一种可变通路的网络切换装置及切换方法与流程

本发明主要涉及轨道交通，具体涉及一种可变通路的网络切换装置及切换方法。

背景技术：

1、近年来，随着电气化铁路的持续推进，以高铁、地铁和机车为代表的电力轨道交通列车得到了快速发展。其中牵引变流器作为电力轨道交通列车的“心脏”，为列车提供稳定运行的牵引动力电源，其在出厂试验时均需进行严格的出厂试验。

2、一般而言，为相对真实的还原线路正常行驶的工况，牵引变流器出厂试验时需要进行电机对拖试验，进行电机对拖实验时一般采用功能类似的陪试变流器控制转速，被试牵引变流器用来控制力矩。作为大型实验系统往往存在多个实验室，为提高设备的利用率，往往会对陪试变流器设备进行共用，因此存在跨实验室借用的情形。

3、从安全性考虑，单个陪试变流器在网络通路上，只能被单个实验室接通，因此为实现多实验室对共用陪试变流器唯一性控制，常规解决方案为手动切换方式。如图1所示，不同测试台的陪试变流器(被控目标单元)通过对应实验室的以太网直通头接入所属试验台工控机(控制单元)的网口，中间不经过交换机，从而实现控制目标单元控制权限的唯一性。当需要切换控制权限时，需要手动将对应网线切换到对应的以太网直通头。例如陪试变流器控制柜1#正常情况下通过直通头b1接至a1端，被陪试工控机1#控制，若需要被陪试控制工控机2#控制，则需要将a2网线端接到b1处。

4、然而，上述采用手动切换方式解决多实验室对共用设备唯一性控制，一方面在操作上极其不方便，另一方面手动平凡插拔容易造成网口损坏，从而影响设备的稳定性。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种体积小、扩展性好、兼容性强、模块化设计的可变通路的网络切换装置及切换方法。

2、为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

3、一种可变通路的网络切换装置，包括网络交换单元、通路切换单元、开关配置单元和控制单元；

4、所述网络交换单元包括网络总交换机和多个子网络控制器，各所述子网络控制器均与网络总交换机相连，且与各陪试控制工控机一一对应连接；

5、所述开关配置单元与所述控制单元相连，用于实现工作模式的选择；

6、所述通路切换单元包括多个开关模块，各开关模块与各子网络控制器一一对应，且位于对应子网络控制器的电源回路中；

7、所述控制单元用于接收所述开关配置单元选择的工作模式，控制通路切换单元中各开关模块的通断。

8、优选地，所述开关配置单元包括本地/远程配置按钮、模式配置按钮和通路配置按钮；

9、所述本地/远程配置按钮用于配置本地控制模式或远程通讯控制模式；

10、所述模式配置按钮用于配置单路模式或多路模式；

11、所述通路配置按钮用于产生对应通路的子网络控制器的接通与关闭控制信号。

12、优选地，所述本地/远程配置按钮、模式配置按钮和通路配置按钮均为常开型脉冲按钮且配置有指示灯。

13、优选地，各所述子网络控制器包含第一子网口和第二子网口，其中第一子网口连接对应的陪试控制工控机；第二子网口连接至网络总交换机。

14、优选地，所述开关模块包括中间继电器，所述中间继电器的开关位于对应子网络控制器的电源回路中。

15、优选地，所述控制单元为plc或单片机。

16、本发明还公开了一种基于如上所述的可变通路的网络切换装置的切换方法，包括步骤：

17、所述开关配置单元对工作模式进行选择，并将工作模式信号发送至控制单元；

18、所述控制单元接收所述开关配置单元选择的工作模式，控制通路切换单元中各开关模块的通断，实现对应网络通路的切换。

19、优选地，在选择本地工作模式下，再通过开关配置单元选择单路模式或者多路模式；若为单路模式，关闭非目标通路，然后打开目标通路；若为多路模式，则打开所有目标通路；

20、在选择远程工作模式下，首先通讯设置控制参数，然后系统按照设定的单路或者多路模式，将对应的通路打开，实现网络通路的切换。

21、与现有技术相比，本发明的优点在于：

22、本发明通过配置网络交换单元和通路切换单元，实现共用设备网络交换通路的唯一性；本发明具有本地配置和远程控制功能，本地模式下实现本地通路选择功能，远程模式下具备通讯控制功能，提高使用的便捷性；本发明包含单路和多路模式两种功能，单路模式下实现控制通路的唯一性，多路模式下可实现常规交换机功能，具备多路模式的扩展功能：本发明配置模块化的子网络控制器和模块化的通路配置按钮，实现通路数的可扩展性和程序的通用性；本发明具有体积小、扩展性好、兼容性强、模块化设计的优势。

技术特征：

1.一种可变通路的网络切换装置，其特征在于，包括网络交换单元、通路切换单元、开关配置单元和控制单元；

2.根据权利要求1所述的可变通路的网络切换装置，其特征在于，所述开关配置单元包括本地/远程配置按钮、模式配置按钮和通路配置按钮；

3.根据权利要求2所述的可变通路的网络切换装置，其特征在于，所述本地/远程配置按钮、模式配置按钮和通路配置按钮均为常开型脉冲按钮且配置有指示灯。

4.根据权利要求1或2或3所述的可变通路的网络切换装置，其特征在于，各所述子网络控制器包含第一子网口和第二子网口，其中第一子网口连接对应的陪试控制工控机；第二子网口连接至网络总交换机。

5.根据权利要求1或2或3所述的可变通路的网络切换装置，其特征在于，所述开关模块包括中间继电器，所述中间继电器的开关位于对应子网络控制器的电源回路中。

6.根据权利要求1或2或3所述的可变通路的网络切换装置，其特征在于，所述控制单元为plc或单片机。

7.一种基于权利要求1～6中任意一项所述的可变通路的网络切换装置的切换方法，其特征在于，包括步骤：

8.根据权利要求7所述的切换方法，其特征在于，在选择本地工作模式下，再通过开关配置单元选择单路模式或者多路模式；若为单路模式，关闭非目标通路，然后打开目标通路；若为多路模式，则打开所有目标通路；

技术总结
本发明公开了一种可变通路的网络切换装置及切换方法，此装置包括网络交换单元、通路切换单元、开关配置单元和控制单元；所述网络交换单元包括网络总交换机和多个子网络控制器，各所述子网络控制器均与网络总交换机相连，且与各陪试控制工控机一一对应连接；所述开关配置单元与所述控制单元相连，用于实现工作模式的选择；所述通路切换单元包括多个开关模块，各开关模块与各子网络控制器一一对应，且位于对应子网络控制器的电源回路中；所述控制单元用于接收所述开关配置单元选择的工作模式，控制通路切换单元中各开关模块的通断。本发明具有体积小、扩展性好、兼容性强、模块化设计等优点。

技术研发人员：吴连贵,贺梁,贺文,陈天喜,杨汉武,杨韬,凌志辉,朱维,罗婷,王梦瑶
受保护的技术使用者：株洲中车时代电气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15