CN107831751B - 一种全电子信号控制模块 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种全电子信号控制模块，该全电子信号控制模块连接于计算机联锁系统的联锁逻辑单元和室外信号灯之间，以插卡方式安装于预设机笼内，具有热插拔功能；全电子信号控制模块包括：相互连接的逻辑控制单元和强电控制单元；其中，逻辑控制单元，用于通过联锁逻辑单元接收计算机联锁系统中的操作表示机的控制指令，并根据控制指令对强电控制单元实施控制；强电控制单元，用于通过执行控制指令实现对室外信号灯的控制。通过该实施例方案，实现了信号灯控制的全电子化、小型化、通用化、集成化和智能化。

Description

一种全电子信号控制模块
技术领域
本发明实施例涉及轨道控制技术，尤指一种全电子信号控制模块。
背景技术
在当前我国信号系统中，联锁系统用于车站信号控制，计算机联锁设备已推广应用近二十年，已形成比较成熟的产品结构和技术条件。目前的计算机联锁设备其控制逻辑及外部结构仍继承于6502电气集中联锁系统，其外部设备仍以重力型安全继电器为媒介进行安全输入输出控制，通过控制重力型安全继电器线圈吸起或落下操纵室外设备动作，通过继电器接点状态获得室外设备状态。
如图1所示，是采用重力型安全继电器组成的进站信号灯控制电路。在该电路中，共采用7个重力型安全继电器，分别是1DJ一灯丝继电器、2DJ二灯丝继电器、LXJ列车信号继电器、ZXJ正线继电器、TXJ通过信号继电器、LUXJ绿黄信号继电器、YXJ引导信号继电器，并且电路中用到了三个保险丝，分别为RD1、RD2和RD3。该电路能控制室外的5个灯位。
计算机联锁系统与信号控制电路的连接关系如图2所示，计算机联锁系统通过输入输出单元控制信号灯控制电路中的继电器或者采集信号灯控制电路继电器的接点状态。
红灯点灯电路：LXJ落下；
绿灯点灯电路：LXJ吸起、ZXJ吸起、TXJ吸起；
黄灯点灯电路：LXJ吸起、ZXJ吸起、TXJ落下、LUXJ落下；
双黄灯点灯电路：LXJ吸起、ZXJ落下、TXJ落下(先接通2U灯电路再接通U灯电路2DJ吸起，然后DJ吸起)；
绿黄灯点灯电路：LXJ吸起、ZXJ吸起、LUXJ吸起、TXJ落下；
引导点灯电路：LXJ落下、YXJ吸起；
采用重力型安全继电器的控制电路主要存在如下问题：
1、体积大：单个重力型继电器体积就比较大，要实现一个进站信号灯的电路需要7个继电器，整个控制电路占用空间非常大，一些其它类型的信号灯控制电路需要更多的重力型继电器；
2、施工复杂：信号控制电路中使用的多个重力型继电器、按钮、保险丝等器件，都要进行配线，配线数量多，施工难度大，且容易出错，检查和校核都比较困难；
3、无监测：信号控制电路中没有监测电路，无法检测信号灯的电流和电压值，无法进行状态分析和故障预判；
4、维护困难：信号控制电路中器件多，配线复杂，一旦发生故障，很难迅速定位故障原因，给系统维护带来很大的压力；同时各种信号灯使用的继电器的数量、种类和配线也不一样，也不利于现场维护。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种全电子信号控制模块，能够实现信号灯控制的全电子化、小型化、通用化、集成化和智能化。
为了达到本发明实施例目的，本发明实施例提供了一种全电子信号控制模块，该全电子信号控制模块连接于计算机联锁系统的联锁逻辑单元和室外信号灯之间，以插卡方式安装于预设机笼内，具有热插拔功能；全电子信号控制模块包括：相互连接的逻辑控制单元和强电控制单元；
其中，逻辑控制单元，用于通过联锁逻辑单元接收计算机联锁系统中的操作表示机的控制指令，并根据控制指令对强电控制单元实施控制；
强电控制单元，用于通过执行控制指令实现对室外信号灯的控制。
可选地，逻辑控制单元包括：相互独立的多个通道；
每个通道包括：中央处理器CPU、DP总线通信接口电路、以及笼号/槽号采集电路；
