用于对调节装置进行控制的控制装置及调节系统的制作方法

1.本实用新型一般地涉及控制领域。更具体地，本实用新型涉及一种用于对调节装置进行控制的控制装置及调节系统。


背景技术：

2.目前的控制装置为了实现冗余控制，通常会通过多条通信线路与被控设备进行连接。控制装置可通过该多条通信线路中的任何一条向被控设备发送控制信号或者接收被控设备的反馈信号。
3.当前每条通信线路都通过一个控制系统进行控制，在该种情况下，当控制系统发生故障时，其对应的通信线路将无法正常工作，从而导致了系统可靠性的降低。另外，多个控制系统的使用也导致了系统成本的提高。


技术实现要素：

4.至少针对上述背景技术中的缺陷，本实用新型提供一种用于对调节装置进行控制的控制装置及调节系统。
5.在第一方面中，本实用新型提供一种用于对调节装置进行控制的控制装置，包括：操作界面，其包括第一操作界面和第二操作界面，其中所述第一操作界面配置用于至少接收第一类操作指令并且第二操作界面配置用于至少接收第二类操作指令；通信接口，其包括第一通信接口和第二通信接口，其中第一通信接口配置用于与调节装置的第一通信接口连接，以便在操作中建立与所述调节装置的主用通信线路，所述第二通信接口配置用于与所述调节装置的第二通信接口连接，以便在操作中建立与所述调节装置的备用通信线路；以及线路控制单元，其用于建立所述操作界面与所述通信接口之间的多条控制线路，并且配置用于在操作中根据所述第一类操作指令或第二类操作指令来从所述多条控制线路中选择一条控制线路，以便经由所选择的控制线路与所述主用通信线路或备用通信线路的连接来对所述调节装置进行控制。
6.在一个实施例中，所述第一操作界面包括触摸显示屏并且所述第一类操作指令由用户触摸所述触摸显示屏来输入，所述第二操作界面包括按钮操作界面并且所述第二类操作指令由用户按压所述按钮操作界面上的按钮来输入。
7.在一个实施例中，所述第一通信接口为总线接口、io接口或无线信号接口，所述第二通信接口为总线接口、io接口或无线信号接口。
8.在一个实施例中，所述线路控制单元包括可编程逻辑控制器和输入切换电路，其中所述可编程逻辑控制器分别连接所述第一操作界面、所述第一通信接口和所述第二通信接口，其用于建立所述第一操作界面和所述第一通信接口之间的控制线路或建立所述第一操作界面和所述第二通信接口之间的控制线路，并用于在操作中根据所述第一类操作指令来从建立的控制线路中选择一条控制线路；以及所述输入切换电路分别连接所述第二操作界面、所述可编程逻辑控制器和所述第二通信接口，其用于建立所述第二操作界面和所述
第一通信接口之间的控制线路或建立所述第二操作界面和所述第二通信接口之间的控制线路，并用于在操作中根据所述第二类操作指令来从建立的控制线路中选择一条控制线路。
9.在一个实施例中，所述输入切换电路包括切换控制子电路以及分别与所述切换控制子电路连接的第一对接线端和第二对接线端，所述切换控制子电路连接所述第二操作界面，所述第一对接线端连接在所述第二操作界面和所述可编程逻辑控制器的连接线路上，以建立所述第二操作界面和所述第一通信接口之间的控制线路，并且所述第二对接线端连接在所述第二操作界面和所述第二通信接口的连接线路上，以建立所述第二操作界面和所述第二通信接口之间的控制线路，其中所述切换控制子电路用于在操作中根据所述第二类操作指令控制所述第一对接线端或第二对接线端连接，以实现对所述第二操作界面和所述第一通信接口之间的控制线路或所述第二操作界面和所述第二通信接口之间的控制线路的选择。
10.在一个实施例中，所述线路控制单元还用于通过所述主用通信线路或备用通信线路从所述调节装置处接收所述调节装置的状态数据，并将所述调节装置的状态数据发送至所述操作界面以进行显示。
11.在一个实施例中，所述控制装置还包括第一信号转换电路和第二信号转换电路，其中所述第一信号转换电路与所述第一通信接口连接，其用于将从所述第一通信接口处接收到的调节装置的控制信号转换为光信号并将所述光信号通过所述主用通信线路发送至所述调节装置；以及所述第二信号转换电路与所述第二通信接口接口连接，其用于将从所述第二通信接口处接收到的调节装置的控制信号转换为光信号并将所述光信号通过所述备用通信线路发送至所述调节装置。
