CN114035423A - 一种优先级驱动管理系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种优先级驱动管理系统，包括一个硬件逻辑装置，硬件逻辑装置设置有第一控制信号输入端、第二控制信号输入端、反馈信号输入端和驱动信号输出端。第一控制信号输入端用于接收自动控制器的自动控制指令，第二控制信号输入端用于接收常规控制硬件设备的手动控制指令；反馈信号输入端用于接收现场开关盘的设备反馈状态；硬件逻辑装置用于对自动控制指令和/或手动控制指令按预设优先处理逻辑进行处理，得到驱动控制指令，并根据设备反馈状态和驱动控制指令得到驱动控制信号，并将驱动控制信号输出至现场开关盘。本申请的技术方案解决了在相应自动控制器故障时无法通过常规硬件装置直接控制设备动作的问题。

Description

一种优先级驱动管理系统

技术领域

本申请涉及核电技术领域，更具体地说，涉及一种优先级驱动管理系统。

背景技术

在核电厂这种高安全等级需求的应用场景下，设备的优先级控制通过自动控制器、优先级驱动装置以及现场开关盘配合实现。优先级驱动装置是核电站控制系统中用于驱动现场设备的装置，其接收来自不同自动控制器的控制信号，在装置内部对不同控制控制信号进行优先级处理，并根据处理结果向现场设备输出驱动信号，驱动信号则通过现场开关盘实现对驱动设备的间接驱动。

目前的优先级驱动装置一般使用可编程硬件(如CPLD)实现，功能较为简单，只处理指令采集、优先级管理、设备状态采集等与设备的控制和状态采集直接相关的功能。对于存在备用切换关系的常规硬件手动操作指令(如主控室指令和备用控制室指令)，一般利用相应的自动控制器接收并转发至优先级装置，当相应自动控制器故障时，则无法通过常规硬件装置直接控制设备动作。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种优先级驱动管理系统，用于解决在相应自动控制器故障时无法通过常规硬件装置直接控制设备动作的问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种优先级驱动管理系统，所述优先级驱动管理系统至少包括一个硬件逻辑装置，所述硬件逻辑装置设置有第一控制信号输入端、至少一个第二控制信号输入端、至少一个反馈信号输入端和至少一个驱动信号输出端，其中：

所述第一控制信号输入端与一个自动控制器通过硬接线信号连接，用于接收自动控制指令；

所述第二控制信号输入端与常规控制硬件设备通过硬接线信号连接，用于接收手动控制指令；

所述反馈信号输入端与现场开关盘的反馈信号输出端连接，用于接收所述现场开关盘所反馈的设备反馈状态；

所述硬件逻辑装置被配置为对所述自动控制指令和/或手动控制指令按预设优先处理逻辑进行处理，得到驱动控制指令，并根据所述设备反馈状态和驱动控制指令得到驱动控制信号；

所述驱动信号输出端与所述现场开关盘的控制信号输入端通过硬接线信号连接，用于将所述驱动控制信号输出至所述现场开关盘。

可选的，所述硬件逻辑装置包括指令选择模块、优先级管理模块、驱动管理模块和反馈采集模块，其中：

所述指令选择模块与所述第二控制信号输入端连接，用于获取所述手动控制指令；

所述优先级管理模块分别与所述第一控制信号输入端、所述指令选择模块连接，用于获取所述自动控制指令和/或所述指令选择模块输出的手动控制指令，并根据所述自动控制指令和/或所述手动控制指令生成所述驱动控制指令；

所述反馈采集模块分别与所述驱动管理模块、所述反馈信号输入端连接，用于获取所述设备反馈状态，并将所述设备反馈状态输出到所述驱动管理模块；

所述驱动管理模块分别与所述优先级管理模块、所述驱动信号输出端连接，用于接收所述驱动控制指令，并根据所述驱动控制指令和所述设备反馈状态向所述驱动信号输出端输出所述驱动控制信号。

