专利名称：信号无扰动切换箱的制作方法
技术领域：
本实用新型信号无扰动切换箱涉及的是一种当运行中的设备发生故障时，投入备用设置退出故障设备，同时把控制信号由故障设备切换到备用设备上的信号无扰动换箱。
许多场合为保证生产的可靠性，重要设备要有备用，即设备装机台数大于实际同时工作台数。如水厂送水水泵装机台数为5台，实际同时工作台数为4台，另外一台作为备用，当同时工作的4台中的一台发生故障时备用水泵投入运行。大多数情况下备用设备只有一台。设备有了备用，作为设备控制信号源的仪表是否也要备用呢？以水厂加矾泵为例，加矾泵常常二用一备，控制加矾泵的游动电流仪，每台价值10万余元，如果与加矾泵一一对应，代价太大，若不一一对应，当加矾泵故障时，加矾泵与游动电流仪均需先关机，将控制信号线改接到备用泵上，然后才能恢复正常工作，连续的生产过程因此而停顿。
传统的做法是用几只转换开关切换信号线，但因许多仪表输出信号为4-20mA电流信号，不允许开路，转换开关必须在设备停机的情况下进行切换。这样的做法虽然不必重新接线，缩短了设备停机时间，但连续的生产仍免不了短时间的停顿。许多场合，如石化行业，生产的连续性一旦被打断哪怕只有几分钟甚至几秒钟就会产生废品。而且转换开关的切换方法，只能手动切换，不能自动，难以满足日益提高的工业要求。
本实用新型的目的针对目前设备控制信号切换存在不足之处，提供一种信号无扰动切换箱，能保证在连续生产的前提下退出故障设备投入备用设备，具有手动、自动两种工作方式可供选择，结构简单，成本低廉，适用面厂，电压电流脉冲信号均可做到无扰动切换。
信号无扰动切换箱是采取以下方案实现的信号无扰动切换箱具有控制箱箱体，箱体上设置有控制箱面板，面板上装有转换开关KK，钮子开关T1-Tn，信号灯ILD-(n+1)LD，箱体内装有控制线路扳，控制线路及控制电气元器件。控制线路由主控线路、外围控制线路构成，主控制线路由电源部、切换箱工作方式选择部分，自动切换部分、时间继电器电路部分、手动切换部分、工作信号部分组成。电源部分由外部电源能过熔断器1RD、2RD与其余部分连接提供控制电源。
切换箱工作方式选择部分切换箱有手动自动工作方式选择，由转换开关KK的三个触点KK-1，KK-11，KK-12组成，触点KK-1接至熔断器1RD，触点KK-11与自动切换部分中的外部智能控制设备的输出触点J1-J2n公共端相连，触点KK-12接至手动切换部分开关T1-Tn的公共端。KK-1与KK-11接通时，切换箱工作在自动状态，当KK-1与KK-12接通时切换箱工作在手动状态。
自动切换部分，实现自动切换功能，由外部智能控制设备的输出触点J1-J2n组成，J1-J2n一端相互短接后接至转换开关触点KK-11，另一端分别接至时间继电器1SJ-nSJ、1SJ-nyJ线圈。
时间继电器电路部分由时间继电器1SJ-nSJ、1SJ-nyJ，线圈组成，1SJ-nSJ、1SJ-nyJ一端连接自动切换部分的外部智能控制设备输出触点，J1-J2n和手动切换部分开关T1-T2，另一端均接至电源部分的熔断器2RD。
手动切换部分由开关T1-Tn组成，T1-Tn的一端相互短接后接至KK-12，另二端(即(1)、(2)两端)与时间继电器线圈相连，即开关T1的(1)端与时间继电器ISJ线圈相接，T1的(2)端与时间继电器IYJ线圈相接，开关Tn的(1)端与时间继电器nSJ线圈相接，Tn的(2)端与时间继电器nYJ线圈相连。
工作信号部分由时间继电器辅助触点ISJ1-nSJ1、IYT1-nYJ1和信号灯ILD-(n+1)LD组成，信号灯ILD-(n+1)LD分别与时间继电器辅助触点ISJ1-nSJ1、IYJ1相接，时间继电器辅触点IYJ1-NYJ1并联。信号灯ILD-(n+1)LD的亮灭状态分别表示被控设备Y1-Y(n+1)的运行、停止状态。
外围控制线路由信号切换线路、被控设备电源控制回路、切换箱工作方式信号线路构成。信号切换线路其功能是在主控线路的控制下，将仪表控制信号由故障设备切换到备用设备上，该线路由继电器辅助触点IST2-nSJ2、IYJ2-nYJ2、仪表控制信号源X1-Xn、被控设备Y1-Yn组成。被控设备电源控制回路，完成被控设备Y1-Y(n+1)电源的通断控制，该线路由时间继电器的辅助触点ISJ3-nSJ3和IYJ3-nYJ3构成。切换箱工作方式信号线路，由转换开关的三个端子KK-2，KK-21、KK-22构成，其功能是向外部智能控制设备传送切换箱手动，自动工作状态信号，当KK-2与KK-21接通时，表示切换箱处于自动状态，此时外部智能设备触发出切换手动切换指令无效，当KK-2与KK-21通时，表示切换箱处于手动状态此时人工手动发出切换指令，自动切换指令无效。
