[发明专利]一种具备热冗余能力的无触点逻辑控制系统在审
申请号: | 201710491139.4 | 申请日: | 2017-06-23 |
公开(公告)号: | CN107264572A | 公开(公告)日: | 2017-10-20 |
发明(设计)人: | 王志云;吕正银;唐彬;张娇;曾锤鑫;王方刚 | 申请(专利权)人: | 成都运达科技股份有限公司 |
主分类号: | B61L15/00 | 分类号: | B61L15/00 |
代理公司: | 成都行之专利代理事务所(普通合伙)51220 | 代理人: | 郭受刚 |
地址: | 610000 四*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 具备 冗余 能力 触点 逻辑 控制系统 | ||
技术领域
本发明涉及铁路车辆控制系统领域,具体地,涉及一种具备热冗余能力的无触点逻辑控制系统。
背景技术
一直以来,国内外铁路车辆控制系统主要采用中间继电器和时间继电器实现逻辑控制,其大量的触点结构由于寿命较短、故障不易检测、维修检修费时、系统可靠性较低等因素给车辆运营单位造成了很大的困扰。
现有提高系统可靠性的办法主要是冷备冗余,当工作组系统故障时,启动备用组,但风险在于:连续工作的电应力积累会使工作组寿命缩短;工作组故障后,备用组启动需要时间,势必出现状态不定期;同时缺乏有效机制对空闲中的备用组进行故障检测。
综上所述,本申请发明人在实现本申请发明技术方案的过程中,发现上述技术至少存在如下技术问题:
在现有技术中,现有的冷备冗余方法存在会使工作组寿命缩短,备用组启动需要时间,缺乏有效机制对空闲中的备用组进行故障检测的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种具备热冗余能力的无触点逻辑控制系统,解决了现有的冷备冗余方法存在会使工作组寿命缩短的技术问题,实现了控制系统设计合理,两组逻辑控制单元交替使用,延长工作组使用寿命的技术效果。
为解决上述技术问题,本申请提供了一种具备热冗余能力的无触点逻辑控制系统,所述系统包括:
两组逻辑控制单元A和B,控制系统启动后,控制系统根据时钟信息进行日期单双号的判断;若日期为单号,则A组自动进入工作组模式,B组进行热备份组模式;若日期为双号则B组工作组模式,A组热备份组模式。
进一步的,逻辑控制单元包括:供电处理模块、数据存储模块、外部通信模块、逻辑控制模块、逻辑采集模块、逻辑输出模块;供电处理模块用于车辆上控制电源转换为控制系统工作电源;数据存储模块用于对控制系统中的状态数据、控制数据、故障数据进行存储;外部通信模块用于控制系统与车辆上其它设备间进行信息交互、数据通信;逻辑控制模块用于对机车控制逻辑数据进行处理和控制;逻辑采集模块用于对输入到控制系统的开关逻辑信号进行采集;逻辑输出模块用于对输出逻辑信号进行驱动控制和监测。
进一步的,控制系统对外接口包括:供电输入接口、二次编程接口、开关量输入接口、开关量输出接口、转储及调试接口、MVB通信接口。
进一步的,供电处理模块与车辆控制电源连接,数据存储模块、外部通信模块、逻辑控制模块、逻辑采集模块、逻辑输出模块均与供电处理模块连接,数据存储模块与外部通信模块连接,外部通信模块、逻辑采集模块、逻辑输出模块均与逻辑控制模块连接。
进一步的,在启动和运行过程中,控制系统每隔预设时间对输入通道进行自检诊断,同时持续对输出信号进行自检诊断,当发现异常,控制系统向热备份组发出切换模式指令,当异常组收到备份组已进入工作组模式的反馈信息后,关闭自身的异常模块功能,并及时向列车MVB网络上报故障信息。
一种具备改进型“1OO2D”热冗余能力的无触点逻辑控制系统由两个可独立工作的逻辑控制工作组组成,每组主要包含供电处理模块、数据存储模块、外部通信模块、逻辑控制模块、逻辑采集模块、逻辑输出模块,其逻辑连接关系示意图见LCU装置系统连接关系图,采用插件式板卡和背板的形式组成标准3U机箱。
与传统LCU采用机械触点式时间继电器和空间继电器不同,一种具备改进型“1OO2D”热冗余能力的无触点逻辑控制系统,数字IO板采用了高可靠性的半导体开关器件MOSFET管和高性能的集成处理器ARM芯片。数字IO板经光电隔离采集110V数字逻辑,并通过双冗余CAN通信传输给主控板ARM处理器完成逻辑运算,再通过双冗余CAN通信传回数字IO板,经光电隔离后执行110V逻辑输出。
每次系统启动后,系统会根据板载RTC时钟信息进行日期单双号的判断,根据程序预设,单号则A组自动进入工作组模式,B组进行热备份组模式;双号则B组工作组模式,A组热备份组模式,让A、B处于交替工作和备份状态。
在启动和运行过程中,LCU系统每隔数秒就会对输入通道进行自检诊断,同时持续对输出信号进行自检诊断,一旦发现异常,系统立即向热备份组发出切换模式指令,当异常组收到备份组已进入工作组模式的反馈信息后,立即会关闭自身的异常模块功能,并及时向列车MVB网络上报故障信息,此种故障组切换机制保证了让热备份组无缝投入运行,整个切换过程在毫秒级,不会对设备输出状态造成任何影响。
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