RU2710978C1 - Модуль безопасного сопряжения - Google Patents
Модуль безопасного сопряжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2710978C1 RU2710978C1 RU2019112222A RU2019112222A RU2710978C1 RU 2710978 C1 RU2710978 C1 RU 2710978C1 RU 2019112222 A RU2019112222 A RU 2019112222A RU 2019112222 A RU2019112222 A RU 2019112222A RU 2710978 C1 RU2710978 C1 RU 2710978C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mpv
- control
- microprocessor
- computers
- outputs
- Prior art date
Links
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 101150063504 CAN2 gene Proteins 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 101150008604 CAN1 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L23/00—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains
- B61L23/08—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for controlling traffic in one direction only
- B61L23/14—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for controlling traffic in one direction only automatically operated
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Safety Devices In Control Systems (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области автоматики и телемеханики в системах управления железнодорожным транспортом. Модуль содержит два независимых микропроцессорных вычислителя, восемь каналов телесигнализации первых групп контактов реле и вторых групп контактов реле, транзисторные ключи сигналов 20 и 40 Гц, генератор тактовых импульсов и счетчик тактовых импульсов. Устройство также содержит по два модуля CAN сети микропроцессорных вычислителей, управляющие ключи питания выходов телеуправления, транзисторные ключи каналов управления микропроцессорных вычислителей, четыре трансформатора, два диодных моста и четыре устройства гальванической развязки, обеспечивающие контроль каналов управления микропроцессорными вычислителями. Достигается повышение уровня безопасности и достоверности информации о положении контактов реле. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и может быть использовано в критичных системах управления железнодорожным транспортом.
К системам железнодорожной автоматики предъявляют высокие требования безопасности и надежности. Обычно безопасность функционирования обеспечивается за счет аппаратной и программной избыточности.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является дублированное микропроцессорное устройство для систем управления движение поездов (патент RU41693 U1, дата публикации 10.11.2004). Известное устройство содержит первый и второй микроконтроллеры, схему запуска, схему контроля, цифровой и аналоговый и интерфейсы, генератор тактовых импульсов.
Недостатком известного устройства является то, что для обеспечения надежности используется только дублирование микроконтроллеров, и отсутствуют дублирующие схемы остальных устройств.
Задача изобретения: создание микропроцессорного модуля безопасного сопряжения (МБС), обеспечивающего связку систем управления с релейной аппаратурой железнодорожной автоматики и телемеханики по контролю и управлению.
В основу изобретения поставлена задача создания микропроцессорного модуля, состоящего из двух независимых микропроцессорных вычислителей, обеспечивающего контроль и управление реле железнодорожной автоматики и телемеханики, за счет использования схем безопасного ввода-вывода.
Модуль безопасного сопряжения содержит два независимых микропроцессорных вычислителя (МПВ_А и МПВ_Б), восемь каналов телесигнализации первых групп контактов реле; восемь каналов телесигнализации вторых групп контактов реле; транзисторные ключи сигналов 20 и 40 Гц; два модуля CAN сети МПВ_А; два модуля CAN сети МПВ_Б; генератор тактовых импульсов; счетчик тактовых импульсов; управляющие ключи питания выходов телеуправления; четыре транзисторных ключа каналов управления МПВ_А; четыре транзисторных ключа каналов управления МПВ_Б; четыре трансформатора; два диодных моста; четыре устройства гальванической развязки, обеспечивающие контроль каналов управления микропроцессорными вычислителями.
Технический результат изобретения заключается в повышении уровня безопасности и достоверности получения информации о положении контактов реле, а также в повышении уровня безопасности при выдаче управляющих воздействий на реле, применяемых в системах железнодорожной автоматики и телемеханики, что в целом повышает уровень безопасности систем управления железнодорожным транспортом.
