一种基于冗余切换的整流装置对装置并联控制方法与流程

本发明涉及整流控制技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于冗余切换的整流装置对装置并联控制方法。

背景技术：

整流是将输入交流转换为输出直流的装置，用于向后端逆变器提供电源，根据装置所采用的功率管，分为二极管整流、晶闸管整流和igbt整流，有些装置的能量是单向流动的，有些装置的能量是双向流动的，即可以反馈的。

实际工程应用时，由于整流装置单台容量不足，有时候还需要将能量反馈电网，经常需要将这些不同类型的整流装置并联使用，以达到扩容和节能的目标。

多台整流装置并联时，通常采用装置与装置通讯，将其中一台装置作为主机，其它装置作为从机，主机周期性发送信息给从机，并周期性读取各台从机的状态，从机接收到主机发送的命令后执行相应的动作并反馈状态给主机。

传统的装置与装置并联，严重依赖主机通讯的稳定性，当主机通讯出现故障，其他从机无法接收到主机发送的命令，将会导致整个电源系统的崩溃。

发明新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种基于冗余切换的整流装置对装置并联控制方法，通过设置整流单元、通讯单元和通讯检测单元，如果某台控制器出现故障，该整流器从并联系统中撤除，当主控制器通讯出现故障时，从控制器主动对外发送命令字，同时接受其他整流器的状态信息，故障的主控制器临时退出主机状态，以从机的身份参与并联输出，当主控制器恢复正常后，向从控制器发送状态数据，数据包含有地址信息，从控制器检测到主控制器发送过来的信息后，此时从控制器退出临时主机状态，恢复从机状态运行，与现有技术相比，采用冗余切换机制保证了整个电源系统的稳定性，采用本发明后，整流装置并联稳定性明显提升，系统不再过分依赖主机的稳定性，即使主控制器通讯出现短暂的中断，提升整个电源系统的输出稳定性，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于冗余切换的整流装置对装置并联控制系统，包括控制中心，所述控制中心连接端设有整流单元、通讯单元和通讯检测单元，所述控制中心包括可编程plc，所述整流单元包括第一控制器、第二控制器、第三控制器、第四控制器、主控制器、从控制器、第一整流器、第二整流器、第三整流器、第四整流器、第五整流器、第六整流器、第一rs-接口、第二rs-接口、第三rs-接口、第四rs-接口、第五rs-接口和第六rs-接口，所述通讯检测单元包括通讯测试仪；

所述控制中心用于通过可编程plc进行控制切换，在通讯发生异常时，将主控制器与从控制器进行切换和控制，同时将故障的设备从系统中撤除；

所述整流单元用于给第一控制器、第二控制器、第三控制器、第四控制器、主控制器和从控制器分配地址，当主控制器、从控制器、第一控制器、第二控制器、第三控制器和第四控制器分别控制第一整流器、第二整流器、第三整流器、第四整流器、第五整流器和第六整流器正常工作时，主控制器作为主机周期性对从控制器、第一控制器、第二控制器、第三控制器和第四控制器发送命令字，从控制器、第一控制器、第二控制器、第三控制器和第四控制器作为从机，周期性接收从主控制器发过来的命令字，然后根据命令字内容进行启动或者运行，从控制器、第一控制器、第二控制器、第三控制器和第四控制器将状态信息反馈给主控制器，如果某台控制器出现故障，该整流器从并联系统中撤除，其他整流器与之前一样，维持之前的输出不变；

所述通讯单元用于通过第一rs-接口、第二rs-接口、第三rs-接口、第四rs-接口、第五rs-接口和第六rs-接口将第一控制器、第二控制器、第三控制器、第四控制器、主控制器、从控制器进行通讯连接；

所述通讯检测单元用于通过通讯测试仪对第一rs-接口、第二rs-接口、第三rs-接口、第四rs-接口、第五rs-接口和第六rs-接口的通讯情况进行实时监测。

在一个优选地实施方式中，所述可编程plc连接端设有第一控制器、第二控制器、第三控制器、第四控制器、主控制器、从控制器、第一rs-接口、第二rs-接口、第三rs-接口、第四rs-接口、第五rs-接口、第六rs-接口和通讯测试仪。

在一个优选地实施方式中，所述第一控制器连接端设有第一整流器，所述第二控制器连接端设有第二整流器，所述第三控制器连接端设有第三整流器，所述第四控制器连接设有第四整流器，所述主控制器连接端设有第五整流器，所述从控制器连接端设有第六整流器。

