本实用新型专利技术公开了一种基于二乘二取二安全冗余系统的控制装置，包括第一二取二系统、第二二取二系统、系统冗余电源和切系装置；系统冗余电源分别为第一二取二系统、第二二取二系统和切系装置供电；切系装置能对第一二取二系统和第二二取二系统进行运行状况切换。上述基于二乘二取二安全冗余系统的控制装置，具有较高的可用性、可靠性和安全性。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及通讯安全控制
，特别是涉及一种基于二乘二安全冗余系统的控制装置。
技术介绍
安全控制平台是各个工业领域重要处理平台，具备信号输入、逻辑处理和信号输出等基本功能。安全控制平台对可靠性、可用性、可维护性和安全性等方面的要求均应符合EN50126中的相关规定。
技术实现思路
本技术提供一种可靠性较高、可用性较强的基于二乘二安全冗余系统的控制装置。为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案是：一种基于二乘二取二安全冗余系统的控制装置，包括第一二取二系统、第二二取二系统、系统冗余电源和切系装置；所述系统冗余电源为所述第一二取二系统、所述第二二取二系统和所述切系装置供电；所述切系装置能对所述第一二取二系统和所述第二二取二系统进行运行状况切换。优选的，所述切换为自动切换，即根据两个二取二系统的运行状况自动选择主系。优选的，所述第一二取二系统或所述第二二取二系统包括第一安全电源、第一主控单元、第二主控单元、第一通信单元、第二通信单元、第一采集单元、第二采集单元、第一输出单元、第二输出单元和第一记录单元；所述第一安全电源为所述第一主控单元、所述第一通信单元、所述第一采集单元和第一输出单元提供独立的逻辑电源；所述第一安全电源为所述第二主控单元、所述第二通信单元、所述第二采集单元和第二输出单元提供独立的逻辑电源；所述第一主控单元分别与所述第一通信单元、所述第一采集单元、第一输出单元和所述第一记录单元通信连接；所述第一通信单元、所述第一采集单元、第一输出单元和所述第一记录单元形成所述第一二取二系统的第一通道；所述第二主控单元分别与所述第二通信单元、所述第二采集单元、第二输出单元和所述第一记录单元通信连接；所述第二通信单元、所述第二采集单元、第二输出单元和所述第一记录单元形成所述第一二取二系统的第二通道。优选的，还包括通信接口A、通信接口B、输出接口A和采集接口A；所述通信接口A与所述第一通信单元连接；所述通信接口B与所述第二通信单元连接；所述输出接口A与所述第一输出单元和所述第二输出单元连接；所述采集接口A与所述第一采集单元和所述第二采集单元连接。优选的，所述第一安全电源接收所述第一主控单元和所述第二主控单元输出的动态信号，并对应为所述通信接口A、所述通信接口B和所述输出接口A供电。优选的，所述第一输出单元和所述第二输出单元均包括延时电路，所述延时电路用于对各个输出单元输出的信号进行延时。优选的，所述第一通信单元和所述第二通信单元之间、所述第一输出单元和所述第二输出单元之间以及所述第一采集单元和所述第二采集单元之间均形成一个二取二单元；每个所述二取二单元包括时钟隔离电路、数据隔离电路和两套对称的硬件结构；所述时钟隔离电路和所述数据隔离电路设置在两套所述硬件结构之间，并均与两套所述硬件结构电连接；每套所述硬件结构包括运算CPU、调度FPGA、独立电源和独立接口电路及相应的扩展电路；所述运算CPU与所述调度FPGA连接，所述调度FPGA与所述独立接口电路连接；所述独立电源为所述运算CPU、所述调度FPGA、所述独立接口电路和相应的扩展电路供电。优选的，所述切系装置包括钥匙开关和互斥电路；所述钥匙开关和所述互斥电路电连接；所述切系装置接收所述第一安全电源输出的条件输出电源，以及所述第一主控单元和所述第二主控单元输出的主备状态信号；所述切系装置将所述钥匙开关输出的主备系选择信号和所述互斥电路输出的主备切系选择信号发送至对应的主控单元。优选的，所述系统冗余电源包括第一冗余电源、第二冗余电源和第三冗余电源；所述第一冗余电源为所述第一二取二系统供电，所述第二冗余电源为所述切系装置供电，所述第三冗余电源为所述第二二取二系统供电；所述第一冗余电源、所述第二冗余电源和所述第三冗余电源相互隔离。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：第一二取二系统和第二二取二系统，包含完全相同的软件和硬件，且供电独立，构成二乘冗余关系，保障目标系统的可用性和可靠性；而且设置切系装置，能够更好提高可用性。进一步的，每个二取二系统均包含两个输入一致的处理通道，两个处理通道输出经“硬件表决”模块等安全电路对外输出，构成二乘二取二安全结构，保障目标系统的安全性。而且，该控制装置能够满足车载和地面多类应用场景，提供可扩展的安全的输入输出接口，为用户提供业务层接口和通信通道协议更新接口。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术一个实施例的详细结构示意图；图3是本技术与维修设备和外部设备连接示意图；图4是图2中各二取二单元的硬件结构示意图；图5是图4的二取二表决过程示意图；图6是图4中各二取二单元程序执行过程示意图；图7是本技术应用扩展示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。