Схема безопасного ввода выполнена с использованием сигналов с частотами 20 и 40 Гц, которые поступают на одноименные входы телесигнализации (ТС) модуля безопасного сопряжения (МБС). Считывание положения контактов реле происходит только при поступлении на одноименные входы ТС сигналов различной частоты. При поступлении на одноименные входы ТС сигналов одной частоты, смеси частот или отсутствии одного из сигналов формируется сообщение об ошибке. Схема безопасного вывода выполнена с использованием трансформаторной развязки, исключающей ложное появление напряжения на выходе телеуправления (ТУ) при отсутствии команд от микропроцессорных вычислителей. Выдача напряжения на выход ТУ обеспечивается одновременной синхронной противофазной работой микропроцессорных вычислителей, которые, управляя транзисторными ключами, создают на первичной обмотке трансформатора переменное напряжение.
На фигуре представлена структурная схема микропроцессорного модуля безопасного сопряжения.
Устройство содержит: два независимых микропроцессорных вычислителя (МПВ_А, МПВ_Б) 9 и 12, восемь каналов телесигнализации первых групп контактов реле (ТС1.1 – ТС1.8) 1 и 3; восемь каналов телесигнализации (ТС2.1 – ТС2.8) 2 и 4 вторых групп контактов реле; транзисторные ключи 5 и 6 сигналов 20 и 40 Гц (ТК20, ТК40); два модуля CAN сети МПВ_А 7 и 8; два модуля CAN сети МПВ_Б 13 и 14; генератор тактовых импульсов (Г) 11; счетчик тактовых импульсов (СТ) 10; управляющие ключи питания выходов телеуправления 21 и 22; транзисторные ключи каналов управления МПВ_А (ТК1.1-ТК4.1) 15 и 16; транзисторные ключи каналов управления МПВ_Б (ТК1.2-ТК4.2) 19 и 20; трансформаторы (ТР1-ТР4) 23 и 24; диодные мосты (ДМ1-ДМ4) 25 и 26; устройства гальванической развязки (УГР1-УГР4) 17 и 18, обеспечивающие контроль каналов управления микропроцессорными вычислителями.
Выходы генератора 11 тактовых импульсов подключены к тактовым входам микропроцессорных вычислителей (МПВ_А, МПВ_Б) 9 и 12 и ко входу счетчика тактовых импульсов (СТ) 10.
Выходы счетчика тактовых импульсов (СТ) 10 подключены к первым входам микропроцессорных вычислителей (МПВ_А, МПВ_Б) 9 и 12 и ко входам транзисторных ключей 5 и 6.
Выход транзисторного ключа 5 подключен к первым входам первых и вторых групп контактов реле (ТС1.1 – ТС1.8, ТС2.1 – ТС2.8) 1-4. Выход транзисторного ключа 6 подключен ко вторым входам первых и вторых групп контактов реле (ТС1.1 – ТС1.8, ТС2.1 – ТС2.8) 1-4.
Выходы первых и вторых групп контактов реле (ТС1.1 – ТС1.8, ТС2.1 – ТС2.8) 1-4 через информационную шину подключены к первым входам микропроцессорных вычислителей (МПВ_А, МПВ_Б) 9 и 12.
Информационные входы/выходы модулей CAN сети МПВ_А 7 и 8 соединены с информационными входами/выходами микропроцессорного вычислителя (МПВ_А) 9. Информационные входы/выходы модулей CAN сети МПВ_Б 13 и 14 соединены с информационными входами/выходами микропроцессорного вычислителя (МПВ_Б) 12.
Выход микропроцессорного вычислителя (МПВ_А) 9 соединен со входами транзисторных ключей 15 и 16. Выход микропроцессорного вычислителя (МПВ_Б) 12 соединен со входами транзисторных ключей 19 и 20.
Выходы соответствующих транзисторных ключей 15 и 16 подключены к первым входам соответствующих трансформаторов 23 и 24. Выходы соответствующих транзисторных ключей 19 и 20 подключены ко вторым входам соответствующих трансформаторов 23 и 24. На третьи входы трансформаторов 23 и 24 через управляющие ключи питания выходов телеуправления 21 и 22 поступает импульсное напряжение 24В.