12.在第二方面中，本实用新型还提供一种调节系统，包括：根据上述用于对调节装置进行控制的控制装置以及调节装置，其中所述调节装置包括：第一通信接口，其配置用于分别与所述控制装置的第一通信接口和所述调节装置的主控器连接，用于在操作中建立与所述控制装置的主用通信线路，以通过所述主用通信线路从所述控制装置处接收调节装置的控制信号并发送至所述主控器；第二通信接口，其配置用于分别与所述控制装置的第二通信接口和所述主控器连接，用于在操作中建立与所述控制装置的备用通信线路，以通过所述备用通信线路从所述控制装置处接收调节装置的控制信号并发送至所述主控器；以及所述主控器，其还配置用于与所述调节装置的执行部件连接，并且用于根据所述调节装置的控制信号向所述执行部件发送控制指令以使其执行相应动作。
13.在一个实施例中，所述调节装置还包括：第三信号转换电路，其配置用于分别与所述控制装置的第一信号转换电路和所述调节装置的第一通信接口连接，并且用于将从所述第一信号转换电路处接收到的光信号转换为控制信号并发送至所述调节装置的第一通信接口；以及第四信号转换电路，其配置用于分别与所述控制装置的第二信号转换电路和所述调节装置的第二通信接口连接，并且用于将从所述第二信号转换电路处接收到的光信号转换为控制信号并发送至所述调节装置的第二通信接口。
14.在一个实施例中，所述调节装置包括变频调速一体机、流量调节装置或位置调节装置。
15.基于上述关于本实用新型方案的描述可知，本实用新型实施例所述的用于对调节
装置进行控制的控制装置仅利用一个线路控制单元便可建立用于对调节装置进行控制的多条控制线路，从而可在该多条控制线路中的任何一条发生故障时，采用其他控制线路和与其连接的通信线路来对调节装置进行控制，因此其控制的可靠性较高。另外，由于控制装置仅使用一个线路控制单元便可实现上述多条控制线路的切换，因此其成本较低。
附图说明
16.通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
17.图1是示出根据本实用新型实施例的用于对调节装置进行控制的控制装置的原理框图；
18.图2是示出根据本实用新型实施例的一种控制线路的示意图；
19.图3是示出根据本实用新型实施例的用于对调节装置进行控制的控制装置的另一种原理框图；
20.图4是示出根据本实用新型实施例的用于对调节装置进行控制的控制装置的另一种原理框图；
21.图5是示出根据本实用新型实施例的调节系统的原理框图；
22.图6是示出根据本实用新型实施例的调节系统的另一种原理框图。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图来详细描述本实用新型的具体实施方式。
24.图1是示出根据本实用新型实施例的用于对调节装置进行控制的控制装置100的原理框图。
25.如图1中所示，本实用新型的控制装置100可以包括操作界面、通信接口和线路控制单元105。为了实现信号的冗余输入，其中操作界面可以包括两个，如图1中所示的第一操作界面101和第二操作界面102。其中第一操作界面101配置用于至少接收第一类操作指令并且第二操作界面102配置用于至少接收第二类操作指令。两个操作界面可以使控制装置100具有多个信号输入端口，从而可以根据需要选择使用其中的一个进行信号输入，进而保证信号的可靠输入。
26.在一个具体实施场景中，第一操作界面101可以包括触摸显示屏。触摸显示屏具有体积小以及操作灵敏等特点，因此利用其作为操作界面可减小控制装置100的体积，并且可以实现操作指令的快速输入。在该种情况下，第一类操作指令可以由用户触摸该触摸显示屏来输入。例如，用户可以通过触摸该触摸显示屏上的虚拟按钮来输入对应的操作指令。
27.为了适应不同使用场合等的需求，上述第二操作界面102可采用与第一操作界面101不同的操作界面，例如可为按钮操作界面。按钮输入不易受外界环境的影响，从而可适
用于多种场合使用(例如低温场合)。此时，第二类操作指令可以由用户按压按钮操作界面上的按钮来输入。
28.上述仅示例性地列举了两种不同的操作界面，本领域技术人员还可以根据控制装置100的使用场合等具体条件来选择其他类型的操作界面，此处不再赘述。
29.上文中描述了控制装置100的冗余输入(两个操作界面)的情况，为了实现控制装置100的冗余控制，控制装置100的通信接口也可以包括两个，例如图1中所示的第一通信接口103和第二通信接口104。其中第一通信接口103配置用于与调节装置的第一通信接口连接，以便在操作中建立与调节装置的主用通信线路。第二通信接口104配置用于与调节装置的第二通信接口连接，以便在操作中建立与调节装置的备用通信线路。控制装置100可通过主用通信线路或备用通信线路向调节装置传输控制信号，从而可实现信号的可靠传输。