如图1所示，一个实施例中，基于二乘二取二安全冗余系统的控制装置可以包括系统冗余电源100、第一二取二系统210、第二二取二系统220和切系装置300。其中，系统冗余电源100分别为第一二取二系统210、第二二取二系统220和切系装置300供电。切系装置300分别与第一二取二系统210和第二二取二系统220连接。切系装置300设置有强制第一二取二系统210为主系、强制第二二取二系统220为主系和根据两个二取二系统的运行状况选择主系的三种工作状态。参见图2，作为一种可实施方式，第一二取二系统210和第二二取二系统220的结构相同，为便于后续描述，将第一二取二系统210和第二二取二系统220的具体结构以不同名称命名。第一二取二系统210可以包括第一安全电源211、第一主控单元2121、第二主控单元2122、第一通信单元2131、第二通信单元2132、第一采集单元2151、第二采集单元2152、第一输出单元2141、第二输出单元2142和第一记录单元216。第一安全电源211为第一主控单元2121、第一通信单元2131、第一采集单元2151和第一输出单元2141提供独立的逻辑电源。第一安全电源211为第二主控单元2122、第二通信单元2132、第二采集单元2152和第二输出单元2142提供独立的逻辑电源。第一主控单元2121分别与第一通信单元2131、第一采集单元2151、第一输出单元2141和第一记录单元216通信连接。具体的，第一主控单元2121可以通过第一内部总线217，以一主多从模式分别与第一通信单元2131、第一采集单元2151、第一输出单元2141和第一记录单元216通信连接。第一通信单元2131、第一采集单元2151、第一输出单元2141和第一记录单元216形成第一二取二系统210的第一通道，以实现第一二取二系统210的第一通道内部的数据调度过程。其中，第一二取二系统210的第一通道，即为图3中所示的I系A通道。第二主控单元2122分别与第二通信单元2132、第二采集单元2152、第二输出单元2142和第一记录单元216通信连接。具体的，第二主控单元2122可以通过第二内部总线218，以一主多从模式分别与第二通信单元2132、第二采集单元2152、第二输出单元2142和第一记录单元216通信连接。第二通信单元2132、第二采集单元2152、第二输出单元2142和第一记录单元216形成第一二取二系统2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于二乘二取二安全冗余系统的控制装置，其特征在于，包括第一二取二系统、第二二取二系统、系统冗余电源和切系装置；所述系统冗余电源为所述第一二取二系统、所述第二二取二系统和所述切系装置供电；所述切系装置能对所述第一二取二系统和所述第二二取二系统进行运行状况切换。
【技术特征摘要】
1.一种基于二乘二取二安全冗余系统的控制装置，其特征在于，包括第一二取二系统、第二二取二系统、系统冗余电源和切系装置；所述系统冗余电源为所述第一二取二系统、所述第二二取二系统和所述切系装置供电；所述切系装置能对所述第一二取二系统和所述第二二取二系统进行运行状况切换。2.根据权利要求1所述的基于二乘二取二安全冗余系统的控制装置，其特征在于，所述切换为自动切换，即根据两个二取二系统的运行状况自动选择主系。3.根据权利要求2所述的基于二乘二取二安全冗余系统的控制装置，其特征在于，所述第一二取二系统或所述第二二取二系统包括第一安全电源、第一主控单元、第二主控单元、第一通信单元、第二通信单元、第一采集单元、第二采集单元、第一输出单元、第二输出单元和第一记录单元；所述第一安全电源为所述第一主控单元、所述第一通信单元、所述第一采集单元和第一输出单元提供独立的逻辑电源；所述第一安全电源为所述第二主控单元、所述第二通信单元、所述第二采集单元和第二输出单元提供独立的逻辑电源；所述第一主控单元分别与所述第一通信单元、所述第一采集单元、第一输出单元和所述第一记录单元通信连接；所述第一通信单元、所述第一采集单元、所述第一输出单元和所述第一记录单元形成所述第一二取二系统的第一通道；所述第二主控单元分别与所述第二通信单元、所述第二采集单元、第二输出单元和所述第一记录单元通信连接；所述第二通信单元、所述第二采集单元、所述第二输出单元和所述第一记录单元形成所述第一二取二系统的第二通道。4.根据权利要求3所述的基于二乘二取二安全冗余系统的控制装置，其特征在于，所述第一二取二系统还包括通信接口A、通信接口B、输出接口A和采集接口A；所述通信接口A与所述第一通信单元连接；所述通信接口B与所述第二通信单元连接；所述输出接口A与所述第一输出单元和所述第二输出单元连接；所述采集接口A与所述第一采集单元和所述第二采集单元连接。5.根据权利要求4所述的基于二乘二取二安全冗...
【专利技术属性】
技术研发人员：周飞，国勇，吴尽，江国平，池扬，王丽会，许良，纪璐，郭艳肖，雷阳，马丽娜，赵丽丽，庄贺松，谭爱青，吴晶晶，辛春娟，
申请(专利权)人：固安信通信号技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13
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