在一个优选地实施方式中，所述通讯测试仪用于对第一控制器、第二控制器、第三控制器、第四控制器、主控制器、从控制器的通信状态进行实时的监测，同时反馈给可编程plc。

在一个优选地实施方式中，所述主控制器用于对第一控制器、第二控制器、第三控制器、第四控制器和从控制器发送命令字，实时监控第一整流器、第二整流器、第三整流器、第四整流器、第五整流器、第六整流器的所有运行状态。

在一个优选地实施方式中，所述从控制器用于当主控制器通讯出现故障时，从控制器如果持续一段时间检测不到主控制器发送的命令后，开始主动对外发送命令字，同时接受其他整流器的状态信息。

还包括一种基于冗余切换的整流装置对装置并联控制系统的使用方法，具体步骤如下：

步骤一、预先在从控制器中设定为从机使用，从控制器的使用情况是在主控制器发生故障或者与其他从机信号失联的情况下使用，首先给第一控制器、第二控制器、第三控制器、第四控制器、主控制器和从控制器分配地址，当主控制器、从控制器、第一控制器、第二控制器、第三控制器和第四控制器分别控制第一整流器、第二整流器、第三整流器、第四整流器、第五整流器和第六整流器正常工作时，主控制器作为主机周期性对从控制器、第一控制器、第二控制器、第三控制器和第四控制器发送命令字，从控制器、第一控制器、第二控制器、第三控制器和第四控制器作为从机，周期性接收从主控制器发过来的命令字，然后根据命令字内容进行启动或者运行，从控制器、第一控制器、第二控制器、第三控制器和第四控制器将状态信息反馈给主控制器；

步骤二、如果某台控制器出现故障，该整流器从并联系统中撤除，其他整流器与之前一样，维持之前的输出不变；

步骤三、当主控制器通讯出现故障时，从控制器如果持续一段时间检测不到主控制器发送的命令后，开始主动对外发送命令字，同时接受其他整流器的状态信息，故障的主控制器临时退出主机状态，以从机的身份参与并联输出；

步骤四、当主控制器恢复正常后，向从控制器发送状态数据，数据包含有地址信息，从控制器检测到主控制器发送过来的信息后，此时从控制器退出临时主机状态，恢复从机状态运行，同时原主机恢复主机运行状态，继续对从机发送命令字，接收其他从机的状态信息；

步骤五、从控制器的发送数据需要根据通讯测试仪检测通讯是否超时进行切换处理，如果工作正常，则按照从控制器给主控制器反馈状态字和电流等信息，如果通讯超时，即规定时间内接受不到主控制器发送的命令，则按照主控制器其它控制器发送命令字。

本发明的技术效果和优点：

通过设置整流单元、通讯单元和通讯检测单元，如果某台控制器出现故障，该整流器从并联系统中撤除，当主控制器通讯出现故障时，从控制器主动对外发送命令字，同时接受其他整流器的状态信息，故障的主控制器临时退出主机状态，以从机的身份参与并联输出，当主控制器恢复正常后，向从控制器发送状态数据，数据包含有地址信息，从控制器检测到主控制器发送过来的信息后，此时从控制器退出临时主机状态，恢复从机状态运行，与现有技术相比，采用冗余切换机制保证了整个电源系统的稳定性，整流装置并联稳定性明显提升，系统不再过分依赖主机的稳定性，即使主控制器通讯出现短暂的中断，提升整个电源系统的输出稳定性。

附图说明

图1为本发明的拓扑图。

图2为本发明的单元示意图。

图3为本发明的系统示意图。

附图标记为：1控制中心、2整流单元、3通讯单元、4通讯检测单元、5可编程plc、6第一控制器、7第二控制器、8第三控制器、9第四控制器、10主控制器、11从控制器、12第一整流器、13第二整流器、14第三整流器、15第四整流器、16第五整流器、17第六整流器、18第一rs-485接口、19第二rs-485接口、20第三rs-485接口、21第四rs-485接口、22第五rs-485接口、23第六rs-485接口、24通讯测试仪。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。

如附图1-3所示的一种基于冗余切换的整流装置对装置并联控制系统，包括控制中心1，所述控制中心1连接端设有整流单元2、通讯单元3和通讯检测单元4，所述控制中心1包括可编程plc5，所述整流单元2包括第一控制器6、第二控制器7、第三控制器8、第四控制器9、主控制器10、从控制器11、第一整流器12、第二整流器13、第三整流器14、第四整流器15、第五整流器16、第六整流器17、第一rs-485接口18、第二rs-485接口19、第三rs-485接口20、第四rs-485接口21、第五rs-485接口22和第六rs-485接口23，所述通讯检测单元4包括通讯测试仪24，所述整流器是把交流电转换成直流电的装置，可用于供电装置及侦测无线电信号，可以由真空管，引燃管，固态矽半导体二极管，汞弧等制成，整流器是一个整流装置，简单的说就是将交流转化为直流的装置，所述通讯测试仪24是能对无线通信设备进行各种测试，从而为无线通信设备维修提高效率及准确度，缩短时间且节省维修费用的专业测试仪器；

