[发明专利]采用双CPU冗余技术的铁路信号装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于双CPU冗余控制技术领域，特别是涉及一种采用双CPU冗余技术的铁路信号装置及其控制方法。

背景技术

现阶段，铁路车站信号控制领域大量应用的技术以6502电气集中和以安全型继电器为执行机构的计算机联锁系统。该系统在铁路信号控制系统已经使用多年，技术比较成熟，性能相对稳定，但由于采用集中控制方式与大量安全型继电器的使用，使得设备的体积、数量庞大，给设备现场维护带来很多问题，采用全电子控制的智能化执行单元可以有效解决上述问题，并且智能电子执行单元可以根据不同工况识别故障，从而达到快速故障定位，快速检修等优点。目前很多厂家正在处于研制过程中，距离大量上道使用还需要进行更多的试验与测试，但这是铁路信号全电子化的发展方向。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种采用双CPU冗余技术的铁路信号装置及其控制方法。

为了达到上述目的，本发明提供的采用双CPU冗余技术的铁路信号装置包括：CAN通讯电路、第一CPU、第二CPU、主备状态标志，同步电路、输入缓冲器、输出缓冲器、输出切换控制、输出转换电路、输出互斥电路、状态检测电路、逻辑或门电路、动态采集电路、电流检测器、过载保护电路和电压检测器；

其中：CAN通讯电路为CAN总线通讯接口电路，两个CAN通讯电路分别将第一CPU和第二CPU通过CAN总线与连锁主机相连接；

第一CPU和第二CPU分别通过主备状态标志和同步电路实现互联；其中：主备状态标志包括第一CPU和第二CPU的状态标志和状态显示电路，其分别与第一CPU和第二CPU相连接；同步电路为SCI串行数据接口电路，其通过SCI串行数据总线分别与第一CPU和第二CPU相连接；

输出缓冲器、输出切换控制和输出转换电路组成一路输出切换电路，三路输出切换电路构成输出切换单元；其中：输出缓冲器为输出接口缓冲器，第一CPU和第二CPU的输出端分别通过输出缓冲器连接至输出切换控制的输入端；输出缓冲器由多组缓冲器电路组成；输出切换控制为具有判断功能的二选一数字开关，其相当于一路输出信号来说具有两个输入端，一个输出端和两个控制端口；输出切换控制的两个控制端口分别与第一CPU和第二CPU相连接，输出端与一个输出转换电路的输入端相连接；

输出转换电路为输出推动电路，其输出端与负载连接；

输出互斥电路为输出互斥保护电路，其两个输入端分别与两个输出转换电路的输出端相连接，输出端分别与功率继电器K1、K2的控制端相连接；

逻辑或门电路的两个输入端分别与输出互斥电路的两个输出端相连接，输出端与功率继电器K3的控制端相连接；

输入缓冲器和动态采集电路组成一路输入采集电路，四路输入采集电路构成动态信号采集单元；输入缓冲器和状态检测电路组成开关量输入单元；动态信号采集单元和开关量输入单元组成输入电路部分；其中：输入缓冲器的一个输入端与一个动态采集电路的输出端相连接，其相应的输出端同时与第一CPU和第二CPU的一个输入端相连接；动态采集电路的输入端与检测信号B1-B4之中的一个信号端相连接；状态检测电路的三个输入端分别与功率继电器K1-K3的常闭触点输出端子相连接，状态检测电路的输出端输出检测信号B5，其与输入缓冲器的输入端相连接；

功率继电器J为输入电源控制部件，其具有两对主触点J1、J2，每对主触点均包含一个输入端子，一个常开输出端子和一个常闭输出端子，其中主触点J1的输入端子与正电源输入端XZ相连接，常开触点输出端子同时与功率继电器K1、K2的输入端子相连接，常闭触点输出端子与第一正输出端OUT1+相连接；主触点J2的输入端子与负电源输入端XF相连接，常开触点输出端子与功率继电器K3的输入端子相连接，常闭触点输出端子与负输出端OUT1-相连接；

功率继电器K1、K2、K3均为输出电源控制部件，分别具有一个输入触点端子、一个常开触点输出端子和一个常闭触点输出端子，其中：功率继电器K1的常开触点输出端子通过一个电流检测器与第一正输出端OUT1+相连接，功率继电器K2的常开触点输出端子通过另一个电流检测器与第二正输出端OUT2+相连接，功率继电器K3的常开触点输出端子直接与负输出端OUT1-相连接；