Выходы трансформаторов 23 и 24 подключены ко входам соответствующих диодных мостов 25 и 26. Выходы соответствующих диодных мостов 25 и 26 подключены ко вторым входам микропроцессорных вычислителей (МПВ_А И МПВ_Б) 9 и 12 через соответствующие устройства гальванической развязки 17 и 18 и являются выходами МБС.
Модуль безопасного сопряжения работает следующим образом.
Генератор 11 обеспечивает тактирование микропроцессорных вычислителей 9 и 12. Каналы телесигнализации 1-4 получают питание токами с частотой 20 и 40 Гц от счетчика тактов 10 через транзисторные ключи 5 и 6. Микропроцессорные вычислители, в соответствии с заданной им тактовой частотой, производят опрос каналов телесигнализации 1-4. Комбинация, при которой на одноименных входах ТС присутствуют сигналы различных частот, является разрешенной. Комбинация, при которой на одноименных входах ТС присутствуют сигналы одинаковой частоты, смесь частот или сигналы отсутствуют, является запрещенной. При приеме запрещенной комбинации формируется сообщение об ошибке. Результаты опроса входов ТС микропроцессорными вычислителями передаются в сети CAN1 и CAN2 7, 8, 13, 14.
Модуль безопасного сопряжения характеризуется применением в своем составе схемы безопасного вывода, которая построена на основе трансформаторной развязки 23, 24 и двухполупериодной схемы выпрямления 25 и 26, что полностью исключает ложную выдачу напряжения на выходе телеуправления (ТУ) модуля при любых отказах транзисторов и других элементов, входящих в схему канала.
При получении команды управления по CAN2 микропроцессорные вычислители открывают соответствующие команде ключи управления питанием 21, 22 и транзисторные ключи 15, 16, 19, 20. Очерёдность открытия транзисторных ключей обеспечивается синхронно и противофазно работающими микропроцессорными вычислителями А и Б, выходы телеуправления которых тактируются сигналом 40 кГц от счетчика тактов 10. В результате чего на первичную обмотку трансформатора 23 (24) поступает парафазное импульсное напряжение 24В. Появление напряжения на вторичной обмотке трансформатора возможно только при одновременной синхронной противофазной работе микропроцессорных вычислителей А и Б. Прекращение выдачи управляющего сигнала 40 кГц одним из микропроцессорных вычислителей приводит к прекращению генерации напряжения на вторичной обмотке трансформатора. К вторичной обмотке трансформатора подключен диодный мост 25 (26), формирующий напряжение 24В постоянного тока для питания обмоток реле. Наличие напряжения на обмотке реле контролируется микропроцессорными вычислителями через устройства гальванической развязки 17 и 18.
Микропроцессорные вычислители осуществляют непрерывный контроль функционирования каналов управления через устройства гальванической развязки, подключенные к выходам каналов, что позволяет при возникновении неисправности в одном из микропроцессорных вычислителей выключать ключ управления питанием 21, 22 соответствующего канала и прекращать генерацию меандров 40 кГц, в результате чего генерация напряжения на вторичной обмотке трансформатора 23, 24 прекращается.
Схема безопасного ввода посылает через группы контактов реле 1, 2, 3, 4 импульсные сигналы напряжением 24В и частотами 20 и 40 Гц на соответствующий вход из двух входов, вырабатываемые счетчиком тактов 10, через транзисторные ключи 5 и 6, в зависимости от положения контактных групп. Комбинация этих сигналов определяет состояние контактов, при этом наличие на входах канала сигналов одинаковой частоты, смеси частот или отсутствие сигнала воспринимается как аварийная ситуация.