所述控制中心1用于通过可编程plc5进行控制切换，在通讯发生异常时，将主控制器10与从控制器11进行切换和控制，同时将故障的设备从系统中撤除；

所述整流单元2用于给第一控制器6、第二控制器7、第三控制器8、第四控制器9、主控制器10和从控制器11分配地址，当主控制器10、从控制器11、第一控制器6、第二控制器7、第三控制器8和第四控制器9分别控制第一整流器12、第二整流器13、第三整流器14、第四整流器15、第五整流器16和第六整流器17正常工作时，主控制器10作为主机周期性对从控制器11、第一控制器6、第二控制器7、第三控制器8和第四控制器9发送命令字，从控制器11、第一控制器6、第二控制器7、第三控制器8和第四控制器9作为从机，周期性接收从主控制器10发过来的命令字，然后根据命令字内容进行启动或者运行，从控制器11、第一控制器6、第二控制器7、第三控制器8和第四控制器9将状态信息反馈给主控制器10，如果某台控制器出现故障，该整流器从并联系统中撤除，其他整流器与之前一样，维持之前的输出不变；

所述通讯单元3用于通过第一rs-485接口18、第二rs-485接口19、第三rs-485接口20、第四rs-485接口21、第五rs-485接口22和第六rs-485接口23将第一控制器6、第二控制器7、第三控制器8、第四控制器9、主控制器10、从控制器11进行通讯连接；

所述通讯检测单元4用于通过通讯测试仪24对第一rs-485接口18、第二rs-485接口19、第三rs-485接口20、第四rs-485接口21、第五rs-485接口22和第六rs-485接口23的通讯情况进行实时监测；

所述可编程plc5连接端设有第一控制器6、第二控制器7、第三控制器8、第四控制器9、主控制器10、从控制器11、第一rs-485接口18、第二rs-485接口19、第三rs-485接口20、第四rs-485接口21、第五rs-485接口22、第六rs-485接口23和通讯测试仪24；

所述第一控制器6连接端设有第一整流器12，所述第二控制器7连接端设有第二整流器13，所述第三控制器8连接端设有第三整流器14，所述第四控制器9连接设有第四整流器15，所述主控制器10连接端设有第五整流器16，所述从控制器11连接端设有第六整流器17；

所述通讯测试仪24用于对第一控制器6、第二控制器7、第三控制器8、第四控制器9、主控制器10、从控制器11的通信状态进行实时的监测，同时反馈给可编程plc5；

所述主控制器10用于对第一控制器6、第二控制器7、第三控制器8、第四控制器9和从控制器11发送命令字，实时监控第一整流器12、第二整流器13、第三整流器14、第四整流器15、第五整流器16、第六整流器17的所有运行状；

所述从控制器11用于当主控制器10通讯出现故障时，从控制器11如果持续一段时间检测不到主控制器10发送的命令后，开始主动对外发送命令字，同时接受其他整流器的状态信息。