30.在一个实施例中，可根据调节系统(控制装置100和调节装置组成的系统，将在后面详细描述)使用场合的工况以及可靠性要求来具体设置第一通信接口103和第二通信接口104的接口类型。例如，当调节系统应用于工况良好(如电磁干扰小)且空间较小的场合中时，可设置第一通信接口103和第二通信接口104为总线接口。控制装置100可利用该总线接口和调节装置之间进行总线信号传输，从而实现信号的快速传输。所述总线接口可以例如为控制器局域网络(controller area network,“can”)总线接口、以太网(profinet)总线接口或程序总线网络(profibus)总线接口等。当调节系统应用于工况恶劣(如电磁干扰大)且可靠性要求高的场合(如井场、钢厂或矿场)中时，则可设置第一通信接口103和第二通信接口104为io接口，从而可利用其和调节装置之间进行d/a信号传输。该种传输方式可实现远距离的信号传输，并可保证信号传输的稳定性。
31.另外，还可根据使用场合中是否适于布线来设置第一通信接口103和第二通信接口104为有线传输接口(例如上述的总线接口或io接口)或无线传输接口，所述无线传输接口可以例如为wifi接口或蓝牙接口等。进一步，为满足不同场合的需求，还可将第一通信接口103和第二通信接口104设置为不同的接口类型，例如设置第一通信接口103为总线接口，而设置第二通信接口104为io接口，从而可根据调节系统的具体使用场合来选择对应的通信线路进行信号传输。
32.在确定上述操作界面和通信接口后，线路控制单元105可用于建立该操作界面与通信接口之间的多条控制线路。例如，线路控制单元105可建立如图2中所示的四条控制线路。由图2可以看出，该四条控制线路分别包括第一操作界面101与第一通信接口103之间的第一控制线路l1，第一操作界面101与第二通信接口104之间的第二控制线路l2，第二操作界面102与第一通信接口103之间的第三控制线路l3以及第二操作界面102与第二通信接口104之间的第四控制线路l4。第一控制线路l1和第三控制线路l3分别和第一通信接口103连接，从而用于实现主用通信线路的信号传输。第二控制线路l2和第四控制线路l4分别和第二通信接口104连接，从而用于实现备用通信线路的信号传输。
33.在建立控制线路后，线路控制单元105可在操作中根据第一类操作指令或第二类操作指令来从多条控制线路中选择一条控制线路，以便经由所选择的控制线路与上述主用通信线路或备用通信线路的连接来对调节装置进行控制。例如，对于线路控制单元105中包括上述四条控制线路的情况，其可根据第一类操作指令中的第一选择指令来选择第一控制线路l1，或根据第一类操作指令中的第二选择指令来选择第二控制线路l2。进一步，线路控
制单元105还可根据第二类操作指令中的第一选择指令来选择第三控制线路l3，或根据第二类操作指令中的第二选择指令来选择第四控制线路l4，从而实现对应通信线路的信号传输。
34.由上述描述可见，本实用新型实施例的控制装置100仅利用一个线路控制单元105便可建立用于对调节装置进行控制的多条控制线路，从而可在该多条控制线路中的任何一条发生故障时，采用其他控制线路和与其连接的通信线路来对调节装置进行控制，因此其控制的可靠性较高。另外，由于仅使用一个线路控制单元105便可实现上述多条控制线路的切换，因此其成本较低。
35.上述线路控制单元105可通过多种控制电路或控制电路的组合来实现，例如，可通过图3中所示的可编程逻辑控制器1051和输入切换电路1052来实现。由图3可以看出，可编程逻辑控制器1051分别连接第一操作界面101、第一通信接口103和第二通信接口104，可用于建立第一操作界面101和第一通信接口103之间的控制线路(例如上述第一控制线路l1)，或建立第一操作界面101和第二通信接口104之间的控制线路(例如上述第二控制线路l2)，并用于在操作中根据第一类操作指令来从建立的控制线路中选择一条控制线路。由于可编程逻辑控制器1051可靠性较高，因此可利用其实现可靠的线路选择或切换。另外，可编程逻辑控制器1051还可将接收到的控制信号进行类型转化(如将d/a信号转化为总线信号)，以满足对应通信线路的传输需求。