其中，CPU分别与DP总线通信接口电路和笼号/槽号采集电路相连；DP总线通信接口电路通过背板总线与计算机联锁系统的一个联锁逻辑单元相连；笼号/槽号采集电路与该预设机笼相连；
每两个通道之间的CPU通过第一光耦相连。
可选地，多个通道为两个，分别为第一通道和第二通道；第一通道和第二通道形成二取二架构。
可选地，强电控制单元分别通过多个第二光耦与对应的多个通道中的CPU相连；
强电控制单元包括：分别与每个第二光耦相连的安全与门和继电器模块；还包括：与多个通道相对应的多套动态采集安全电路、电流采集电路以及电压采集电路；多套动态采集安全电路、电流采集电路以及电压采集电路分别与多个第二光耦相连。
可选地，安全与门和继电器模内包括：安全与门，安全与门受第一通道中的第一CPU和第二通道中的第二CPU的动态脉冲控制，当两个CPU中的任意一个无脉冲信号输出时，安全与门切断输出；
安全与门和继电器模块，用于通过导通和断开来控制室外信号灯的亮灭；
电流采集电路，用于采集每个室外信号灯的电流信息，并反馈给联锁逻辑单元；
电压采集电路，用于采集每个室外信号灯的电压信息，并反馈给联锁逻辑单元；
动态采集安全电路，用于采集外部空气开关触点的动作信息，并反馈给联锁逻辑单元。
可选地，电流采集电路包括：依次相连的模/数A/D转换电路、第一信号调理采集电路和霍尔电流传感器；其中，A/D转换电路与第二光耦相连，霍尔电流传感器设置于室外信号灯的负载回路中；
电压采集电路包括：依次相连的A/D转换电路、第二信号调理采集电路和电压互感器；其中，电压互感器与每个室外信号灯并联。
可选地，室外信号灯包括：禁止灯位和允许灯位；禁止灯位用于禁止车辆运行，允许灯位用于允许车辆运行，并且禁止灯位和允许灯位为互斥关系；
室外信号灯包括多组，每组室外信号灯中至少包括一个禁止灯位和一个允许灯位；一个禁止灯位和一个允许灯位至少通过一个安全与门和继电器模进行控制。
可选地，
在每组室外信号灯中，禁止灯位与安全与门和继电器模中的禁止灯位开关的常闭触点串连后与电源相连，以在常态下保持禁止灯位被点亮；禁止灯位开关的常开触点与允许灯位串联后与电源相连，以根据控制指令控制禁止灯位开关将允许灯位点亮；
每个允许灯位分别与一个安全与门和继电器模中的允许灯位开关串联，以在禁止灯位开关的常开触点在控制指令的控制下闭合后，通过允许灯位开关控制电路导通后使允许灯位被点亮。
可选地，逻辑控制单元通过联锁逻辑单元接收计算机联锁系统中的操作表示机的控制指令，并根据控制指令对强电控制单元实施控制包括：
当计算机联锁系统需要控制室外信号灯的亮灭时，多个通道中的每个通道分别通过各自的DP总线通信接口电路接收联锁逻辑单元发送的控制指令，每个通道的CPU对控制指令校验无误后，通过安全与门控制禁止灯位开关的导通和断开；
其中，如果在接收控制指令之前，禁止灯位被点亮，则控制禁止灯位开关的常闭触点断开，并控制禁止灯位开关的常开触点导通，以控制禁止灯位熄灭；并在禁止灯位开关的常开触点导通后，控制需要点亮的允许灯位所对应的允许灯位开关导通，以点亮该需要点亮的允许灯位；
如果在接收控制指令之前，允许灯位被点亮，则控制需要熄灭的允许灯位所对应的允许灯位开关断开，控制禁止灯位开关的常闭触点导通，并控制禁止灯位开关的常开触点断开，以控制需要熄灭的允许灯位熄灭，并控制禁止灯位被点亮。
可选地，逻辑控制单元根据控制指令对强电控制单元实施控制还包括：
在禁止灯位被点亮时，通过每个禁止灯位对应的电流采集电路和电压采集电路采集被点亮的禁止灯位的第一电流信息和第一电压信息，以通过第一电流信息和第一电压信息判断禁止灯位是否处于正常点亮状态；
在允许灯位被点亮时，通过每个允许灯位对应的电流采集电路和电压采集电路采集被点亮的允许灯位的第二电流信息和第二电压信息，以通过第二电流信息和第二电压信息判断允许灯位是否处于正常点亮状态。