实施方式具体为：第一rs-485接口18、第二rs-485接口19、第三rs-485接口20、第四rs-485接口21、第五rs-485接口22、第六rs-485接口23、第一控制器6、第二控制器7、第三控制器8、第四控制器9、主控制器10、从控制器11和通讯测试仪24均与可编程plc5电性连接，第一控制器6与第一整流器12电性连接，第二控制器7与第二整流器13电性连接，第三控制器8与第三整流器14电性连接，第四控制器9与第四整流器15电性连接，主控制器10与第五整流器16电性连接，从控制器11与第六整流器17电性连接，首先给第一控制器6、第二控制器7、第三控制器8、第四控制器9、主控制器10和从控制器11分配地址，当主控制器10、从控制器11、第一控制器6、第二控制器7、第三控制器8和第四控制器9分别控制第一整流器12、第二整流器13、第三整流器14、第四整流器15、第五整流器16和第六整流器17正常工作时，主控制器10作为主机周期性对从控制器11、第一控制器6、第二控制器7、第三控制器8和第四控制器9发送命令字，从控制器11、第一控制器6、第二控制器7、第三控制器8和第四控制器9作为从机，周期性接收从主控制器10发过来的命令字，然后根据命令字内容进行启动或者运行，从控制器11、第一控制器6、第二控制器7、第三控制器8和第四控制器9将状态信息反馈给主控制器10，如果某台控制器出现故障，该整流器从并联系统中撤除，其他整流器与之前一样，维持之前的输出不变，当主控制器10通讯出现故障时，从控制器11如果持续一段时间检测不到主控制器10发送的命令后，开始主动对外发送命令字，同时接受其他整流器的状态信息，故障的主控制器10临时退出主机状态，以从机的身份参与并联输出，当主控制器10恢复正常后，向从控制器11发送状态数据，数据包含有地址信息，从控制器11检测到主控制器10发送过来的信息后，此时从控制器11退出临时主机状态，恢复从机状态运行，同时原主机恢复主机运行状态，继续对从机发送命令字，接收其他从机的状态信息，从控制器11的发送数据需要根据通讯测试仪24检测通讯是否超时进行切换处理，如果工作正常，则按照从控制器11给主控制器10反馈状态字和电流等信息，如果通讯超时，即规定时间内接受不到主控制器10发送的命令，则按照主控制器10其它控制器发送命令字，在主控制器10通讯出现异常时，转由从控制器11发送命令，其他控制器接收备份主机发送的命令并反馈状态给从控制器11，从而维持整流并联系统的稳定输出，如果主控制器10通讯恢复正常，主控制器10恢复正常发送，从控制器11恢复从机身份接收主控制器10命令运行并反馈状态给主控制器10，采用冗余切换机制保证了整个电源系统的稳定性，采用本发明后，整流装置并联稳定性明显提升，系统不再过分依赖主机的稳定性，即使主控制器10通讯出现短暂的中断，提升整个电源系统的输出稳定性，该实施方式具体解决了现有技术中存在的传统的装置与装置并联，严重依赖主机通讯的稳定性，当主机通讯出现故障，其他从机无法接收到主机发送的命令，将会导致整个电源系统的崩溃的问题。

还包括一种基于冗余切换的整流装置对装置并联控制系统的使用方法，具体步骤如下：

步骤一、预先在从控制器11中设定为从机使用，从控制器11的使用情况是在主控制器10发生故障或者与其他从机信号失联的情况下使用，首先给第一控制器6、第二控制器7、第三控制器8、第四控制器9、主控制器10和从控制器11分配地址，当主控制器10、从控制器11、第一控制器6、第二控制器7、第三控制器8和第四控制器9分别控制第一整流器12、第二整流器13、第三整流器14、第四整流器15、第五整流器16和第六整流器17正常工作时，主控制器10作为主机周期性对从控制器11、第一控制器6、第二控制器7、第三控制器8和第四控制器9发送命令字，从控制器11、第一控制器6、第二控制器7、第三控制器8和第四控制器9作为从机，周期性接收从主控制器10发过来的命令字，然后根据命令字内容进行启动或者运行，从控制器11、第一控制器6、第二控制器7、第三控制器8和第四控制器9将状态信息反馈给主控制器10；

步骤二、如果某台控制器出现故障，该整流器从并联系统中撤除，其他整流器与之前一样，维持之前的输出不变；

步骤三、当主控制器10通讯出现故障时，从控制器11如果持续一段时间检测不到主控制器10发送的命令后，开始主动对外发送命令字，同时接受其他整流器的状态信息，故障的主控制器10临时退出主机状态，以从机的身份参与并联输出；

步骤四、当主控制器10恢复正常后，向从控制器11发送状态数据，数据包含有地址信息，从控制器11检测到主控制器10发送过来的信息后，此时从控制器11退出临时主机状态，恢复从机状态运行，同时原主机恢复主机运行状态，继续对从机发送命令字，接收其他从机的状态信息；

步骤五、从控制器11的发送数据需要根据通讯测试仪24检测通讯是否超时进行切换处理，如果工作正常，则按照从控制器11给主控制器10反馈状态字和电流等信息，如果通讯超时，即规定时间内接受不到主控制器10发送的命令，则按照主控制器10其它控制器发送命令字。

本发明工作原理：

参照说明书附图1-3，如果某台控制器出现故障，该整流器从并联系统中撤除，当主控制器10通讯出现故障时，从控制器11主动对外发送命令字，同时接受其他整流器的状态信息，故障的主控制器10临时退出主机状态，以从机的身份参与并联输出，当主控制器10恢复正常后，向从控制器11发送状态数据，数据包含有地址信息，从控制器11检测到主控制器10发送过来的信息后，此时从控制器11退出临时主机状态，恢复从机状态运行，采用冗余切换机制保证了整个电源系统的稳定性，采用本发明后，整流装置并联稳定性明显提升，系统不再过分依赖主机的稳定性，即使主控制器10通讯出现短暂的中断，提升整个电源系统的输出稳定性。

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。