可选的，所述指令选择模块被配置为：

当接收到主备切换关系的两个手动控制指令时，根据预设的主备切换逻辑选定一个手动操作指令输出至所述优先级管理模块。

4、如权利要求2所述的优先级驱动管理系统，可选的，所述优先级管理模块被配置为：

接收多个相同优先级或不同优先级的所述自动控制指令和/或手动控制指令，通过双维度优先级管理方法实现指令的优先级处理，得到并输出所述驱动控制指令。

可选的，所述优先级管理模块包括指令来源优先级选择单元和指令方向优先级选择单元。

可选的，所述驱动管理模块被配置为：

接收所述驱动控制指令和所述设备反馈状态，针对不同类型的被控设备选择预设的驱动控制手段，输出所述驱动控制手段要求的驱动控制信号。

可选的，还包括与所述硬件逻辑装置信号连接的状态诊断装置，其中：

所述状态诊断装置被配置为根据所述设备反馈状态进行设备状态诊断，得到被控设备的故障状态。

可选的，所述故障状态包括断线故障、短路故障、超时故障、偏差故障、反馈双0故障和反馈双1故障。

可选的，所述状态诊断装置还用于将所述故障状态发送至所述常规控制硬件设备和/或人机接口模块。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开了一种优先级驱动管理系统，包括一个硬件逻辑装置，硬件逻辑装置设置有第一控制信号输入端、第二控制信号输入端、反馈信号输入端和驱动信号输出端。第一控制信号输入端用于接收自动控制器的自动控制指令，第二控制信号输入端用于接收常规控制硬件设备的手动控制指令；反馈信号输入端用于接收现场开关盘的设备反馈状态；硬件逻辑装置用于对自动控制指令和/或手动控制指令按预设优先处理逻辑进行处理，得到驱动控制指令，并根据设备反馈状态和驱动控制指令得到驱动控制信号，并将驱动控制信号输出至现场开关盘。本申请的技术方案能够直接接收手动控制指令并进行优先级控制，而不依赖于相应的自动控制器，从而解决了在相应自动控制器故障时无法通过常规硬件装置直接控制设备动作的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的一种优先级驱动管理系统的框图；

图2为本申请实施例的另一种优先级驱动管理系统的框图；

图3为本申请实施例的又一种优先级驱动管理系统的框图；

图4为本申请实施例的又一种优先级驱动管理系统的框图；

图5为本申请实施例的又一种优先级驱动管理系统的框图；

图6为本申请实施例的又一种优先级驱动管理系统的框图；

图7为本申请实施例的又一种优先级驱动管理系统的框图；

图8为本申请实施例的又一种优先级驱动管理系统的框图；

图9为本申请实施例的又一种优先级驱动管理系统的框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

图1为本申请实施例的一种优先级驱动管理系统的框图。

本实施例提供的优先级驱动管理系统应用于类似于核电厂这种高安全等级需求的应用场景，该应用于场景下至少包括多个用于输出自动控制指令的自动控制器100、至少一个基于用户的操作输出手动控制指令的常规控制硬件设备200和现场开关盘300。

如图1所示，本实施例提供的优先级驱动管理系统至少包括一个硬件逻辑装置10，该硬件逻辑装置分别通过不同的端口与自动控制器、常规控制硬件设备、现场开关盘连接。

该硬件逻辑装置设置有多个第一控制信号输入端101、至少一个第二控制信号输入端102、至少一个反馈信号输入端103和至少一个驱动信号输出端104。该第一控制信号输入端的数量与自动控制器的数量匹配，第二控制信号输入端的数量与常规控制硬件设备的数量匹配，反馈信号输入端的数量与所需要的设备反馈状态的数量相匹配。

该第一控制信号输入端与对应的自动控制器通过硬接线连接，用于接收自动控制器依据自动控制逻辑所输出的自动控制指令，并将该自动控制指令输入到该硬件逻辑装置内。

第二控制信号输入端与对应的常规控制硬件设备通过硬接线连接，用于接收该常规控制硬件设备基于用户的手动操作所产生的手动控制指令，并将该手动控制指令输入到该硬件逻辑装置内。

反馈信号输入端通过硬接线与上述的现场开关盘连接，现场开关盘会与被控设备连接，被控设备所反馈的设备反馈状态会被输入到该现场开关盘，现场开关盘则将该设备反馈状态通过该反馈信号输入端输入到该硬件逻辑装置内。

硬件逻辑装置以预设的优先处理逻辑对输入的自动控制指令、手动控制指令进行处理，得到驱动控制指令。并基于上述的设备反馈状态对该驱动控制指令进行处理，得到驱动控制信号。

该驱动信号输出端也与该现场开关盘通过硬接线连接，用于将上述驱动控制信号输出到现场开关盘，现场开关盘则基于驱动控制信号对与其连接的被控设备施加控制。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种优先级驱动管理系统，包括一个硬件逻辑装置，硬件逻辑装置设置有第一控制信号输入端、第二控制信号输入端、反馈信号输入端和驱动信号输出端。第一控制信号输入端用于接收自动控制器的自动控制指令，第二控制信号输入端用于接收常规控制硬件设备的手动控制指令；反馈信号输入端用于接收现场开关盘的设备反馈状态；硬件逻辑装置用于对自动控制指令和/或手动控制指令按预设优先处理逻辑进行处理，得到驱动控制指令，并根据设备反馈状态和驱动控制指令得到驱动控制信号，并将驱动控制信号输出至现场开关盘。本申请的技术方案能够直接接收手动控制指令并进行优先级控制，而不依赖于相应的自动控制器，从而解决了在相应自动控制器故障时无法通过常规硬件装置直接控制设备动作的问题。

