本实用新型专利技术公开了一种基于自动化控制系统的应急后备切换装置，包括相互依次电连接的输入接口单元、切换功能执行单元和输出接口单元；输入接口单元与切换控制单元电连接；切换控制单元与切换功能执行单元电连接；切换控制单元分别电连接切换后开关量单元和切换后模拟量单元；输入接口单元和自动化控制系统连接；输出接口单元与工厂控制设备连接；输入接口单元、切换功能执行单元、输出接口单元和切换控制单元分别连接电源供电单元。当自动化控制系统出现突发应急状况时，由本应急后备切换装置应急接管该控制系统的全部或者重要部分的控制，切换装置将切断瘫痪控制系统的控制输出，由控制系统进行控制输出，达到应急控制操作。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及工业自动化控制系统，特别是在自控系统出现故障的情况下，应急接替原自动化控制系统的输出控制功能，实现手动操作现场设备的一种基于自动化控制系统的应急后备切换装置。
技术介绍
随着工业自动化控制技术的不断更新，越来越多的生产控制已经是由PLC、DCS等自动化控制系统来完成。生产效率不断提高，工厂的智能化程度也越来越高。如图1所示， 为控制系统结构示意图，控制站1通过通讯总线2与交换机3相连，交换机3和系统并联的 CPU 4相连，CPU 4通过控制总线5与控制子站6通讯信号连接(AO表示控制系统的模拟量输出信号，DO表示控制系统的开关量输出信号)，通过控制子站6的IO电缆7与工厂控制设备9连接，控制现场设备的(如电机、阀门、调节器、变频器等)的运行。然而在大量工厂设备控制实现由自动化控制系统完成的同时，也带来了一些隐患——当控制系统出现突发故障状况(如子站的通信故障、工程师和操作员站通信故障、 控制系统的IO模块等突发故障)，或者控制系统中的CPU突然中断、死机，这将使自动化控制系统失去控制。为避免上述突发故障状况，通常采取的方式一是操作工直接手动操作现场设备；在自动化系统故障时，由于自动化系统的集中控制，操作工无法同时应付大量的手动工作，造成严重后果；二是在系统中安装多个CPU，但此方式造成CPU系统负荷成倍增加， 而且多个CPU不能同步数据，多个CPU较单CPU的系统稳定性和可靠性反而降低。目前很多自动化控制系统的运行年限已超过了期限，发生故障的概率也在一天天的增加。三是控制系统供电UPS不间断电源突然跳闸，造成控制系统失控。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于自动化控制系统的应急后备切换装置，当自动化控制系统出现突发故障状况时，由本应急后备切换装置应急接管该控制系统的全部或者重要部分的控制，切换装置将切断瘫痪控制系统的控制输出，由控制系统进行控制输出，达到应急控制操作。本技术的目的是通过下述技术方案来实现的，一种基于自动化控制系统的应急后备切换装置，其特征在于，该切换装置包括相互依次电连接的输入接口单元、切换功能执行单元和输出接口单元；输入接口单元与切换控制单元电连接；切换控制单元与切换功能执行单元电连接；所述切换控制单元分别电连接切换后开关量单元和切换后模拟量单元；所述输入接口单元和自动化控制系统连接；输出接口单元与工厂控制设备连接； 输入接口单元、切换功能执行单元、输出接口单元和切换控制单元分别连接电源供电单元。进一步地，所述切换功能执行单元由多路并联连接的切换功能执行电路构成。进一步地，所述切换功能执行电路包括独立切换控制电路和开关电路，所述切换控制电路分别设有两个控制接点，开关电路分别设有两路输入接点和一路输出接点。所述两个控制接点与切换控制单元相连，开关电路输入接点与输入接口单元相连，输入接点与切换控制单元相连，输出接点与输出接口单元相连。所述开关电路的输入接点和输出接点之间分别设有Kp K2, K3、K4四个开关，K1, K2 分别与其对应的输入接点以及输出接点相连，κ3、κ4分别与其对应的输入接点以及输出接点相连^与K4、K2与K3输入接点并联连接。所述切换功能执行单元中64路并联连接的切换功能执行电路通过远程控制整体切换，或通过远程控单路切换。本技术的有益效果是，在工业自动化控制系统与工厂控制设备之间增设了应急后备切换装置。在系统正常运转情况下，该切换装置的输入接口单元接收控制系统经IO 电缆传输的信号，并将该信号输出给切换功能执行单元，再经输出接口单元将信号传输给工厂控制设备。