本发明实施例包括：该全电子信号控制模块连接于计算机联锁系统的联锁逻辑单元和室外信号灯之间，以插卡方式安装于预设机笼内，具有热插拔功能；全电子信号控制模块包括：相互连接的逻辑控制单元和强电控制单元；其中，逻辑控制单元，用于通过联锁逻辑单元接收计算机联锁系统中的操作表示机的控制指令，并根据控制指令对强电控制单元实施控制；强电控制单元，用于通过执行控制指令实现对室外信号灯的控制。通过该实施例方案，实现了信号灯控制的全电子化、小型化、通用化、集成化和智能化。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明实施例技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明实施例的技术方案，并不构成对本发明实施例技术方案的限制。
图1为当前的进站信号灯控制电路示意图；
图2为当前的计算机联锁系统与信号灯控制电路的连接示意图；
图3为本发明实施例的计算机联锁系统与全电子信号控制模块连接示意图；
图4为本发明实施例的全电子信号控制模块原理框图；
图5为本发明实施例的全电子信号控制模块信号灯控制原理示意图，本图分为第一部分和第二部分，其中第二部分和第一部分完全一样，第二部分不再画出。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
为了达到本发明实施例目的，本发明实施例提供了一种全电子信号控制模块，如图3所示，该全电子信号控制模块连接于计算机联锁系统的联锁逻辑单元和室外信号灯之间，以插卡方式安装于预设机笼内，具有热插拔功能；全电子信号控制模块包括：相互连接的逻辑控制单元1和强电控制单元2；
其中，逻辑控制单元1，用于通过联锁逻辑单元接收计算机联锁系统中的操作表示机的控制指令，并根据控制指令对强电控制单元实施控制；
强电控制单元2，用于通过执行控制指令实现对室外信号灯的控制。
在本发明实施例中，提出了一种全电子信号控制模块，将计算机联锁系统中输入输出单元与信号控制电路结合在一起，实现了信号灯控制的全电子化、小型化、通用化、集成化、智能化，解决了上述采用重力型安全继电器的信号控制电路存在的问题，同时信号控制模块能够适应于国铁、地方铁路、地铁和有轨电车的目前所有信号灯；如：三显示、四显示、常态灭灯进站信号灯，半自动闭塞、三显示自动闭塞、四显示自动闭塞、常态灭灯出站信号灯，进路信号灯，通过信号灯，预告信号灯，接近信号灯，调车信号灯，驼峰信号灯及复示信号灯，全电子信号控制模块同时适用于灯泡式和LED式信号灯。
可选地，逻辑控制单元1包括：相互独立的多个通道；
每个通道包括：中央处理器CPU、DP总线通信接口电路、以及笼号/槽号采集电路；
其中，CPU分别与DP总线通信接口电路和笼号/槽号采集电路相连；DP总线通信接口电路通过背板总线与计算机联锁系统的一个联锁逻辑单元相连；笼号/槽号采集电路与该预设机笼相连；
每两个通道之间的CPU通过第一光耦相连。
在本发明实施例中，如图4所示，下面以该多个通道为两个通道时为例进行说明。
可选地，多个通道为两个，分别为第一通道11(即通道1)和第二通道12(即通道2)；第一通道11和第二通道12形成二取二架构。
在本发明实施例中，第一通道11和第二通道12完全一样和对称，符合铁路信号控制系统的安全性要求。第一通道11和第二通道12为逻辑控制部分，其中，第一通道11包括第一CPU、第一DP总线通信接口电路和第一笼号/槽号采集电路，第一CPU分别与第一DP总线通信接口电路和第一笼号/槽号采集电路相连；第一DP总线通信接口电路与计算机联锁系统的一个联锁逻辑单元(如联锁逻辑单元A)相连；第一笼号/槽号采集电路与当前所在机笼相连，用于接收笼号/槽号信息。第二通道12包括第二CPU、第二DP总线通信接口电路和第二笼号/槽号采集电路，第二CPU分别与第二DP总线通信接口电路和第二笼号/槽号采集电路相连；第二DP总线通信接口电路与计算机联锁系统的另一个联锁逻辑单元(如联锁逻辑单元B)相连；第二笼号/槽号采集电路与当前所在机笼相连，用于接收笼号/槽号信息。
在本发明实施例中，两个通道通过隔离光耦，即上述的第一光耦实现数据交互和表决。
