[实用新型]安全脉冲产生装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种安全脉冲产生装置，属于铁路信号控制领域。

背景技术

在铁路信号控制领域和工业控制系统中，对于涉及安全的设备，通常采取用两路或多路一定频率的矩形脉冲产生安全脉冲，继而用安全脉冲驱动动态驱动电路以产生安全的直流工作信号；动态驱动电路只有接收到持续的矩形脉冲时，才输出直流工作信号，没有接收到矩形脉冲或矩形脉冲频率低于一定频率时，就不会有直流工作信号输出；用该直流工作信号驱动相关目标器件或设备，以此来确保相关目标器件或设备无论在任何情况下都能达到安全要求；

输入动态驱动电路的两路或多路矩形脉冲的相位、频率和幅度必须满足一定的同步关系，其中，最核心的问题是确保多路矩形脉冲的相位同步，这样才能达到控制相关目标器件或设备的目的；如果多路矩形脉冲相位相差过大，会导致控制的目标器件或设备状态紊乱，降低控制系统的安全可靠性能。

如图1所示，目前，产生安全脉冲的方式主要是基于硬件实现的安全脉冲产生装置，它包括有主机A、主机B、单片机1、单片机2、与门电路、动态驱动电路、动态驱动电源模块、动态脉冲相位检测保护电路和保险管，其中，由两台主机控制的两块单片机提供两路200～400Hz、相位相差180度的脉冲给动态驱动电源模块，当脉冲正常时，动态驱动电源模块输出直流电源，无脉冲时，动态驱动电源模块无输出，两路脉冲必须保证相位相差180度，否则，动态脉冲相位检测保护电路会输出短路信号，并烧断输入端的保险管，以确保安全，所述直流电源输出后，给所有动态驱动电路提供电源；

两块单片机根据两台主机送来的驱动命令，通过定时器输出相位、幅度、频率相同的两路矩形脉冲信号，通过与门电路后，送给动态驱动电路产生输出，当动态驱动电路有脉冲输入时，输出高电平，无脉冲输入时，输出低电平；

两块单片机通过串口中断10分钟左右进行一次校时，消除两块单片机振荡电路产生的时间误差；

为了防止单片机1和单片机2输出给与门电路的两路脉冲中，一路脉冲持续为高电平，另一路正常输出脉冲，与门电路依旧输出正常安全脉冲的危险情况，单片机1和单片机2分别对输入与门电路的两路脉冲进行回采，当回采状态与输出脉冲状态不一致时，通过UART串口通信通知另一单片机，停止输出脉冲，使动态驱动电路得不到脉冲而停止输出，导向安全。

通过以上分析可知：基于硬件实现的安全脉冲产生装置的电源由两片单片机输出的相位相反的脉冲进行控制，同时驱动电路由相位相同的两路脉冲进行控制，另外，单片机通过串口中断通信方式进行时间同步；该装置具有很高的安全性和可靠性，但是，其需要硬件成本偏高。

为此，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种通过软件和硬件协同来保证多路矩形脉冲相位同步的安全脉冲产生装置，其具有成本低和易实现的优点。

本实用新型所采用的技术方案如下：一种安全脉冲产生装置，它包括有两台安装有多任务操作系统的主机和与门电路，两台主机通过主机系统内部的硬件定时器分别产生一个时间标志并进行计时，两台主机之间通过以太网通信网络相互通讯以便于通过以太网通信网络的硬件中断机制进行校时，两台主机分别连接所述与门电路以便于分别向所述与门电路同时输入相位同步的矩形脉冲，所述与门电路将两路相位同步的矩形脉冲合成并输出安全脉冲。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体说，该安全脉冲产生装置简化了现有技术中的安全脉冲产生装置，即简化掉了动态脉冲控制的电源和单片机等硬件，其通过软件和硬件协同，保证了多路矩形脉冲相位同步，即节省了成本，又易于实现；该安全脉冲产生装置虽然精度达不到现有的安全脉冲产生装置的相位精度，但两路脉冲的上升沿间的时间差小于1ms，远远小于动态驱动电路的工作周期10ms～100ms，因此，该装置产生的安全脉冲在降低成本的同时，也具有很高的安全性和可靠性；

该安全脉冲产生方法简单易实现，而且精度高、安全性高、可靠性高，其具有应用性和实用性强的突出优点。

附图说明

图1是现有技术中基于硬件实现的安全脉冲产生装置的结构示意图；

图2是本实用新型所述安全脉冲产生装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

如图2所示，一种基于软时基的安全脉冲产生装置，它包括有主机A、主机B和与门电路；主机A和主机B是采用版本为2.6.19的Linux内核的嵌入式主机，主机A和主机B通过主机系统内部的硬件定时器分别产生一个精度为1ms的时间标志，并进行计时；