36.基于上述可编程逻辑控制器1051所建立的控制线路，输入切换电路1052也可借助该可编程逻辑控制器1051来建立第二操作界面102和第一通信接口103之间的控制线路(例如上述第三控制线路l3)。由于该控制线路是借助其他控制线路中的电气元件所建立，因此可减小控制装置100的体积，并且节省成本。输入切换电路1052还可将第二操作界面102和第二通信接口104连接以建立第二操作界面102和第二通信接口104之间的控制线路(例如上述第四控制线路l4)。由于该控制线路仅使用了少量的电气元件建立，因此可简化电路结构，从而节省成本。进一步，还可减少由于元件故障导致的线路故障，从而可保证信号的可靠传输。在建立上述控制线路后，输入切换电路1052可在操作中根据第二类操作指令来从建立的控制线路中选择一条控制线路。
37.在一个实施例中，上述输入切换电路1052可以通过集成电路来实现。例如，可通过切换控制子电路以及分别与该切换控制子电路连接的第一对接线端和第二对接线端来实现。具体来说，切换控制子电路连接第二操作界面102，第一对接线端连接在第二操作界面102和可编程逻辑控制器1051的连接线路上，以建立第二操作界面102和第一通信接口103之间的控制线路，而第二对接线端连接在第二操作界面102和第二通信接口104的连接线路上，以建立第二操作界面102和第二通信接口104之间的控制线路。切换控制子电路可用于在操作中根据该第二类操作指令控制第一对接线端或第二对接线端连接，以实现对第二操作界面102和第一通信接口103之间的控制线路或第二操作界面102和第二通信接口104之间的控制线路的选择。
38.可以理解的是，为了实现对控制线路的唯一选择，上述两对接线端在同一时刻的连接状态应是相反的。例如，当其中一对接线端为连接状态时，则另一对接线端为断开状态，反之亦然。鉴于此，本实用新型提出利用具有联动功能的电子器件来实现控制线路的选择，该电子器件例如可以是单刀双掷继电器。
39.由上述描述可知，本实施例的输入切换电路1052中的每对接线端分别控制一条控制线路，因此可以防止误操作导致的控制线路选择错误，从而可实现控制线路的正确选择和信号的可靠传输。
40.上述线路控制单元105除可对调节装置进行控制外，还可用于通过上述主用通信线路或备用通信线路从调节装置处接收该调节装置的状态数据，并将该调节装置的状态数据发送至操作界面以进行显示。该种方式可使操作者可以实时了解调节装置的运行情况，以便在其出现故障时进行及时处理。
41.上文中已经描述了可以通过第一通信接口103或第二通信接口104的接口类型的设置来满足的相应的信号传输需求(例如远距离的稳定传输)。为了进一步增加信号的传输距离并使其传输更加稳定，在一个实施例中，还可将控制信号转换为光信号来进行传输。如图4中所示，控制装置100可以包括第一信号转换电路106和第二信号转换电路107，其中第一信号转换电路106与第一通信接口103连接，用于将从第一通信接口103处接收到的调节装置的控制信号转换为光信号并将该光信号通过前述主用通信线路发送至调节装置。第二信号转换电路107与第二通信接口104接口连接，用于将从该第二通信接口104处接收到的调节装置的控制信号转换为光信号并将该光信号通过前述备用通信线路发送至调节装置。
42.通过将控制信号转换为光信号可以进一步增加信号的传输距离(可从几百米增加到20
‑
25km)，并且可使其在例如井场、钢厂或矿场等工况恶劣的场合更加稳定的传输，从而可满足其高可靠性的传输要求。另外，第一信号转换电路106和第二信号转换电路107可根据第一通信接口103和第二通信接口104的具体类型来采用对应的集线器来实现。例如，当第一通信接口103为总线接口时，第一信号转换电路106可采用总线转光纤集线器，当第二通信接口104为io接口时，第二信号转换电路107可采用d/a转光纤集线器。
43.上述调节装置的控制信号可以由第一操作界面101或第二操作界面102处获取。例如当第一操作界面101为触摸显示屏时，可通过触摸该触摸显示屏上的虚拟按钮来实现对应控制信号的输入。调节装置的控制信号可包括上电信号、启动信号、停止信号、急停信号或调节信号(如调速信号)等，此处不再一一列举。
44.图5是示出根据本实用新型实施例的调节系统300的原理框图。
