[發(fā)明專利]采用雙CPU冗余技術(shù)的鐵路信號裝置及其控制方法

有效

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• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103019218A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚金宇;閆建軍;胡偉;王利勇
• 申請（專利權(quán)）人: 北京國鐵路陽技術(shù)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(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學(xué)欣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雙CPU冗余控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種采用雙CPU冗余技術(shù)的鐵路信號裝置及其控制方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)階段，鐵路車站信號控制領(lǐng)域大量應(yīng)用的技術(shù)以6502電氣集中和以安全型繼電器為執(zhí)行機構(gòu)的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)。該系統(tǒng)在鐵路信號控制系統(tǒng)已經(jīng)使用多年，技術(shù)比較成熟，性能相對穩(wěn)定，但由于采用集中控制方式與大量安全型繼電器的使用，使得設(shè)備的體積、數(shù)量龐大，給設(shè)備現(xiàn)場維護帶來很多問題，采用全電子控制的智能化執(zhí)行單元可以有效解決上述問題，并且智能電子執(zhí)行單元可以根據(jù)不同工況識別故障，從而達到快速故障定位，快速檢修等優(yōu)點。目前很多廠家正在處于研制過程中，距離大量上道使用還需要進行更多的試驗與測試，但這是鐵路信號全電子化的發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種采用雙CPU冗余技術(shù)的鐵路信號裝置及其控制方法。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供的采用雙CPU冗余技術(shù)的鐵路信號裝置包括：CAN通訊電路、第一CPU、第二CPU、主備狀態(tài)標(biāo)志，同步電路、輸入緩沖器、輸出緩沖器、輸出切換控制、輸出轉(zhuǎn)換電路、輸出互斥電路、狀態(tài)檢測電路、邏輯或門電路、動態(tài)采集電路、電流檢測器、過載保護電路和電壓檢測器；

其中：CAN通訊電路為CAN總線通訊接口電路，兩個CAN通訊電路分別將第一CPU和第二CPU通過CAN總線與連鎖主機相連接；

第一CPU和第二CPU分別通過主備狀態(tài)標(biāo)志和同步電路實現(xiàn)互聯(lián)；其中：主備狀態(tài)標(biāo)志包括第一CPU和第二CPU的狀態(tài)標(biāo)志和狀態(tài)顯示電路，其分別與第一CPU和第二CPU相連接；同步電路為SCI串行數(shù)據(jù)接口電路，其通過SCI串行數(shù)據(jù)總線分別與第一CPU和第二CPU相連接；

輸出緩沖器、輸出切換控制和輸出轉(zhuǎn)換電路組成一路輸出切換電路，三路輸出切換電路構(gòu)成輸出切換單元；其中：輸出緩沖器為輸出接口緩沖器，第一CPU和第二CPU的輸出端分別通過輸出緩沖器連接至輸出切換控制的輸入端；輸出緩沖器由多組緩沖器電路組成；輸出切換控制為具有判斷功能的二選一數(shù)字開關(guān)，其相當(dāng)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；輸出切換控制的兩個控制端口分別與第一CPU和第二CPU相連接，輸出端與一個輸出轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連接；

輸出轉(zhuǎn)換電路為輸出推動電路，其輸出端與負載連接；

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

邏輯或門電路的兩個輸入端分別與輸出互斥電路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；

輸入緩沖器和動態(tài)采集電路組成一路輸入采集電路，四路輸入采集電路構(gòu)成動態(tài)信號采集單元；輸入緩沖器和狀態(tài)檢測電路組成開關(guān)量輸入單元；動態(tài)信號采集單元和開關(guān)量輸入單元組成輸入電路部分；其中：輸入緩沖器的一個輸入端與一個動態(tài)采集電路的輸出端相連接，其相應(yīng)的輸出端同時與第一CPU和第二CPU的一個輸入端相連接；動態(tài)采集電路的輸入端與檢測信號B1-B4之中的一個信號端相連接；狀態(tài)檢測電路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(tài)檢測電路的輸出端輸出檢測信號B5，其與輸入緩沖器的輸入端相連接；

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；