[發明專利]采用雙CPU冗余技術的鐵路信號裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201210576351.8
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103019218A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 姚金宇;閆建軍;胡偉;王利勇
• 申請（專利權）人: 北京國鐵路陽技術有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;B61L9/04
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

1.一種采用雙CPU冗余技術的鐵路信號裝置，其特征在于：所述的采用雙CPU冗余技術的鐵路信號裝置包括：CAN通訊電路(2)、第一CPU(3)、第二CPU(4)、主備狀態標志(5)，同步電路(6)、輸入緩沖器(7)、輸出緩沖器(8)、輸出切換控制(9)、輸出轉換電路(10)、輸出互斥電路(11)、狀態檢測電路(12)、邏輯或門電路(13)、動態采集電路(14)、電流檢測器(15)、過載保護電路(16)和電壓檢測器(17)；

其中：CAN通訊電路(2)為CAN總線通訊接口電路，兩個CAN通訊電路(2)分別將第一CPU(3)和第二CPU(4)通過CAN總線與連鎖主機(1)相連接；

第一CPU(3)和第二CPU(4)分別通過主備狀態標志(5)和同步電路(6)實現互聯；其中：主備狀態標志(5)包括第一CPU(3)和第二CPU(4)的狀態標志和狀態顯示電路，其分別與第一CPU(3)和第二CPU(4)相連接；同步電路(6)為SCI串行數據接口電路，其通過SCI串行數據總線分別與第一CPU(3)和第二CPU(4)相連接；

輸出緩沖器(8)、輸出切換控制(9)和輸出轉換電路(10)組成一路輸出切換電路，三路輸出切換電路構成輸出切換單元；其中：輸出緩沖器(8)為輸出接口緩沖器，第一CPU(3)和第二CPU(4)的輸出端分別通過輸出緩沖器(8)連接至輸出切換控制(9)的輸入端；輸出緩沖器(8)由多組緩沖器電路組成；輸出切換控制(9)為具有判斷功能的二選一數字開關，其相當于一路輸出信號來說具有兩個輸入端，一個輸出端和兩個控制端口；輸出切換控制(9)的兩個控制端口分別與第一CPU(3)和第二CPU(4)相連接，輸出端與一個輸出轉換電路(10)的輸入端相連接；

輸出轉換電路(10)為輸出推動電路，其輸出端與負載連接；

輸出互斥電路(11)為輸出互斥保護電路，其兩個輸入端分別與兩個輸出轉換電路(10)的輸出端相連接，輸出端分別與功率繼電器K1、K2的控制端相連接；

邏輯或門電路(13)的兩個輸入端分別與輸出互斥電路(11)的兩個輸出端相連接，輸出端與功率繼電器K3的控制端相連接；

輸入緩沖器(7)和動態采集電路(14)組成一路輸入采集電路，四路輸入采集電路構成動態信號采集單元；輸入緩沖器(7)和狀態檢測電路(12)組成開關量輸入單元；動態信號采集單元和開關量輸入單元組成輸入電路部分；其中：輸入緩沖器(7)的一個輸入端與一個動態采集電路(14)的輸出端相連接，其相應的輸出端同時與第一CPU(3)和第二CPU(4)的一個輸入端相連接；動態采集電路(14)的輸入端與檢測信號B1-B4之中的一個信號端相連接；狀態檢測電路(12)的三個輸入端分別與功率繼電器K1-K3的常閉觸點輸出端子相連接，狀態檢測電路(12)的輸出端輸出檢測信號B5，其與輸入緩沖器(7)的輸入端相連接；

功率繼電器J為輸入電源控制部件，其具有兩對主觸點J1、J2，每對主觸點均包含一個輸入端子，一個常開輸出端子和一個常閉輸出端子，其中主觸點J1的輸入端子與正電源輸入端XZ相連接，常開觸點輸出端子同時與功率繼電器K1、K2的輸入端子相連接，常閉觸點輸出端子與第一正輸出端OUT1+相連接；主觸點J2的輸入端子與負電源輸入端XF相連接，常開觸點輸出端子與功率繼電器K3的輸入端子相連接，常閉觸點輸出端子與負輸出端OUT1-相連接；

功率繼電器K1、K2、K3均為輸出電源控制部件，分別具有一個輸入觸點端子、一個常開觸點輸出端子和一個常閉觸點輸出端子，其中：功率繼電器K1的常開觸點輸出端子通過一個電流檢測器(15)與第一正輸出端OUT1+相連接，功率繼電器K2的常開觸點輸出端子通過另一個電流檢測器(15)與第二正輸出端OUT2+相連接，功率繼電器K3的常開觸點輸出端子直接與負輸出端OUT1-相連接；

電流檢測器(15)為輸出電流檢測電路，其具有一個輸入端、一個輸出端和一個信號輸出端，兩個電流檢測器(15)分別用于檢測兩路功率輸出的輸出電流值，其中一個電流檢測器(15)的輸入端與功率繼電器K1的常開觸點輸出端子相連接，輸出端與第一正輸出端OUT1+相連接，信號輸出端輸出檢測信號B1，且與一個動態采集電路(14)的輸入端相連接；另一個電流檢測器(15)的輸入端與功率繼電器K2的常開觸點輸出端子相連接，輸出端與第二正輸出端OUT2+相連接，信號輸出端輸出檢測信號B2，且與一個動態采集電路(14)的輸入端相連接；

過載保護電路(16)為輸出電流峰值過載保護電路，兩個過載保護電路(16)的輸入端分別與兩個電流檢測器(15)的信號輸出端相連接，輸出端分別與對應于控制信號A2、A3的兩路輸出電路中兩個輸出轉換電路(10)的保護輸入端相連接；

電壓檢測器(17)為輸出電壓檢測電路，其具有一個輸入端、一個輸出端，兩個電壓檢測器(17)分別用于檢測兩路功率輸出的電壓值，其中一個電壓檢測器(17)的輸入端與第一正輸出端OUT1+相連接，輸出端的輸出信號為檢測信號B3，與一個動態采集電路(14)的輸入端相連接；另一個電壓檢測器(17)的輸入端與第二正輸出端OUT2+相連接，輸出端的輸出信號為檢測信號B4，與一個動態采集電路(14)的輸入端相連接；

所述的控制信號A1、A2、A3之中：控制信號A1所對應的輸出端與功率繼電器J的控制端相連接；控制信號A2和控制信號A3所對應的輸出端分別通過輸出互斥電路(11)與功率繼電器K1、K2的控制端相連接。