CN103389668A - 用于屏蔽门的热备份冗余中央控制盘 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于屏蔽门的热备份冗余中央控制盘，包括滤波隔离电路、隔离控制电路、两组可编程逻辑器件，每组可编程逻辑器件包括时钟模块、输入信号处理模块、译码模块、逻辑控制模块、通信模块以及输出信号处理模块，逻辑控制模块可通过通信模块监测另一组可编程逻辑器件的工作状态，通过运算控制两组可编程逻辑器件的工作模式，正常情况下，两组可编程逻辑器件轮流交替工作，其中一组出现故障时，自动切换由另一组继续工作，该中央控制盘可将因故障而使屏蔽门失控的时间控制在最短，增加列车的运行安全性。

Description

用于屏蔽门的热备份冗余中央控制盘
技术领域
本发明涉及屏蔽门中央控制盘，尤其涉及一种具有热备份冗余功能的中央控制盘。
背景技术
现有的列车屏蔽门控制器基本采用冷备的工作方式：采用两组相同的可编程逻辑器件，当一组可编程逻辑器件发生故障时，需要人工手动将故障可编程逻辑器件切换为另一组可编程逻辑器件。这类冷备份的工作方式存在很多缺陷，由于站台的整侧门都会受控于屏蔽门控制器，因此从故障发生到人工切换之间会造成整侧屏蔽门都处于不受控的状态，给列车的安全运营带来一定的隐患；另外，当屏蔽门发生故障时，必须先判断故障是否由可编程逻辑器件故障引起的，如果是其它故障引起的屏蔽门故障，操作人员冒然切换可编程逻辑器件，可能带来其它故障或危险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足而提供一种热备份冗余中央控制盘，中央控制盘内设置两组可编程逻辑器件，正常情况下，两组可编程逻辑器件相互监测，轮流交替工作，并能够在发现其中一组故障时，自动切换到无故障的一组可编程逻辑器件进行控制。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：用于屏蔽门的热备份冗余中央控制盘，包括滤波隔离电路、可编程逻辑器件、隔离控制电路，滤波隔离电路将信号输入可编程逻辑器件，可编程逻辑器件处理信号并转化为控制信号，并输出给隔离控制电路，其特征在于：所述可编程逻辑器件为两组，每组可编程逻辑器件均包括时钟模块、输入信号处理模块、译码模块、逻辑控制模块、通信模块以及输出信号处理模块：时钟模块用来产生控制信号处理时钟及相关串行通信时钟；输入信号处理模块用来对输入信号进行滤波处理；译码模块用来对信号系统过来的开关门信号译码成屏蔽门头控制组件所需要的开关门信号；通信模块用来完成两组可编程逻辑器件之间的相互通信以及与监控组件的串行通信功能；逻辑控制模块根据通信模块提供的通信信号，监测另一组可编程逻辑器件是否正常工作，并通过运算控制两组可编程逻辑器件轮流工作或单独工作；输出处理模块用来对输出控制信号进行处理，使控制组件可以可靠地对后级安全继电器组进行控制。
上述可编程逻辑器件为两片复杂可编程逻辑器件（CPLD）组合。
上述逻辑控制模块包括工作模式识别模块、热备份同步模块、反馈检测定时模块、反馈检测模块、控制输出模块；工作模式识别模块可识别两组可编程逻辑器件工作状态或单组可编程逻辑器件工作状态；热备份同步模块可实现两组可编程逻辑器件的同步：在两组可编程逻辑器件可正常工作的情况下，控制两组可编程逻辑器件轮流工作；反馈检测模块用来完成对输出反馈信号的检测；反馈检测定时产生模块包括检测定时器，保证在后级安全继电器组可靠的完成动作之后再进行检测；控制输出模块主要用来完成当一组可编程逻辑器件发生故障后对故障组件的输出信号进行切断并将输出控制权交由另一组可编程逻辑器件。
上述可编程逻辑器件中逻辑控制模块可根据监测到的另一组可编程逻辑器件的工作状态发出上报告警信息。
与现有技术相比，本发明的优点在于：设置两组可编程逻辑器件，每组可编程逻辑器件中的逻辑控制模块可不断监测另一组可编程逻辑器件的工作状态，判断另一组可编程逻辑器件是否存在故障，如监测到另一组可编程逻辑器件能正常工作，两组可编程逻辑器件将轮流交替工作，避免单组可编程逻辑器件长期单独工作，延长控制盘的使用寿命，减少其损坏的几率；如果其中一组可编程逻辑器件监测到另一组可编程逻辑器件发生故障，则自动切换由正常的可编程逻辑器件工作，并报警，将因故障使屏蔽门失控的时间控制在最短，增加列车的运行安全性；另外，可编程逻辑器件主要由复杂可编程逻辑器件（CPLD）构成，结构简单，安全可靠。
附图说明
图1是本发明中一组可编程逻辑器件的原理图。另一组原理图与图1相同。
图2是可编程逻辑器件中的一片CPLD的原理图。
图3是逻辑控制模块的原理图。
具体实施方式
下面结合附图、实施例对本发明进一步说明。
实施例，如图1的用于屏蔽门的热备份冗余中央控制盘，包括滤波隔离电路、可编程逻辑器件、隔离控制电路，输入信号通过滤波隔离电路输入可编程逻辑器件，可编程逻辑器件通过处理将输入信号转化为控制信号，并输出给隔离控制电路。输入信号包括上游信号系统发送过来的开关门信号、输出控制系统的反馈支路信号以及监控的几路关键信号。滤波隔离电路包括光耦隔离电路，输入毛刺滤除电路以及输入信号限幅电路，保证了可编程逻辑器件的抗干扰性和可靠性。隔离控制电路包括固态继电器隔离电路和过流保护电路。中央控制盘与控制组件、后级安全继电器等连接，控制屏蔽门。
为实现热备份冗余设计，可编程逻辑器件为两片复杂可编程逻辑器件（CPLD），两片CPLD均与滤波隔离电路和隔离控制电路连接，两片CPLD同时工作，完成整个控制过程，并且两片CPLD之间可相互传输信号。
每片CPLD包括时钟模块、输入信号处理模块、译码模块、逻辑控制模块、通信模块以及输出信号处理模块。
时钟模块主要用来产生控制信号处理时钟及相关串行通信时钟。输入信号处理模块主要用来对输入信号进行滤波处理，增加可靠性。译码模块主要用来对信号系统过来的开关门信号译码成屏蔽门头控制组件所需要的使能及开门信号。输出处理模块用来对输出控制信号进行处理，使控制组件可以可靠地对后级安全继电器组进行控制。通信模块可实现两片CPLD间的相互通信以及与监控组件的串行通信功能；逻辑控制模块可通过通信模块提供的信号，监测另一片CPLD的工作状态，判断其是否能正常工作，通过运算控制两组可编程逻辑器件的工作模式，也就是，两组可编程逻辑器件间相互监测，如果都可正常工作，则两组可编程逻辑器件将轮流交替工作；如果监测到一组可编程逻辑器件出现故障，则有正常的可编程逻辑器件单独工作。
CPLD中的逻辑控制模块可根据监测到的另一组可编程逻辑器件的工作状态发出上报告警信息，告警信息通过与监控组件的串行通信上报给上位机进行数据存储及显示。
CPLD中的逻辑控制模块包括工作模式识别模块、热备份同步模块、反馈检测定时模块、反馈检测模块、控制输出模块。
工作模式识别模块可识别两组可编程逻辑器件工作模式或单组可编程逻辑器件工作模式。热备份同步模块可实现两组可编程逻辑器件的同步：在两组可编程逻辑器件可正常工作的情况下，控制两组可编程逻辑器件交替工作。反馈检测模块用来完成对输出反馈信号的检测。反馈检测定时产生模块包括检测定时器，保证在后继的安全继电器组可靠的完成动作之后再进行检测。控制输出模块主要用来完成当一组可编程逻辑器件发生故障后对故障组件的输出信号进行切断并将输出控制权交由另一组可编程逻辑器件。