本实施例的硬件逻辑装置包括指令选择模块11、优先级管理模块12、驱动管理模块13和反馈采集模块14。其中，优先级管理模块分别与指令选择模块、驱动管理模块连接，反馈采集模块则与该驱动管理模块连接，具体如图2所示。

指令选择模块与第二控制信号输入端连接，用于获取所述手动控制指令，并将手动控制指令输出到优先级管理模块。优先级管理模块还与第一控制信号输入端连接，用于接收自动控制指令和指令选择模块输出的手动控制指令，并根据所述自动控制指令和手动控制指令生成驱动控制指令。

反馈采集模块与反馈信号输入端连接，用于获取设备反馈状态，并将设备反馈状态输出到驱动管理模块。驱动管理模块还与驱动信号输出端连接，用于接收驱动控制指令，并根据驱动控制指令和设备反馈状态向驱动信号输出端输出驱动控制信号。

本申请的硬件逻辑装置接收具有主备切换关系的常规控制硬件设备输出的手动操作指令时，该指令选择模块通过主备切换逻辑，选择指定的手动控制指令，如图3所示。

正常情况下，主备选择未触发时，该指令选择模块默认选择主常规控制硬件设备的手动控制指令(ON1，OFF1)，备用的常规控制硬件设备的手动控制指令(ON2，OFF2)无效。当主备选择触发时，来自主常规控制硬件设备的手动控制指令被闭锁，备用常规控制硬件设备的手动控制指令生效。主备选择完成后，相应的有效信号发送至优先级管理模块进行优选处理。

优先级管理模块接收多个相同或不同优先级的自动控制指令，通过双维度优先级管理方法实现指令的优先级处理，即指令来源优先级管理和指令方向优先级管理，如图4所示，具体来说，指令来源优先级管理依赖于其指令来源优先级选择单元，指令方向优先级管理依赖于其指令方向优先级选择单元。

不同来源的自动控制指令之间具有不同优先级关系时，首先通过指令来源优先级管理选择输出高级别的指令，低级别指令被高级别反向指令闭锁。

当同一来源两个方向指令同时触发，或者无优先级关系的不同来源同时触发两个相反方向指令，在指令来源优先级管理后可能出现两个方向指令同时存在的情况。此时，通过指令方向优先级管理，选择输出预设的优先方向指令，以达到使机组或设备趋向于安全状态的目的。优先方向选择可通过硬件接口、拨码或参数配置等方式实现。

驱动管理模块接收来自优先级管理部分的指令，针对不同类型设备，可选择预设的不同驱动控制手段。

如图5所示，驱动管理模块针对不同类型设备设置多种不同的驱动管理逻辑，优先级驱动装置提供驱动类型选择功能(如硬件接口、拨码或参数配置等方式)，选择对应的驱动方式。如电动阀类设备，可选择使用设备限位反馈和力矩反馈信号作为对应方向指令的终止条件，以保护设备。

另外，在本申请的一个具体实施方式中，还包括状态诊断装置20，如图6所示。该状态诊断装置用于执行相应的软件或计算机指令，用于根据所述设备反馈状态进行设备状态诊断，得到被控设备的故障状态。

硬件逻辑装置10采集被控设备的设备反馈状态后，该状态诊断装置进行断线和短路监测、超时报警、偏差报警、反馈双0和反馈双1故障报警处理，然后通过不同路径分别发送至常规控制硬件设备和人机接口模块400进行状态显示。状态显示信号采用相同信号源，以保证不同位置的显示信息的一致性。当其中一个显示位置不可用或其中一个信号传递路径故障时，可通过另一个显示位置或路径进行设备状态监视，信号路径如图7所示。

基于本申请的技术方案，本申请可以实施如下的具体实例，例如，在针对阀门类设备进行控制时，

用户通过常规硬件控制设备发送阀门开、关指令，如图8所示。

优先级驱动管理系统接收到开关操作指令后，通过指令选择进行主备模式判断，然后对输出的指令进行保持，以确保指令可充分执行，使设备达到预期状态。

手动控制指令经保持后参与指令来源优先级选择。如果存在高级别反向指令，则该手动控制指令被闭锁，同时指令保持被复位。如无反向高级别指令，则手动控制指令经指令方向优先级选择后输出至驱动管理模块，进而驱动阀门动作。