当系统发生通信中断、CPU发生瘫痪时，由该切换装置切换控制单元接收系统故障信号或通过操作人员手动操作，发出系统切换单元的控制信号(该控制信号接替执行工业自动化控制系统的通信信号，相当于CPU)给切换功能执行单元；切换功能执行单元执行切换控制单元的信号；并将该信号输出给输出接口单元，输出接口单元将信号传输给工厂控制设备；从而实现系统发生瘫痪时，由自动化控制系统的应急后备切换装置进行应急控制。附图说明图1是现有技术控制系统结构示意图；图2是使用本技术切换装置的控制系统结构示意图；图3是本技术结构示意图；图4是切换功能执行单元结构示意图。图5是自控系统应急控制器面板切换示意图。图中1、控制站；2、通讯总线；3、交换机；4、CPU ；5、控制总线；6、控制子站；7、IO 电缆；8、应急后备切换装置；9、工厂控制设备；801、输入接口单元；802、切换功能执行单元；803、输出接口单元；804、电源供电单元；805、切换后开关量单元；806、切换控制单元； 807、切换后模拟量单元；10、控制接点；11、输出接点；12、输出接点；13、输入接点；14、输入接点；15、输入接点；16、输入接点；17、控制接点。具体实施方式如图2所示，为本技术使用在控制系统中的结构示意图。在工业自动化控制系统IO电缆7与工厂控制设备9之间增设了应急后备切换装置8。如图3所示，该基于自动化控制系统的应急后备切换装置，包括输入接口单元 801，用于传输自动化控制系统通过IO电缆7传输的信号；切换功能执行单元802，用于执行自动化控制系统的信号和切换控制单元806的信号；输出接口单元803，用于将切换功能执行单元802的信号传输给工厂控制设备9 ；切换控制单元806，用于接收系统故障信号或手动操作，并发出系统切换单元的控制信号给切换功能执行单元802 ；电源供电单元804， 负责应急后备切换装置电源供电。其中，输入接口单元801、切换功能执行单元802和输出接口单元803依次相互电连接；输入接口单元801与切换控制单元806电连接；切换控制单元806与切换功能执行单元802电连接；切换控制单元806分别电连接开关量单元805和切换后模拟量单元807 ；输入接口单元801和自动化控制系统IO电缆7连接；输出接口单元803与工厂控制设备9连接；电源供电单元804分别与输入接口单元801、切换功能执行单元802、输出接口单元803和切换控制单元806电连接。如图4所示，为切换功能执行单元802其中的一个具体电路结构示意图，该切换功能执行单元802由切换功能执行电路构成，切换功能执行电路包括独立切换控制电路和开关电路构成，切换控制电路分别设有两个控制接点10和17，开关电路分别设有两路输入接点13、14和15、16，和一路输出接点11、12。两个控制接点10和17与切换控制单元806 相连，开关电路输入接点13、14与输入接口单元801相连，输入接点15、16与切换控制单元 806相连，输出接点11、12与输出接口单元803相连。开关电路的输入和输出接点之间分别设有Kp K2, K3> K4四个开关，K1, K2分别与输入接点13、14以及输出接点11、12相连，K3、K4 分别与输入接点15、16以及输出接点11、12相连礼与！^！^与!^输入接点并联连接。在系统正常工作状态下，KpK2处于常闭状态，输入接口单元801通过输入接点13、 14经Kp K2至输出接点11、12，将输入接口单元801传输进入的信号传递至输出接口单元 803 ；当系统发生瘫痪时，与输入接口单元801相连的一路信号本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．基于自动化控制系统的应急后备切换装置，其特征在于，包括相互依次电连接的输入接口单元（８０１）、切换功能执行单元（８０２）和输出接口单元（８０３）；输入接口单元（８０１）与切换控制单元（８０６）电连接；切换控制单元（８０６）与切换功能执行单元（８０２）电连接；所述切换控制单元（８０６）分别电连接切换后开关量单元（８０５）和切换后模拟量单元（８０７）；所述输入接口单元（８０１）和自动化控制系统（７）连接；输出接口单元（８０３）与工厂控制设备（９）连接；输入接口单元（８０１）、切换功能执行单元（８０２）、输出接口单元（８０３）和切换控制单元（８０６）分别连接电源供电单元（８０４）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈丰，李颖慧，齐骏，裴蓓，
申请(专利权)人：陈丰，
类型：实用新型
国别省市：87
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