Claims (4)

1.用于屏蔽门的热备份冗余中央控制盘，包括滤波隔离电路、可编程逻辑器件、隔离控制电路，滤波隔离电路将信号输入可编程逻辑器件，可编程逻辑器件处理信号并转化为控制信号，并输出给隔离控制电路，其特征在于：所述可编程逻辑器件为两组，每组可编程逻辑器件均包括时钟模块、输入信号处理模块、译码模块、逻辑控制模块、通信模块以及输出信号处理模块：
时钟模块产生控制信号处理时钟及相关串行通信时钟；
输入信号处理模块对输入信号进行滤波处理；
译码模块对信号系统过来的开关门信号译码成屏蔽门头控制组件所需要的开关门信号；
通信模块完成两组可编程逻辑器件之间的相互通信以及与监控组件的串行通信功能；
逻辑控制模块根据通信模块提供的通信信号，监测另一组可编程逻辑器件是否正常工作，并通过运算控制两组可编程逻辑器件轮流工作或单独工作；
输出处理模块用来对输出控制信号进行处理，使控制组件可以可靠地对后级安全继电器组进行控制。
2.根据权利要求1所述的用于屏蔽门的热备份冗余中央控制盘，其特征在于：所述可编程逻辑器件为两片复杂可编程逻辑器件（CPLD）组合。
3. 根据权利要求2或3所述的用于屏蔽门的热备份冗余中央控制盘，其特征在于：所述逻辑控制模块包括工作模式识别模块、热备份同步模块、反馈检测定时模块、反馈检测模块、控制输出模块；
工作模式识别模块识别两组可编程逻辑器件工作状态或单组可编程逻辑器件工作状态；
热备份同步模块可实现两组可编程逻辑器件的同步：在两组可编程逻辑器件可正常工作的情况下，控制两组可编程逻辑器件轮流工作；
反馈检测模块对输出反馈信号进行检测；
反馈检测定时产生模块包括检测定时器，保证在后级安全继电器组可靠的完成动作之后再进行检测；
控制输出模块主要用来完成当一组可编程逻辑器件发生故障后对故障组件的输出信号进行切断并将输出控制权交由另一组可编程逻辑器件。
4. 根据权利要求2所述的用于屏蔽门的热备份冗余中央控制盘，其特征在于：所述逻辑控制模块可根据监测到的另一组可编程逻辑器件的工作状态发出上报告警信息。
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