可选地，强电控制单元2分别通过多个第二光耦与对应的多个通道中的CPU相连。
在本发明实施例中，如图4所示，该多个第二光耦可以包括第二光耦-1和第二光耦-2，强电控制单元2通过第二光耦-1与第一通道11的第一CPU相连，并通过第二光耦-2与第二通道12的第二CPU相连。
可选地，强电控制单元2包括：分别与每个第二光耦(如第二光耦-1和第二光耦-2)相连的安全与门和继电器模块21。
可选地，安全与门和继电器模21内包括：安全与门211，安全与门211受多个通道(如第一通道11和第二通道12)的动态脉冲控制，当多个通道中的任意一个无脉冲信号输出时，安全与门切断输出。具体地，安全与门受第一通道中的第一CPU和第二通道中的第二CPU的动态脉冲控制，当两个CPU中的任意一个无脉冲信号输出时，安全与门切断输出。
安全与门和继电器模块21，用于通过导通和断开来控制室外信号灯的亮灭。
在本发明实施例中，安全与门和继电器模块21还可以包括禁止灯位开关212、允许灯位开关213和灯组常态亮灯或灭灯选择开关214。
在本发明实施例中，禁止灯位开关212可以包括K1～K4，用于通过导通和断开来控制室外禁止信号灯的亮灭。允许灯位开关213可以包括S1～S6，用于通过导通和断开控制室外允许信号灯的亮灭。灯组常态亮灯或灭灯选择开关214可以包括S7～S10，用于通过导通和断开控制整个灯组的亮灭，以适应信号灯组常态亮灯或常态灭灯的应用场景。
在本发明实施例中，由于禁止灯位和允许灯位是互斥关系，禁止灯位开关K1～K4(212)是控制机禁止灯位和允许灯位切换的关键继电器，为了保证安全，禁止灯位开关可以采用安全型继电器，安全型继电器能够保证其常开接点和常闭接点为互斥状态，并且采用安全与门控制安全型继电器，安全与门受第一通道11和第二通道12的动态脉冲控制，一旦第一通道11和第二通道12的CPU故障或程序跑飞，无脉冲信号输出时，则安全与门立即切断输出。而且整个安全与门是一种具有固有安全特性的电路，电路中任何一个器件失效，安全与门均能保证切断输出，安全型继电器可靠落下，禁止灯位自动点亮，保证列车运行安全。
在本发明实施例中，允许灯位开关S1～S6(213)以及信号灯组常态亮灯或灭灯选择开关S7～S10(214)均可以采用可控硅电子开关；可控硅电子开关体积小、发热量低，可避免机械开关出现的接点拉弧、接点粘连等问题，提高模块寿命和可用性。
可选地，强电控制单元2还可以包括：与多个通道(如第一通道11和第二通道12)相对应的多套动态采集安全电路22(如22-1和22-2)、电流采集电路23(如23-1和23-2)以及电压采集电路24(如24-1和24-2)；多套动态采集安全电路22、电流采集电路23以及电压采集电路24分别与多个第二光耦相连。
在本发明实施例中，如图4所示，动态采集安全电路22-1、电流采集电路23-1以及电压采集电路24-1均与第二光耦-1相连；动态采集安全电路22-2、电流采集电路23-2以及电压采集电路24-2均与第二光耦-2相连。
在本发明实施例中，电流采集电路23用于采集每个室外信号灯的电流信息，并反馈给联锁逻辑单元；电压采集电路23用于采集每个室外信号灯的电压信息，并反馈给联锁逻辑单元；动态采集安全电路22用于采集外部空气开关触点的动作信息，并反馈给联锁逻辑单元。
可选地，电流采集电路23可以包括：依次相连的模/数A/D转换电路25(如25-1)、第一信号调理采集电路231(包括231-1和231-2)和霍尔电流传感器232；其中，A/D转换电路25与第二光耦相连，霍尔电流传感器232设置于室外信号灯的负载回路中；
电压采集电路24可以包括：依次相连的A/D转换电路25(如25-2)、第二信号调理采集电路241(包括241-1和241-2)和电压互感器242；其中，电压互感器242与每个室外信号灯并联。