信号无扰动切换箱能保证在连续生产的前提下退出故障设备，投入备用设备，并有手动、自动两种工作方式可供选择。手动方式只需拨动一个钮子开关就可启动备用设备，退出故障设备，并把控制信号故障设备切换到备用设备上。自动工作方式可由智能控制设备PLC或其他智能控制设备根据被控对象的故障信号，自动退出故障设备，投入备用设备，并把控制信号由故障设备切换到备用设备上。本实用新型结构简单，成本低廉，适用面少，电压、电流、脉冲信号等均可以做到无扰动切换。可用于设备N台用一台备用设备的情况。整个过程完成时间自动状态小于60ms，手动状态主要取决于故障发生到值班工发现故障时间。
以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是信号无扰动切换箱示意图。
图2是信号无扰动切换箱主控制线路原理图。
图3是本实用新型信号切换线路原理图。
图4是本实用新型被控设备电源控制线路原理图。
图5是本实用新型切换箱工作方式信号线路原理图。
参照附图，信号无扰动切换箱具有控制箱体，箱体上设置有控制箱面板(10)，面板上装有转换开关KK(7)、钮子开关T1-Tn(8)、信号灯ILD-(n+1)LD(9)。转换开关KK可采用型号H215-10/212，钮子开关T1-Tn可采用型号KN3-B-2Z1D，信号灯可采用型号NDDH10-5。箱体内装有控制线路板，控制线路及控制电气元器件。控制线路由主控线路、外围控制线路两部份构成。参照附图2主控制线路由电源部分(1)、切换箱工作方式选择部分(2)、自动切换部分(3)，时间继电器电路部分(4)，手动切换部分(5)、工作信号部分(6)组成，电源部分向控制线路提供电源，外部电源通过熔断器IRD、2RD与其余部分连接。
参照附图2，切换箱工作方式选择部分(2)由转换开关KK三个触点KK-1、KK-11、KK-12组成，KK-1接至电源部分(1)的熔断器IRD，KK-11接至自动切换部分(3)中的外部智能控制设备的输出触点J1-J2n公共端，KK-12接至手动切换部分(5)钮子开关T1-Tn的公共端。自动切换部分(3)由外部智能控制设备(如PLC)的输出触点J1-J2n组成，J1-J2n一端相互短接后接至转换开关触点KK-11，另一端分别接至时间继电器ISJ-nSJ、1YJ-nYJ线圈。时间继电器电路部分(4)由时间继电器ISJ-nSJ和1YJ-nYJ线圈组成，ISJ-nSJ、1YJ-nYJ一端连接自动切换部分(3)外部智能控制设备输出触点J1-J2n和手动切换部分(5)开关T1-Tn，与自动切换部分(3)的连接如前所述，与手动切换部分(5)的连接如下ISJ与T1的(1)端相连1YJ与T1(2)端相连……nSJ与Tn的(1)端相连，nYJ与Tn的(2)端相连，ISJ-nSJ、1YJ-nYJ另一端接至电源部分的熔断器ZRD。手动切换部分(5)由钮子开关T1-Tn组成，T1-Tn的一端相互短接后接至KK-12，另二端即(1)(2)两端与时间继电器部分(4)线圈相连，连接方式即钮子开关T1的(1)端与时间继电器ISJ线圈相接，T1的(2)端与时间继电器1YJ线圈相接……，开关Tn的(1)端与时间继电器nST线圈相接，Tn的(2)端与时间继电器nYJ线圈相连。工作信号部分(6)由时间继电器辅助触点ISJ1-nSJ1、1YJ1-nYJ1和信号灯ILD-(n+1)LD组成，信号灯ILD-(n+1)LD分别与时间继电器辅助触点ISJ1-nSJ1、1YJ1相接。时间继电器辅助触点IYJ1-nYJ1并联。
附图2中第3-第6部分的设备数量随被控设备数量的增减而增减。这是本实用新型灵活之处，由于这一特性使本技术产品即可用于被控设备为二用一备的场合，又可用于被控设备八用一备，直至N用一备的场合。如被控设备为五用一备，即n＝5时，第3部分外部智能设备输出触点需要2n＝10对，第4部分的时间继电器需要2n＝10只，第5部分的钮子开关需要n＝5只，第6部分的信号灯需要n+1＝6只，时间继电器辅助触点需要2n＝10只。
