不易造成故障累积。系统的设计不管是对主被控电源的CAT.3架构，还是其它被控电源的CAT.2架构，每个通道均有大量的诊断、监控、交叉监控措施，使得被控回路的输入输出均经过验证，一旦哪个器件有故障，均会有极大概率被检出，确保了电路的无故障运行，提高了系统的可靠性。

(3)智能化程度高，控制方式灵活多样。不管是系统启动，还是启动后的各被控电源的管理、状态监控等，均可以在上位机通过配套的供电控制程序，精确掌握当前供电系统工作状态、工作电压、工作电流，支持错误代码、电源供电状态、电源故障报警等的查询。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有安全功能的直流电源供电管理模块，其特征在于，包括：第一逻辑单元、第二逻辑单元、第一开关控制回路、第二开关控制回路；

所述第一逻辑单元与所述第二逻辑单元通过状态监控IO连接；

所述第一开关控制回路同时与所述第一逻辑单元和第二逻辑单元连接并受它们控制；

所述第二开关控制回路与所述第一逻辑单元连接，且受所述第一逻辑单元控制。

2.根据权利要求1所述的一种具有安全功能的直流电源供电管理模块，其特征在于，所述第一逻辑单元与所述第二逻辑单元不失电。

3.根据权利要求1所述的一种具有安全功能的直流电源供电管理模块，其特征在于，所述第一开关控制回路用于连接并控制被控主电源，所述第二开关控制回路用于连接并控制其他被控电源。

4.根据权利要求1所述的一种具有安全功能的直流电源供电管理模块，其特征在于，所述第一开关控制回路符合ISO13849中规定的CAT.3安全架构。

5.一种具有安全功能的直流电源供电管理系统，包括：

电源管理模块，其采用如权利要求1所述的直流电源供电管理模块；

上位机，其与所述电源管理模块连接；

所述电源管理模块和所述上位机中都驻留有电源管理程序。

6.根据权利要求5所述的具有安全功能的直流电源供电管理系统，其特征在于，所述上位机同时与所述第一逻辑单元及所述第二逻辑单元连接。

7.根据权利要求5所述的具有安全功能的直流电源供电管理系统，其特征在于，所述上位机通过RS485通讯对所述电源管理模块进行远程控制。

8.根据权利要求5所述的具有安全功能的直流电源供电管理系统，其特征在于，所述电源管理模块被配置为：能够接入包括开关按钮与外部IO的双输入安全控制信号。

9.根据权利要求5所述的具有安全功能的直流电源供电管理系统，其特征在于，所述上位机被配置为：能够接收LAN、RS232或RS485信号。

10.根据权利要求5所述的具有安全功能的直流电源供电管理系统，其特征在于，所述上位机和所述电源管理模块安装在同一个机箱内。

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