在本发明实施例中，全电子信号控制模块可以在信号控制回路上设计高精度霍尔电流传感器和电压互感器，全电子信号控制模块和室外有隔离性能，避免了外部EMC的串扰到信号控制板上。电流采集电路23和电压采集电路24均采用了14bit A/D转换芯片实时采集控制信号灯的电流和电压值，通过高精度采样电流值和电压值，来判定该信号灯哪个灯位点亮。高精度的采集同时也能够实现信号灯主灯丝断丝采集的判断。并且每路灯位控制都使用了双断控制，防止了外部混线。
可选地，室外信号灯包括：禁止灯位和允许灯位；禁止灯位用于禁止车辆运行，允许灯位用于允许车辆运行；
室外信号灯包括多组，每组室外信号灯中至少包括一个禁止灯位和一个允许灯位；一个禁止灯位和一个允许灯位至少通过一组灯位进行控制。
在本发明实施例中，如图5实施例所示，分为第一部分和第二部分，可以包括4组室外信号灯，其中，第一部分控制第一组信号灯和第二组信号灯，第二部分控制第三组信号灯和第四组信号灯。第一组可以包括：禁止灯位D0、允许灯位D1和允许灯位D2；第二组可以包括：禁止灯位D3和允许灯位D4；第三组可以包括：禁止灯位D5、允许灯位D6和允许灯位D7；第四组可以包括：禁止灯位D8和允许灯位D9；四组室外信号灯共包括D0-D9十个灯位。
在本发明实施例中，在4组室外信号灯中，均至少包括一个禁止灯位开关和一个允许灯位开关，例如，第一组包括：禁止灯位开关K1、允许灯位开关S1、允许灯位开关S2，以及信号灯组常态亮灯或灭灯选择开关S7；第二组包括：禁止灯位开关K2、允许灯位开关S3，以及信号灯组常态亮灯或灭灯选择开关S8；第三组包括：禁止灯位开关K3、允许灯位开关S4、允许灯位开关S5，以及信号灯组常态亮灯或灭灯选择开关S9；第四组包括：禁止灯位开关K4和允许灯位开关S6，以及信号灯组常态亮灯或灭灯选择开关S10。
可选地，在每组室外信号灯中，禁止灯位与禁止灯位开关的常闭触点串连后与电源相连，以在常态下保持禁止灯位被点亮；禁止灯位开关的常开触点与允许灯位串联后与电源相连，以根据控制指令控制禁止灯位开关将允许灯位点亮；
每个允许灯位分别与一个固态继电器串联，以在禁止灯位开关的常开触点在控制指令的控制下闭合后，通过允许灯位开关控制电路导通后使允许灯位被点亮。
在本发明实施例中，仍如图5实施例所示，在第一组中，禁止灯位开关K1的两个常闭触点与禁止灯位D0串联，禁止灯位开关K1的两个常开触点分别与允许灯位D1和允许灯位D2串联；允许灯位开关S1与允许灯位D1串联，以控制允许灯位D1的亮灭；允许灯位开关S2与允许灯位D2串联，以控制允许灯位D2的亮灭。在第二组中，禁止灯位开关K2的两个常闭触点与禁止灯位D3串联，禁止灯位开关K2的两个常开触点与允许灯位D4串联；允许灯位开关S3与允许灯位D4串联，以控制允许灯位D4的亮灭。在第三组中，禁止灯位开关K3的两个常闭触点与禁止灯位D5串联，禁止灯位开关K3的两个常开触点分别与允许灯位D6和允许灯位D7串联；允许灯位开关S4与允许灯位D6串联，以控制允许灯位D6的亮灭；允许灯位开关S5与允许灯位D7串联，以控制允许灯位D7的亮灭。在第四组中，禁止灯位开关K4的两个常闭触点与禁止灯位D8串联，禁止灯位开关K4的两个常开触点与允许灯位D9串联；允许灯位开关S6与允许灯位D9串联，以控制允许灯位D9的亮灭。
可选地，逻辑控制单元通过联锁逻辑单元接收计算机联锁系统中的操作表示机的控制指令，并根据控制指令对强电控制单元实施控制包括：
当计算机联锁系统需要控制室外信号灯的亮灭时，多个通道中的每个通道分别通过各自的DP总线通信接口电路接收联锁逻辑单元发送的控制指令，每个通道的CPU对控制指令校验无误后，通过安全与门控制禁止灯位开关的导通和断开；
其中，如果在接收控制指令之前，禁止灯位被点亮，则控制禁止灯位开关的常闭触点断开，并控制禁止灯位开关的常开触点导通，以控制禁止灯位熄灭；并在禁止灯位开关的常开触点导通后，控制需要点亮的允许灯位所对应的允许灯位开关导通，以点亮该需要点亮的允许灯位；
如果在接收控制指令之前，允许灯位被点亮，则控制需要熄灭的允许灯位所对应的允许灯位开关断开，控制禁止灯位开关的常闭触点导通，并控制禁止灯位开关的常开触点断开，以控制需要熄灭的允许灯位熄灭，并控制禁止灯位被点亮。