Claims (1)
- Модуль безопасного сопряжения (МБС) включает два независимых микропроцессорных вычислителя МПВ_А и МПВ_Б (9, 12), восемь каналов телесигнализации первых групп контактов реле ТС1.1–ТС1.8 (1, 3); восемь каналов телесигнализации ТС2.1–ТС2.8 (2, 4) вторых групп контактов реле; транзисторные ключи (5, 6) сигналов 20 и 40 Гц; два модуля CAN сети МПВ_А (7, 8); два модуля CAN сети МПВ_Б (13, 14); генератор тактовых импульсов (11); счетчик тактовых импульсов СТ (10); управляющие ключи питания выходов телеуправления (21, 22); транзисторные ключи каналов управления МПВ_А ТК1.1-ТК4.1 (15, 16); транзисторные ключи каналов управления МПВ_Б ТК1.2-ТК4.2 (19, 20); трансформаторы ТР1-ТР4 (23, 24); диодные мосты ДМ1-ДМ4 (25 и 26); устройства гальванической развязки УГР1-УГР4 (17 и 18), причем генератор (11) подключен к МПВ_А, МПВ_Б (9, 12) и к счетчику СТ (10), который связан с вычислителями МПВ_А, МПВ_Б (9, 12) и транзисторными ключами (5, 6), ключи (5) и (6) подключены к первым и вторым группам контактов реле (ТС1.1–ТС1.8, ТС2.1–ТС2.8) (1-4), реле ТС1.1–ТС1.8, ТС2.1–ТС2.8 (1-4) через информационную шину подключены к вычислителям МПВ_А и МПВ_Б (9 и 12), вычислители МПВ_А (9) и МПВ_Б (12) соединены с транзисторными ключами (15, 16) и (19, 20) соответственно, ключи (15, 16, 19, 20) и управляющие ключи питания выходов управления (21, 22) подключены к трансформаторам (23, 24), выходы которых подключены к входам мостов (25, 26), диодные мосты (25, 26) подключены к вычислителям МПВ_А и МПВ_Б (9, 12) через устройства гальванической развязки (17, 18) и являются выходами МБС.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019112222A RU2710978C1 (ru) | 2019-04-22 | 2019-04-22 | Модуль безопасного сопряжения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019112222A RU2710978C1 (ru) | 2019-04-22 | 2019-04-22 | Модуль безопасного сопряжения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2710978C1 true RU2710978C1 (ru) | 2020-01-14 |
Family
ID=69171485
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019112222A RU2710978C1 (ru) | 2019-04-22 | 2019-04-22 | Модуль безопасного сопряжения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2710978C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2803696C1 (ru) * | 2023-07-11 | 2023-09-19 | Игорь Давидович Долгий | Блочная микропроцессорная централизация (БМПЦ) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3010803A1 (de) * | 1980-03-20 | 1981-09-24 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Schalteinrichtung fuer ein dreirechner-system in eisenbahnanlagen |
RU32455U1 (ru) * | 2002-12-30 | 2003-09-20 | Бершадская Татьяна Николаевна | Устройство для управления блоками исполнительных реле |
RU41693U1 (ru) * | 2004-07-02 | 2004-11-10 | Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ) | Дублированное микропроцессорное устройство для систем управления движением поездов |
RU2385521C1 (ru) * | 2009-01-29 | 2010-03-27 | Закрытое акционерное общество "ОТРАСЛЕВОЙ ЦЕНТР ВНЕДРЕНИЯ НОВОЙ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИЙ" (ЗАО "ОЦВ") | Способ и устройство защиты микропроцессорных систем железнодорожной автоматики от аппаратных и программных нарушений в работе и устройство сравнения парафазных сигналов с защитой от опасных отказов |
RU114017U1 (ru) * | 2011-10-03 | 2012-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | Устройство для включения исполнительных устройств систем железнодорожной автоматики и телемеханики |
RU2679754C1 (ru) * | 2018-03-26 | 2019-02-12 | Общество с ограниченной ответственностью "СтройЭкспертПроект" | Релейный объектный контроллер для железнодорожной автоматики и телемеханики, способ безопасного определения состояния реле, способ безопасного управления реле, способ тестирования обмотки реле |
-
2019
