[发明专利]智能容错故障安全采集板卡

说明书

技术领域

本发明涉及一种信号采集装置，尤其涉及一种智能容错故障安全采集板卡。

背景技术

近几年来，随着轨道交通的快速发展，对其控制设备的安全要求越来越高。而且随着列车速度的大幅提高，“故障导向安全”即当设备出现故障时，设备能及时发现故障，并且导向安全的一侧，避免危险情况的发生，这样的一种“故障导向安全”的概念也发生了很大的变化。现有技术中的故障导向安全的概念是控制设备一旦发生故障可以全场切断电源，目前车速很快，在很快的车速这种情况下，全场切断电源势必造成高速列车紧急停车，这样也会导致严重的事故。

现有技术中，控制设备故障时均用继电器切断I/O电源，这样存在切断不可靠的隐患，其次以前的控制设备I/O存在混线输出隐患，即线路混联造成错误输出的防护功能非常薄弱，线路一旦混线，输出既有危险，混线就会带动不应吸起的继电器吸起，造成错误的控制和启动，这样的情况如果发生在道岔，就会造成道岔转动，后果非常严重；如果发生在铁路区间信号的电路里，误动的继电器会给连锁设备传输错误的信息，同样会造成非常严重的后果。

发明内容

本发明的目的是提供一种安全、可靠的智能容错故障安全采集板卡。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的智能容错故障安全采集板卡，包括微机控制器和采集电路，所述微机控制器包括两个并联的CPU，所述采集电路包括异或逻辑电路；

所述异或逻辑电路的输出端分别与两个CPU连接，两个输入端分别为脉冲波输入端和采集的直流量输入端。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的智能容错故障安全采集板卡，由于微机控制器包括两个并联的CPU，采集电路包括异或逻辑电路；异或逻辑电路的输出端分别与两个CPU连接，两个输入端分别为脉冲波输入端和采集的直流量输入端。一方面脉冲波与采集的直流量进行异或运算，这样采集到的数据就是与输出脉冲有一定相位关系的交流量，达到故障导向安全的设计目的；另一方面，微机控制器包括两个并联的CPU，进一步保证了采集信号的可靠性。

附图说明

图1为本发明智能容错故障安全采集板卡的电路总体结构示意图；

图2为本发明中采集电路的具体实施例的结构示意图；

图3为本发明中DA悬空时，DAT与PB的波形对比示意图；

图4为本发明中DA接-24V时，DAT与PB的波形对比图。

具体实施方式

本发明的智能容错故障安全采集板卡，其较佳的具体实施方式如图1所示，包括微机控制器和采集电路，所述微机控制器包括两个并联的CPU，所述采集电路包括异或逻辑电路；

所述异或逻辑电路的输出端分别与两个CPU连接，两个输入端分别为脉冲波输入端和采集的直流量输入端。异或逻辑电路的输出端可以与所述CPU的缓冲器连接。

所述采集电路有相互独立的多路，比如有相互独立的32路采集电路。

两个CPU之间可以通信连接。该智能容错故障安全采集板卡还包括安全电源。

异或逻辑电路可以采用现有技术中的任何一种异或逻辑电路。也可以采用如图2所示的异或逻辑电路。

如图2所示，异或逻辑电路的脉冲波输入端依次通过第一开关管(Q1)、第一光耦合器(PCT1)、第二光电耦合器(PCT2)、第二开关管(Q2)、第三光耦合器PCT3与所述异或逻辑电路的输出端连接；

第二光耦合器(PCT2)的射极与第二开关管(Q2)的集极之间连接有二级管(D1)，所述异或逻辑电路的采集的直流量输入端连接在第二光耦合器(PCT2)与二级管(D1)之间，并通过稳压二极管(TVS1)与24V电源连接。

再参见图1、图2，本发明中，微机控制器由CPUA和CPUB双CPU构成，两个CPU共同控制多路采集信号，每一路采集信号的采集电路采用异或逻辑采集，单片机输出一个脉冲波，该脉冲波与采集的直流量进行异或运算，这样采集到的数据就是与输出脉冲有一定相位关系的交流量，可见就达到了故障导向安全的设计目的，32路采集原理是一样的。

采集电路包括3个端口：PB0、DA1和DAT1。其中，PB0与单片机的脉冲输出口连接，DA1与采集端连接，DAT1与CPU的缓冲器连接。

采集电路包括光耦合器PCT1、PCT2、PCT3，开关管Q1、Q2，电阻R1～R10，二级管D1和稳压二极管TVS1等。