可选地，逻辑控制单元根据控制指令对强电控制单元实施控制还包括：
在禁止灯位被点亮时，通过每个禁止灯位对应的电流采集电路和电压采集电路采集被点亮的禁止灯位的第一电流信息和第一电压信息，以通过第一电流信息和第一电压信息判断禁止灯位是否处于正常点亮状态；
在允许灯位被点亮时，通过每个允许灯位对应的电流采集电路和电压采集电路采集被点亮的允许灯位的第二电流信息和第二电压信息，以通过第二电流信息和第二电压信息判断允许灯位是否处于正常点亮状态。
在本发明实施例中，安全与门和继电器模是控制信号灯的全电子信号控制模块导向安全的关键电路。当全电子信号控制模块出现故障时，模块会导向安全侧，安全与门无输出，禁止灯位开关常闭触点闭合，使得全电子信号控制模块导向安全侧，点亮禁止灯位。电压采集电路和电流采集电路能判定所控制的灯位是否点亮。
本发明实施例包括：该全电子信号控制模块连接于计算机联锁系统的联锁逻辑单元和室外信号灯之间，以插卡方式安装于预设机笼内，具有热插拔功能；全电子信号控制模块包括：相互连接的逻辑控制单元和强电控制单元；其中，逻辑控制单元，用于通过联锁逻辑单元接收计算机联锁系统中的操作表示机的控制指令，并根据控制指令对强电控制单元实施控制；强电控制单元，用于通过执行控制指令实现对室外信号灯的控制。通过该实施例方案，实现了信号灯控制的全电子化、小型化、集成化和智能化。
全电子信号控制模块相比原采用重力型安全继电器的控制电路，主要有如下优点：
1、集成度高：采用小型安全型继电器和电子开关，模块高度集成，体积小，单模块可以至少控制2个列车信号灯或4架调车信号灯；
2、施工简单：模块采用插卡式设计，安装在专用机笼内，无需额外的配线，只需连接控制电源线以及模块与室外信号灯的控制信号线，缩短施工周期，降低配线出错概率，大幅提高调试效率；
3、精确监测：模块能采集信号灯的电压和电流值，能在维护终端上显示电压电流的信息，提前进行故障预判；
4、维护方便：全电子信号控制模块支持热插拔，如果出现模块，直接更换模块即可，可以在很短的时间内排除故障，恢复系统正常运行。并且模块具有全面的自诊断功能，如果模块自身故障或器件失效，模块能够自动上报故障定位信息，方便模块的维修和诊断。
虽然本发明实施例所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明实施例。任何本发明实施例所属领域内的技术人员，在不脱离本发明实施例所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明实施例的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (3)

1.一种全电子信号控制模块，其特征在于，所述全电子信号控制模块连接于计算机联锁系统的联锁逻辑单元和室外信号灯之间，以插卡方式安装于预设机笼内，具有热插拔功能；所述全电子信号控制模块包括：相互连接的逻辑控制单元和强电控制单元；
其中，所述逻辑控制单元，用于通过所述联锁逻辑单元接收所述计算机联锁系统中的操作表示机的控制指令，并根据所述控制指令对所述强电控制单元实施控制；
所述强电控制单元，用于通过执行所述控制指令实现对所述室外信号灯的控制；
所述逻辑控制单元包括：相互独立的多个通道；每个通道包括：中央处理器CPU、DP总线通信接口电路、以及笼号/槽号采集电路；其中，所述CPU分别与所述DP总线通信接口电路和所述笼号/槽号采集电路相连；所述DP总线通信接口电路通过背板总线与所述计算机联锁系统的一个联锁逻辑单元相连；所述笼号/槽号采集电路与所述预设机笼相连；每两个通道之间的CPU通过第一光耦相连；所述多个通道为两个，分别为第一通道和第二通道；所述第一通道和第二通道形成二取二架构；