- 2019-04-22 RU RU2019112222A patent/RU2710978C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3010803A1 (de) * | 1980-03-20 | 1981-09-24 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Schalteinrichtung fuer ein dreirechner-system in eisenbahnanlagen |
RU32455U1 (ru) * | 2002-12-30 | 2003-09-20 | Бершадская Татьяна Николаевна | Устройство для управления блоками исполнительных реле |
RU41693U1 (ru) * | 2004-07-02 | 2004-11-10 | Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ) | Дублированное микропроцессорное устройство для систем управления движением поездов |
RU2385521C1 (ru) * | 2009-01-29 | 2010-03-27 | Закрытое акционерное общество "ОТРАСЛЕВОЙ ЦЕНТР ВНЕДРЕНИЯ НОВОЙ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИЙ" (ЗАО "ОЦВ") | Способ и устройство защиты микропроцессорных систем железнодорожной автоматики от аппаратных и программных нарушений в работе и устройство сравнения парафазных сигналов с защитой от опасных отказов |
RU114017U1 (ru) * | 2011-10-03 | 2012-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | Устройство для включения исполнительных устройств систем железнодорожной автоматики и телемеханики |
RU2679754C1 (ru) * | 2018-03-26 | 2019-02-12 | Общество с ограниченной ответственностью "СтройЭкспертПроект" | Релейный объектный контроллер для железнодорожной автоматики и телемеханики, способ безопасного определения состояния реле, способ безопасного управления реле, способ тестирования обмотки реле |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2803696C1 (ru) * | 2023-07-11 | 2023-09-19 | Игорь Давидович Долгий | Блочная микропроцессорная централизация (БМПЦ) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2697128T3 (es) | Sistema de módulos inteligentes distribuidos que usa comunicación por línea eléctrica para automatización de aparatos eléctricos | |
EA037787B1 (ru) | Передающее устройство рельсовой цепи и способ реализации возможности работы в отказоустойчивом режиме | |
RU2710978C1 (ru) | Модуль безопасного сопряжения | |
US9548871B2 (en) | Systems and methods for master arbitration | |
RU2504813C2 (ru) | Система контроля за процессами обеспечения безопасности и способ контроля за выходным модулем | |
RU2521066C1 (ru) | Система интервального регулирования движения поездов | |
Gupta et al. | Sequential co-transmission of high-frequency power and data signals | |
EP1785332B1 (en) | Actuating and monitoring module, particularly for operating units, i.e. wayside equipment, of railway systems or the like | |
JPH04233603A (ja) | ロボットの作動のための同意信号の伝達方法 | |
US20030218839A1 (en) | Control arrangement and isolated power supplies for power electronic system | |
WO2019041933A1 (zh) | 监视系统及监视方法、存储介质 | |
WO2017056552A1 (ja) | 接点入力制御装置 | |
US3965432A (en) | High reliability pulse source | |
RU114017U1 (ru) | Устройство для включения исполнительных устройств систем железнодорожной автоматики и телемеханики | |
JP6612990B2 (ja) | 電力変換装置 | |
RU51317U1 (ru) | Кодовый трансмиттер | |
RU2634189C1 (ru) | Многоканальная самодиагностируемая вычислительная система с резервированием замещением и способ повышения ее отказоустойчивости (варианты) | |
CA2280383C (en) | Control arrangement and method for power electronic system | |
RU2605947C1 (ru) | Устройство коммутации с контролем состояния и способ контроля состояния устройства коммутации | |
KR100479746B1 (ko) | 디지탈메세지유효화장치 | |
Hanuise et al. | Ensuring the stability of the Belgian grid with a special protection system | |
Kunifuji et al. | A Railway Signal Control System by Optical LAN and Design Simplification. | |
RU32455U1 (ru) | Устройство для управления блоками исполнительных реле | |
RU2526726C1 (ru) | Бесконтактный кодовый путевой трансмиттер | |
RU2385521C1 (ru) | Способ и устройство защиты микропроцессорных систем железнодорожной автоматики от аппаратных и программных нарушений в работе и устройство сравнения парафазных сигналов с защитой от опасных отказов |