[發(fā)明專利]一種安全性獨立主備切換設備及方法

在審

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• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN107942646A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設計）人: 張彬;李常輝;方圓;張輝;陳亮;潘雷
• 申請（專利權(quán)）人: 卡斯柯信號有限公司
• 主分類號: G05B9/03
• 分類號: G05B9/03
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司31225
• 代理人: 應小波

1.一種安全性獨立主備切換設備，分別與外部子系統(tǒng)A和外部子系統(tǒng)B連接，用于實現(xiàn)外部子系統(tǒng)A和外部子系統(tǒng)B的主備切換，所述的切換設備包括機籠、單片機板卡S1、單片機板卡S2、繼電器J1、繼電器J2、S1電源和S2電源，所述的繼電器J1和J2安裝到機籠內(nèi)部的背板上，所述單片機板卡S1和S2安裝于機籠內(nèi)部并分別連接繼電器J1和J2，所述單片機板卡S1和S2分別連接外部子系統(tǒng)A和外部子系統(tǒng)B，所述的S1電源和S2電源分別連接單片機板卡S1和S2；其特征在于，所述的繼電器J1和J2為安全互斥繼電器，所述的單片機板卡S1采集繼電器J1的狀態(tài)并發(fā)送給外部子系統(tǒng)A，所述的單片機板卡S2采集繼電器J2的狀態(tài)并發(fā)送給外部子系統(tǒng)B，所述的外部子系統(tǒng)A和外部子系統(tǒng)B得到的互斥的判決結(jié)果，從而避免出現(xiàn)判決出雙主情況。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全性獨立主備切換設備，其特征在于，所述的S1電源和S2電源均為220VAC輸入電源。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全性獨立主備切換設備，其特征在于，所述的繼電器J1和J2達到安全互斥的連接方式為：所述的單片機板卡S1對繼電器J1吸起的電信號接收端通過繼電器J2的一個常閉觸點連接到繼電器J1的勵磁端，所述的單片機板卡S2對繼電器J2吸起的電信號接收端通過繼電器J1的一個常閉觸點連接到繼電器J2的勵磁端，所述的單片機板卡S1的FLASH的DR0地址位連接到繼電器J1的常閉觸點，所述的單片機板卡S1的FLASH的DR1地址位連接到繼電器J1的常開觸點，所述的單片機板卡S2的FLASH的DR0地址位連接到繼電器J2的常閉觸點，所述的單片機板卡S2的FLASH的DR1地址位連接到繼電器J2的常開觸點。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種安全性獨立主備切換設備，其特征在于，所述的繼電器J1和J2均為固有安全-故障型繼電器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全性獨立主備切換設備，其特征在于，所述的主備切換設備還包括切換開關，所述的切換開關設于設備的前面板上，所述的切換開關分別連接單片機板卡S1和單片機板卡S2，所述的切換開關包括三種檔位：自動判決狀態(tài)檔位、強制外部子系統(tǒng)A做主狀態(tài)檔位和強制外部子系統(tǒng)B做主狀態(tài)檔位。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全性獨立主備切換設備，其特征在于，所述的單片機板卡S1和單片機板卡S2發(fā)給外部子系統(tǒng)A和外部子系統(tǒng)B的判決消息是根據(jù)繼電器J1和J2狀態(tài)采集到的預存NISAL碼字。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全性獨立主備切換設備，其特征在于，從所述的切換設備收到外部子系統(tǒng)A和外部子系統(tǒng)B的輸入消息到發(fā)判決輸出消息給外部子系統(tǒng)A和外部子系統(tǒng)B的時間間隔為150ms。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全性獨立主備切換設備，其特征在于，所述的單片機板卡S1和單片機板卡S2分別包括四個CAN接口和四個RS422接口，所述的單片機板卡S1和單片機板卡S2選擇CAN接口或RS422接口與外部通信，所述的每種通信方式都有兩路通道，所述的兩路通道傳輸同樣的數(shù)據(jù)，即使一路故障另一路仍能夠使用。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種安全性獨立主備切換設備，其特征在于，8個接口包含在設備后部的4個DB9接口中，所述的每個DB9接口包括1路CAN接口和1路RS422接口。

10.一種采用權(quán)利要求1-9所述的安全性獨立主備切換設備的方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1).當切換開關置于自動判決狀態(tài)檔位時：

(11)：外部子系統(tǒng)A和外部子系統(tǒng)B將請求信息發(fā)送至單片機板卡S1和單片機板卡S2，單片機板卡S1和單片機板卡S2內(nèi)的輸入管理模塊F1接收請求信息；

(12)：輸入管理模塊F1將外部請求發(fā)送給主備切換模塊F3，若輸入管理模塊F1沒有收到外部請求則將寬恕時間發(fā)送給F3，若后續(xù)一直沒有收到新的外部請求，則寬恕時間會不斷累加并發(fā)送給主備切換模塊F3，若有收到新的外部請求，則寬恕時間清零；

(13)：主備切換模塊F3根據(jù)輸入管理模塊F1傳來的申請發(fā)送控制繼電器動作的命令，收到做主請求則控制吸起繼電器、收到釋放請求則控制釋放繼電器，若收到寬恕時間并判斷大于閾值，則控制釋放繼電器，同時主備切換模塊F3將收到的切換開關檔位信息發(fā)送給輸出管理模塊F5。

(14)：繼電器J1和繼電器J2根據(jù)主備切換模塊F3的控制命令進行動作；

(15)：狀態(tài)采集模塊F2通過繼電器J1和繼電器J2設置的FLASH地址位進行尋址，并采集FLASH內(nèi)代表做主或做備的NISAL碼字發(fā)送給輸出管理模塊F5。

(16)：輸出管理模塊F5從狀態(tài)采集模塊F2收到的NISAL碼字以及從主備切換模塊F3收到的檔位信息一并發(fā)送給外部子系統(tǒng)A和外部子系統(tǒng)B；

(17)：外部子系統(tǒng)A和外部子系統(tǒng)B根據(jù)收到的判決結(jié)果來設置自身的主備狀態(tài)；

(2).當切換開關置于強制外部子系統(tǒng)A做主狀態(tài)檔位時：

設備工作流程和自動判決時一樣，但在步驟(13)時主備控制模塊F3忽略外部請求和寬恕時間，單片機板卡S1直接控制繼電器J1吸起、單片機板卡S2直接控制繼電器J2釋放；

(3).當切換開關置于強制外部子系統(tǒng)B做主狀態(tài)檔位時：

工作流程和自動判決時一樣，但在步驟(13)時主備控制模塊F3忽略外部請求和寬恕時間，單片機板卡S1直接控制繼電器J1釋放、單片機板卡S2直接控制繼電器J2吸起。