当阀门达到预期开启或关闭状态后，硬件逻辑装置通过采集的力矩和限位信号实现驱动指令终止功能，从而达到保护设备的目的。同时，力矩和限位信号复位保持的手动操作指令。

设备状态反馈通过状态诊断装置发送至常规控制硬件设备进行指示，以提示操作员当前设备的运行情况。

当本申请的实施例对电机类设备实施控制时，通过常规硬件控制设备发送电机开、关指令，如图9所示。

硬件逻辑装置接收到手动控制指令后，通过指令选择进行主备模式判断，然后输出指令至指令来源优先级选择部分。

如果存在高级别反向指令，则该手动控制指令被闭锁，如无反向高级别指令，则手动控制指令经指令方向优先级选择后输出至驱动管理模块，进而驱动电机动作。

电机的指令保持在现场开关盘中实现，因此硬件逻辑装置中无需进行指令保持和终止处理。

设备反馈状态通过状态诊断装置发送至常规控制硬件设备进行指示，以提示操作员当前设备的运行情况。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种优先级驱动管理系统，其特征在于，所述优先级驱动管理系统至少包括一个硬件逻辑装置，所述硬件逻辑装置设置有第一控制信号输入端、至少一个第二控制信号输入端、至少一个反馈信号输入端和至少一个驱动信号输出端，其中：

所述第一控制信号输入端与一个自动控制器通过硬接线信号连接，用于接收自动控制指令；

所述第二控制信号输入端与常规控制硬件设备通过硬接线信号连接，用于接收手动控制指令；

所述反馈信号输入端与现场开关盘的反馈信号输出端连接，用于接收所述现场开关盘所反馈的设备反馈状态；

所述硬件逻辑装置被配置为对所述自动控制指令和/或手动控制指令按预设优先处理逻辑进行处理，得到驱动控制指令，并根据所述设备反馈状态和驱动控制指令得到驱动控制信号；

所述驱动信号输出端与所述现场开关盘的控制信号输入端通过硬接线信号连接，用于将所述驱动控制信号输出至所述现场开关盘。

2.如权利要求1所述的优先级驱动管理系统，其特征在于，所述硬件逻辑装置包括指令选择模块、优先级管理模块、驱动管理模块和反馈采集模块，其中：

所述指令选择模块与所述第二控制信号输入端连接，用于获取所述手动控制指令；

所述优先级管理模块分别与所述第一控制信号输入端、所述指令选择模块连接，用于获取所述自动控制指令和/或所述指令选择模块输出的手动控制指令，并根据所述自动控制指令和/或所述手动控制指令生成所述驱动控制指令；

所述反馈采集模块分别与所述驱动管理模块、所述反馈信号输入端连接，用于获取所述设备反馈状态，并将所述设备反馈状态输出到所述驱动管理模块；

所述驱动管理模块分别与所述优先级管理模块、所述驱动信号输出端连接，用于接收所述驱动控制指令，并根据所述驱动控制指令和所述设备反馈状态向所述驱动信号输出端输出所述驱动控制信号。

3.如权利要求2所述的优先级驱动管理系统，其特征在于，所述指令选择模块被配置为：

当接收到主备切换关系的两个手动控制指令时，根据预设的主备切换逻辑选定一个手动操作指令输出至所述优先级管理模块。

4.如权利要求2所述的优先级驱动管理系统，其特征在于，所述优先级管理模块被配置为：

接收多个相同优先级或不同优先级的所述自动控制指令和/或手动控制指令，通过双维度优先级管理方法实现指令的优先级处理，得到并输出所述驱动控制指令。

5.如权利要求4所述的优先级驱动管理系统，其特征在于，所述优先级管理模块包括指令来源优先级选择单元和指令方向优先级选择单元。

6.如权利要求2所述的优先级驱动管理系统，其特征在于，所述驱动管理模块被配置为：

接收所述驱动控制指令和所述设备反馈状态，针对不同类型的被控设备选择预设的驱动控制手段，输出所述驱动控制手段要求的驱动控制信号。

7.如权利要求1～6任一项所述的优先级驱动管理系统，其特征在于，还包括与所述硬件逻辑装置信号连接的状态诊断装置，其中：

所述状态诊断装置被配置为根据所述设备反馈状态进行设备状态诊断，得到被控设备的故障状态。

8.如权利要求7所述的优先级驱动管理系统，其特征在于，所述故障状态包括断线故障、短路故障、超时故障、偏差故障、反馈双0故障和反馈双1故障。

9.如权利要求7所述的优先级驱动管理系统，其特征在于，所述状态诊断装置还用于将所述故障状态发送至所述常规控制硬件设备和/或人机接口模块。

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