45.如图5中所示，本实用新型实施例的调节系统300可以包括上述用于对调节装置进行控制的控制装置100以及调节装置200。其中调节装置200可以包括第一通信接口201、第二通信接口202、主控器203和执行部件204。第一通信接口201配置用于分别与上述控制装置100的第一通信接口103和主控器203连接，从而可在操作中建立与上述控制装置100的主用通信线路301，进而可以通过该主用通信线路301从控制装置100处接收调节装置200的控制信号并发送至主控器203。第二通信接口202配置用于分别与上述控制装置100的第二通信接口104和主控器203连接，从而可以在操作中建立与控制装置100的备用通信线路302，进而可以通过该备用通信线路302从控制装置100处接收调节装置200的控制信号并发送至主控器203。
46.调节装置200的第一通信接口201和第二通信接口202的接口类型应与上述控制装置100的对应接口类型适配，以便进行信号传输。例如，当控制装置100的第一通信接口103为总线接口时，该调节装置200的第一通信接口201也可为总线接口，当控制装置100的第二通信接口104为io接口时，调节装置200的第二通信接口202也可为io接口。
47.上述主控器203还配置用于与调节装置200的执行部件204连接，在其接收到调节装置200的控制信号后，可根据该控制信号向执行部件204发送控制指令以使其执行相应动作。例如，主控器203在接收到调节装置200的启动信号后，可以向执行部件204发送启动指令以使其启动。
48.根据前文描述可知，在本实用新型实施例的调节系统300中，控制装置100仅利用一个线路控制单元105便可建立用于对调节装置进行控制的多条控制线路，从而可在该多条控制线路中的任何一条发生故障时，采用其他控制线路和与其连接的通信线路来对调节装置200进行控制，因此其控制的可靠性较高。另外，由于控制装置100仅使用一个线路控制单元105便可实现上述多条控制线路的切换，因此其成本较低。综上，基于该控制装置100的调节系统300具有低成本且高可靠性的优势。
49.为了满足控制装置100和调节装置200之间远距离及高可靠性的传输需求，控制装置100和调节装置200之间可通过光纤进行信号传输。基于此，调节装置200可以包括如图6中所示的第三信号转换电路205和第四信号转换电路206。其中第三信号转换电路205配置用于分别与控制装置100的第一信号转换电路106和调节装置200的第一通信接口201连接，并且用于将从第一信号转换电路106处接收到的光信号转换为控制信号并发送至调节装置200的第一通信接口201。第四信号转换电路206配置用于分别与控制装置100的第二信号转换电路107和调节装置200的第二通信接口202连接，并且用于将从第二信号转换电路107处接收到的光信号转换为控制信号并发送至调节装置200的第二通信接口202。利用光纤传输信号可以大幅增加信号的传输距离(可从几百米增加到20
‑
25km)并提高其传输稳定性，因此可使调节系统300适用于例如井场、钢厂或矿场等工况恶劣且可靠性要求高的场合。
50.上述控制装置100可用于对各种类型的调节装置200进行控制，例如变频调速一体机、流量调节装置或位置调节装置等，此处不再一一赘述。
51.在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
52.根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”、“中心”、“纵向”、“横向”、“顺时针”或“逆时针”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本实用新型的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本实用新型方案的限制。
53.另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体
的限定。
54.虽然本说明书已经示出和描述了本实用新型的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用对本文所描述的本实用新型实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的模块组成、等同或替代方案。