参照附图3、4、5外圈控制线路由信号切换线路、被控设备电源控制回路、切换箱工作方式信号线路构成，见附图3信号切换线路由继电器辅助触点1SJ2-nSJ2，IYSJ2-nYJ2、仪表控制信号源X1-Xn，被控设备Y1-Yn组成，ISJ2-nSJ2一端分别与1YJ2-nYJ2连接后，再分别与X1-Xn的负端相连，另一端分别接至Y1-Yn的控制信号输入负端。ISJ2-nSJ2一端如前所述分别接至1SJ2-nSJ2，另一端相互短接后接至Y(n+1)的控制信号输入负端，X1-Xn的正端相互短接后接至Y1-Y(n+1)的控制信号输入正端。见附图4被控设备电源控制回路，完成被控设备Y1-Y(n+1)电源的通断控制，该控制回路由时间继电器的辅助触点JSJ3-nSJ3和1YJ3-nYJ3构成，ISJ3-nSJ3的两端分别接入Y1-Yn电源控制回路，IYJ3-nYJ3两端如图相互短接后接入Y(n+1)电源控制回路，见附图5切换箱工作方式信号线路，由转换开关的三个端子KK-2，KK-21、KK-22构成。其功能是向外部智能控制设备传送切换箱手动，自动工作状态信号。当KK-2与KK-21接通时，表示切换箱处于自动状态，此时外部智能设备能发出切换指令，当KK-2与KK-21通时，表示切换箱处于手动状态此时人工手动发出切换指令。
权利要求1.一种信号无扰动切换箱，具有控制箱箱体、箱体上设置有控制箱面板，面板上装有转换开关，钮子开关、信号灯、箱体内装有控制线路板，控制线路及控制电气元器件，控制线路由主控制路及外围控制线路构成，其特征是主控线路由电源部分，切换箱工作方式选择部分，自动切换部分、时间继电器电路部分手动切换部分、工作信号部分组成；切换箱工作方式选择部分由转换开关KK的三个触点KK-1、KK-11、KK-12组成，触点KK-1接至熔断器IRD1，触点KK-11与自动切换部分中的外部智能控制设备的输出触点J1-J2n公共端相连，触点KK-12接至手动切换部分开关T1-Tn的公共端；自动切换部分由外部智能控制设备的输出触点J1-J2n组成，J1-J2n一端相互短接后接至转换开关触点KK-11另一端分别接至时间继电器ISJ-nSJ、1YJ-nYJ线圈，时间继电器电路部分由时间继电器1SJ-nSJ和1YJ-nYJ线圈组成，1SJ-nSJ、1YJ-nYJ一端连接自动切换部分的外部智能控制设备输出触点J1-J2n和手动切换部分开关T1-Tn，另一端均接至电源部分的熔断器2RD；手动切换部分由开关T1-Tn组成，T1-Tn的一端相互短接后接至KK-12，另二端(即(1)、(2)两端)与时间继电器线圈相连；工作信号部分由时间继电器辅助触点1SJ1-nSJ1、1YJ1-nYJ1和信号灯1LD-(n+1)LD组成，信号灯1LD-(n+1)LD分别与时间继电器辅助触点1SJ1-nSJ1、1YJ1相接，时间继电器辅助触点1SJ1-nSJ1并联；外围控制线路由信号切换线路，被控设备电源控制回路、切换箱工作方式信号线路构成；信号切换线路由继电路辅助触点1SJ2-nSJ2、1YJ2-nYJ2，仪表控制信号源X1-Xn被控设备Y1-Yn组成，ISJ2-nSJ2一端分别与1YJ2-nYJ2连接后，再分别与X1-Xn的负端相连，另一端分别接至Y1-Yn的控制信号输入负端，1YJ2-nYJ2一端分别接至1SJ2-nSJ2，另一端相互短接后接至Y(n+1)的控制信号输入负端，X1-Xn的正端相互短接后接至Y1-Y(n+1)的控制信号输入正端。
2.根据权利要求1所述的信号无扰动切换箱，其特征是外围控制线路中被控设备电源控制回路由时间继电器的辅助触点ISJ3-nSJ3和1YJ3-nYJ3构成，1SJ3-nSJ3的两端分别接入Y1-Yn电源控制回路，1YJ3-nYJ3两端相互短接后接入Y(n+1)电源控制回路。
3.根据权利要求1所述的信号无扰动切换箱，其特征是外围控制线路中切换箱工作方式信号线路由转换开关的三个端子KK-2，KK-21，KK-22构成。
专利摘要本实用新型信号无扰动切换箱涉及的是一种当运行中的设备发生故障时,设入备用设备退出故障设备同时把控制信号由故障设备切换到备用设备上的信号无扰动切换箱。结构具有控制箱箱体、箱体上设置有控制箱面板,面板上装有转换开关,钮子开关,信号灯,箱内装有主控制线路及外围控制线路,其特征是主控线路由电源部分,切换箱工作方式选择部分,自动切换部分,时间继电器电路部分,手动切换部分,工作信号部分组成,外围控制线路由信号切换线路,被控设备电源控制回路,切换箱工作方式信号线路构成。
文档编号G05B11/01GK2283877SQ9622344
公开日1998年6月10日 申请日期1996年8月16日 优先权日1996年8月16日
发明者刘斌 申请人:南京市市政设计研究院