CN207420322U

CN207420322U - 一种三重化架构的轨道交通站台屏蔽门控制系统

Info

Publication number: CN207420322U
Application number: CN201720851650.6U
Authority: CN
Inventors: 沈子涵
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-07-13
Filing date: 2017-07-13
Publication date: 2018-05-29
Anticipated expiration: 2027-07-13

Abstract

本实用新型公开了一种三重化架构的轨道交通站台屏蔽门控制系统，包括一个控制器单元、输入模件单元、输出模件单元，控制器单元输入端与输入模件单元通讯连接，输出端与输出模件单元通讯连接，输入模件单元、输出模件单元分别与现场传感器、执行设备连接。其中：控制器单元包括三个独立的控制器；输入模件单元包括三个独立的输入模件；输出模件单元包括三个独立的输出模件；控制器单元中的各控制器通过通讯网络与输入模件单元、输出模件单元中的各输入模件、输出模件一一对应分别通讯。本实用新型的三重化构架的轨道交通站台屏蔽门控制系统，其结构简单，能够提高现有的轨道交通站台屏蔽门的稳定性和可靠性。

Description

一种三重化架构的轨道交通站台屏蔽门控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种三重化架构的轨道交通站台屏蔽门控制系统，特别适用于轨道交通站台屏蔽门的控制，能有效提高整个系统的可靠性和可用性。

背景技术

屏蔽门中央控制系统主要是接受外部系统信号的开/关门指令，经逻辑运算后，发出开/ 关屏蔽门的指令，再把屏蔽门各种处理后的状态信号传送给外部系统的一种控制系统。传统的屏蔽门中央控制系统包括单独的中央控制器、单独的电源模块，单独的网络模块，单独的输入输出设备。当中央控制器出现故障或异常时，又没有其他的补救措施及检查方法，容易使屏蔽门系统出现故障及差错，从而无法保证屏蔽门系统的工作实时性和可靠性。

因此需要一种系统能够解决轨道交通站台屏蔽门运行可靠性问题，同时又能够减少设备误动的控制系统。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种能够提高现有的轨道交通站台屏蔽门控制系统可靠性、同时又能够有效提高可用性的控制系统，可大大提高系统的稳定性和可靠性。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种三重化架构的轨道交通站台屏蔽门控制系统，包括控制器单元、输入模件单元、输出模件单元；控制器单元的输入端与输入模件单元通讯连接，输出端与输出模件单元连接，输入模件单元、输出模件单元分别连接现场传感器、执行设备；其特征在于：所述控制器单元包括三个独立的控制器；输入模件单元包括三个独立的输入模件；输出模件单元包括三个独立的输出模件；控制器单元中的各控制器通过通讯网络与输入模件单元和输出模件单元中的输入模件、输出模件一对应的分别通讯。

所述控制器单元的各控制器中均包括四个通讯电路、一个表决电路和一个MCU单元；每个控制器中MCU与输入模件单元中对应该控制器的输入模件的输出端相连，MCU的处理信号输出端分三路传输，一路与所述表决电路的输入端通讯连接，另二路分别通过二个通讯电路与该控制器单元的另二个控制器通讯连接，输出信号为采集信号或逻辑运算结果；每个控制器中表决电路的输入端同时通过另二个通讯电路分别连接另二个独立控制器，表决电路的输出端通过MCU与所述输出模件单元对应的输出模件的输入端相连。

所述的输出模件单元，还包括输出控制表决模块，所述的输出控制表决模块的输入端与所述的三个独立的输出模件通讯连接，输出端连接现场的执行设备。

本实用新型相比现有技术具有以下优点：

1、本实用新型每个控制器单元中包括三个独立的控制器，它们各自通过通讯网络与输入模件单元、输出模件中所包括三个独立的输入模件和三个输出模件分别一一对应通讯，形成三冗余控制器与输入模件、输出模块通讯分支，该冗余的三分支形式结合3-2-1的降级模式运行(即当有一个分支故障时，降级为双冗余模式；当有两个分支故障时，降级为单机运行模式)，不会因为单个设备的故障而导致系统的误动或拒动，能够有效保证系统运行的容错性和可用性。

2、在控制器中增加同步模块，对接收输入模块的采集信号进行控制器单元的同步，由各控制器分别进行逻辑运算后，再对采集信号的逻辑运算结果进行控制器单元内的同步，同步的运算结果分别输出至对应的输出模件，通过输出模件单元中的输出控制表决模块再次进行同步后，输出至外部的现场执行设备，保证了各控制器和输入模件、输出模件的独立性，同时进一步增强了系统运行的可靠性。

3、同时每个现场传感器由三个输入模件进行采集，任何一个输入模件或者总线的故障. 不会导致系统故障，提高了系统的可靠性。

4、由于本系统控制器单元的通讯和表决由硬件自动完成，无需软件参与，大大降低了控制器处理负荷，提高系统的运行效率。

5、本实用新型是三重化构架的轨道交通站台屏蔽门控制系统，其结构简单，能有效提高现有的微网控制系统的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型三重化构架的轨道交通站台屏蔽门控制系统结构示意图；

图2为图1中控制器1的电路原理图；

图3为图1三重化构架的轨道交通站台屏蔽门控制系统工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

本实用新型三重化构架的轨道交通站台屏蔽门控制系统，如图1所示，它包括现场传感器1、输入模件单元2、控制器单元3、输出模件单元4、现场执行设备5。控制器单元3的输入端与输入模件单元2通讯连接，输出端与输入模件单元2通讯连接，输入模件单元2输入端连接现场传感器1，输出模件单元4输出端连接现场执行设备5。