所述强电控制单元分别通过多个第二光耦与对应的所述多个通道中的CPU相连；所述强电控制单元包括：分别与每个所述第二光耦相连的安全与门和继电器模块；还包括：与所述多个通道相对应的多套动态采集安全电路、电流采集电路以及电压采集电路；所述多套动态采集安全电路、电流采集电路以及电压采集电路分别与所述多个第二光耦相连；
所述安全与门和继电器模块包括：安全与门，所述安全与门受所述第一通道中的第一CPU和所述第二通道中的第二CPU的动态脉冲控制，当两个CPU中的任意一个无脉冲信号输出时，所述安全与门切断输出；所述安全与门和继电器模块，用于通过导通和断开来控制所述室外信号灯的亮灭；所述电流采集电路，用于采集每个所述室外信号灯的电流信息，并反馈给所述联锁逻辑单元；所述电压采集电路，用于采集每个所述室外信号灯的电压信息，并反馈给所述联锁逻辑单元；所述动态采集安全电路，用于采集外部空气开关触点的动作信息，并反馈给所述联锁逻辑单元；
所述电流采集电路包括：依次相连的模/数A/D转换电路、第一信号调理采集电路和霍尔电流传感器；其中，所述A/D转换电路与所述第二光耦相连，所述霍尔电流传感器设置于所述室外信号灯的负载回路中；所述电压采集电路包括：依次相连的所述A/D转换电路、第二信号调理采集电路和电压互感器；其中，所述电压互感器与每个所述室外信号灯并联；
所述室外信号灯包括：禁止灯位和允许灯位；所述禁止灯位用于禁止车辆运行，所述允许灯位用于允许车辆运行，并且所述禁止灯位和所述允许灯位为互斥关系；所述室外信号灯包括多组，每组室外信号灯中至少包括一个禁止灯位和一个允许灯位；所述一个禁止灯位和一个允许灯位至少通过一个安全与门和继电器模块进行控制；
在所述每组室外信号灯中，所述禁止灯位与所述安全与门和继电器模块中的禁止灯位开关的常闭触点串连后与电源相连，以在常态下保持所述禁止灯位被点亮；所述禁止灯位开关的常开触点与所述允许灯位串联后与所述电源相连，以根据所述控制指令控制所述禁止灯位开关将所述允许灯位点亮；每个所述允许灯位分别与一个所述安全与门和继电器模块中的允许灯位开关串联，以在所述禁止灯位开关的常开触点在所述控制指令的控制下闭合后，通过所述允许灯位开关控制电路导通后使所述允许灯位被点亮。
2.根据权利要求1所述的全电子信号控制模块，其特征在于，所述逻辑控制单元通过所述联锁逻辑单元接收所述计算机联锁系统中的操作表示机的控制指令，并根据所述控制指令对所述强电控制单元实施控制包括：
当所述计算机联锁系统需要控制所述室外信号灯的亮灭时，所述多个通道中的每个通道分别通过各自的DP总线通信接口电路接收所述联锁逻辑单元发送的所述控制指令，所述每个通道的CPU对所述控制指令校验无误后，通过所述安全与门控制所述禁止灯位开关的导通和断开；
其中，如果在接收所述控制指令之前，所述禁止灯位被点亮，则控制所述禁止灯位开关的常闭触点断开，并控制所述禁止灯位开关的常开触点导通，以控制所述禁止灯位熄灭；并在所述禁止灯位开关的常开触点导通后，控制需要点亮的允许灯位所对应的所述允许灯位开关导通，以点亮该需要点亮的允许灯位；
如果在接收所述控制指令之前，所述允许灯位被点亮，则控制需要熄灭的允许灯位所对应的所述允许灯位开关断开，控制所述禁止灯位开关的常闭触点导通，并控制所述禁止灯位开关的常开触点断开，以控制所述需要熄灭的允许灯位熄灭，并控制所述禁止灯位被点亮。
3.根据权利要求2所述的全电子信号控制模块，其特征在于，所述逻辑控制单元根据所述控制指令对所述强电控制单元实施控制还包括：
在所述禁止灯位被点亮时，通过每个禁止灯位对应的电流采集电路和电压采集电路采集被点亮的所述禁止灯位的第一电流信息和第一电压信息，以通过所述第一电流信息和第一电压信息判断所述禁止灯位是否处于正常点亮状态；
在所述允许灯位被点亮时，通过每个允许灯位对应的电流采集电路和电压采集电路采集被点亮的所述允许灯位的第二电流信息和第二电压信息，以通过所述第二电流信息和第二电压信息判断所述允许灯位是否处于正常点亮状态。
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