其中，控制器单元3是由三个独立的控制器1、控制器2、控制器3组成控制器组；输入模件单元2是由三个独立的输入模件1、输入模件2、输入模件3组成输入模件组；输出模件单元4是由三个独立的输出模件1、输出模件2、输出模件3组成的输出模件组和一个输出控制表决模块组成。输入模件单元2的三个独立的输入模件1、输入模件2、输入模件3的输入端连接同一个现场传感器1，即为同一个采集信号输入；输出模件单元4的三个独立的输出模件1、输出模件2、输出模件3输出端同时连接输出控制表决模块，输出控制表决模块控制连接现场执行设备5，即由该表决模块执行3取2表决结果，将表决后的控制信号输出给现场执行设备5。

作为三重化构架的轨道交通站台屏蔽门控制系统，图2介绍了本实用新型控制器单元中单个控制器的电路原理图，以控制器1为例，其中的MCU的输入信号为控制器连接输入模件1的采集信号，输出信号为采集信号或运算结果，输出端分三路传输，一路与表决电路通讯连接，另二路分别通过二个通讯电路与控制单元的另二个独立控制器通讯连接；表决电路的输入端连接MCU和另二个独立控制器，输入信号为各控制器采集信号或运算结果，表决电路与另二个独立控制器通过通讯电路连接，表决电路输出端与MCU连接，输出值为3取2 表决结果；MCU将表决结果输出给与控制器1对应连接的输出模件1。通过这一结构，控制器在数据同步和表决采用纯硬件电路实现，表决过程自动完成，处理器直接读取表决结果。根据本系统，控制器单元与输入模件单元、输出模件单元的通讯协议采用序列号、时间标签、 CRC的校验方式。循环冗余校验英文全称Cyclic Redundancy Check，简称为CRC。

由于在本系统中，控制器单元内的三个独立的控制器1、控制器2、控制器3各自通过通讯网络与输入模件单元中三个独立的输入模件1、输入模件2、输入模件3，以及与输出模件单元中三个独立的输出模件1、输出模件2、输出模件3，分别一一对应通讯，形成三冗余控制器与输入模件、输出模件的通讯分支，即冗余的三个分支，在系统出现故障情况时，系统按3-2-1的降级模式运行，即：当系统有一个分支故障时，自动降级为二冗余模式；当有二个分支故障时，则降级为单机运行模式，确保故障下的安全运行。

本实用新型的轨道交通站台屏蔽门控制系统，是一种基于三重化构架的控制系统，其具体工作流程如下：

步骤1)输入模件单元2中输入模件1、输入模件2、输入模件3同时采集现场传感器1的现场信号。

步骤2)输入模件单元2中输入模件1、输入模件2、输入模件3把采集的现场信号分别通过通讯网络传送给控制器单元3中的对应的控制器1、控制器2、控制器3。

步骤3)控制器单元3中的控制器1、控制器2、控制器3，各自将现场信号进行运算处理，同时将运算结果发其他二个控制器，用于各控制器的3取2表决。

步骤4)控制器单元3中的控制器1、控制器2、控制器3，各自将来自将本控制器和其他二个控制器运算结果同步，并进行3取2表决。

步骤5)控制器单元3中的控制器1、控制器2、控制器3分别通过通讯网络把结果发给输出模件单元4中对应的输出模件1、输出模件2、输出模件3。

步骤6)输出模件单元4中输出模件1、输出模件2、输出模件3，将接收结果经过输出控制表决模块进行3取2表决，表决输出控制信号给现场执行设备。

上述步骤根据故障情况，按3-2-1的降级模式运行；其中，当有一个分支故障时，降级为两冗余模式；当有二个分支故障时，降级为单机运行模式。

Claims

1.一种三重化架构的轨道交通站台屏蔽门控制系统，包括控制器单元、输入模件单元、输出模件单元；控制器单元的输入端与输入模件单元通讯连接，输出端与输出模件单元连接，输入模件单元、输出模件单元分别连接现场传感器、执行设备；其特征在于：所述控制器单元包括三个独立的控制器；输入模件单元包括三个独立的输入模件；输出模件单元包括三个独立的输出模件；控制器单元中的各控制器通过通讯网络与输入模件单元和输出模件单元中的输入模件、输出模件一一对应的分别通讯。

2.根据权利要求1所述的轨道交通站台屏蔽门控制系统，其特征在于：所述的输出模件单元还包括输出控制表决模块，所述的输出控制表决模块的输入端与所述三个独立的输出模件通讯连接，输出端连接现场的执行设备。

3.根据权利要求2所述的轨道交通站台屏蔽门控制系统，其特征在于：所述控制器单元的各控制器中均包括四个通讯电路、一个表决电路和一个MCU单元；每个控制器中MCU与输入模件单元中对应该控制器的输入模件的输出端相连，MCU的处理信号输出端分三路传输，一路与所述表决电路的输入端通讯连接，另二路分别通过二个通讯电路与该控制器单元的另二个控制器通讯连接，输出信号为采集信号或逻辑运算结果；每个控制器中表决电路的输入端同时通过另二个通讯电路分别连接另二个独立控制器，表决电路的输出端通过MCU与所述输出模件单元对应的输出模件的输入端相连。