一种具备热冗余能力的无触点逻辑控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种具备热冗余能力的无触点逻辑控制系统，所述系统包括：两组逻辑控制单元A和B，控制系统启动后，控制系统根据时钟信息进行日期单双号的判断；若日期为单号，则A组自动进入工作组模式，B组进行热备份组模式；若日期为双号则B组工作组模式，A组热备份组模式，解决了现有的冷备冗余方法存在会使工作组寿命缩短的技术问题，实现了控制系统设计合理，两组逻辑控制单元交替使用，延长工作组使用寿命的技术效果。

A contactless logic control system with thermal redundancy

The invention discloses a contactless logic control system with redundant heat capacity, the system includes two sets of logic control unit A and B, the control system starts, control system of single and double date of judgment according to the clock information; if the date of order, A will automatically enter the working group model group, B group of hot backup group mode; if the date for the B group Shuang Hao model working group, group A group hot backup mode, solve the existing problems of cold standby redundancy method will shorten the service life of the working group, to achieve the control system design is reasonable, the two groups of logic control unit for alternately using the technology effect of extending the working group service life.

【技术实现步骤摘要】
一种具备热冗余能力的无触点逻辑控制系统
本专利技术涉及铁路车辆控制系统领域，具体地，涉及一种具备热冗余能力的无触点逻辑控制系统。
技术介绍
一直以来，国内外铁路车辆控制系统主要采用中间继电器和时间继电器实现逻辑控制，其大量的触点结构由于寿命较短、故障不易检测、维修检修费时、系统可靠性较低等因素给车辆运营单位造成了很大的困扰。现有提高系统可靠性的办法主要是冷备冗余，当工作组系统故障时，启动备用组，但风险在于：连续工作的电应力积累会使工作组寿命缩短；工作组故障后，备用组启动需要时间，势必出现状态不定期；同时缺乏有效机制对空闲中的备用组进行故障检测。综上所述，本申请专利技术人在实现本申请专利技术技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：在现有技术中，现有的冷备冗余方法存在会使工作组寿命缩短，备用组启动需要时间，缺乏有效机制对空闲中的备用组进行故障检测的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种具备热冗余能力的无触点逻辑控制系统，解决了现有的冷备冗余方法存在会使工作组寿命缩短的技术问题，实现了控制系统设计合理，两组逻辑控制单元交替使用，延长工作组使用寿命的技术效果。为解决上述技术问题，本申请提供了一种具备热冗余能力的无触点逻辑控制系统，所述系统包括：两组逻辑控制单元A和B，控制系统启动后，控制系统根据时钟信息进行日期单双号的判断；若日期为单号，则A组自动进入工作组模式，B组进行热备份组模式；若日期为双号则B组工作组模式，A组热备份组模式。进一步的，逻辑控制单元包括：供电处理模块、数据存储模块、外部通信模块、逻辑控制模块、逻辑采集模块、逻辑输出模块；供电处理模块用于车辆上控制电源转换为控制系统工作电源；数据存储模块用于对控制系统中的状态数据、控制数据、故障数据进行存储；外部通信模块用于控制系统与车辆上其它设备间进行信息交互、数据通信；逻辑控制模块用于对机车控制逻辑数据进行处理和控制；逻辑采集模块用于对输入到控制系统的开关逻辑信号进行采集；逻辑输出模块用于对输出逻辑信号进行驱动控制和监测。进一步的，控制系统对外接口包括：供电输入接口、二次编程接口、开关量输入接口、开关量输出接口、转储及调试接口、MVB通信接口。进一步的，供电处理模块与车辆控制电源连接，数据存储模块、外部通信模块、逻辑控制模块、逻辑采集模块、逻辑输出模块均与供电处理模块连接，数据存储模块与外部通信模块连接，外部通信模块、逻辑采集模块、逻辑输出模块均与逻辑控制模块连接。进一步的，在启动和运行过程中，控制系统每隔预设时间对输入通道进行自检诊断，同时持续对输出信号进行自检诊断，当发现异常，控制系统向热备份组发出切换模式指令，当异常组收到备份组已进入工作组模式的反馈信息后，关闭自身的异常模块功能，并及时向列车MVB网络上报故障信息。一种具备改进型“1OO2D”热冗余能力的无触点逻辑控制系统由两个可独立工作的逻辑控制工作组组成，每组主要包含供电处理模块、数据存储模块、外部通信模块、逻辑控制模块、逻辑采集模块、逻辑输出模块，其逻辑连接关系示意图见LCU装置系统连接关系图，采用插件式板卡和背板的形式组成标准3U机箱。与传统LCU采用机械触点式时间继电器和空间继电器不同，一种具备改进型“1OO2D”热冗余能力的无触点逻辑控制系统，数字IO板采用了高可靠性的半导体开关器件MOSFET管和高性能的集成处理器ARM芯片。数字IO板经光电隔离采集110V数字逻辑，并通过双冗余CAN通信传输给主控板ARM处理器完成逻辑运算，再通过双冗余CAN通信传回数字IO板，经光电隔离后执行110V逻辑输出。每次系统启动后，系统会根据板载RTC时钟信息进行日期单双号的判断，根据程序预设，单号则A组自动进入工作组模式，B组进行热备份组模式；双号则B组工作组模式，A组热备份组模式，让A、B处于交替工作和备份状态。在启动和运行过程中，LCU系统每隔数秒就会对输入通道进行自检诊断，同时持续对输出信号进行自检诊断，一旦发现异常，系统立即向热备份组发出切换模式指令，当异常组收到备份组已进入工作组模式的反馈信息后，立即会关闭自身的异常模块功能，并及时向列车MVB网络上报故障信息，此种故障组切换机制保证了让热备份组无缝投入运行，整个切换过程在毫秒级，不会对设备输出状态造成任何影响。不仅如此，一种具备改进型“1OO2D”热冗余能力的无触点逻辑控制单元(LCU)还实现了系统工作组之间、同类型板卡之间的“1OO2D”工作机制，当工作组的逻辑采集模块发生失效时，控制系统根据此失效状态，向热备份组发出切换模式指令，备份组自动进入工作模式，原工作组进入备份组模式。当此后备份组的逻辑输出模块发生失效时，控制系统根据此故障模式，将目前工作组的逻辑采集模块、逻辑控制模块和目前备份组的逻辑输出模块进行联合工作，完成对机车的逻辑控制功能，从而实现系统完整可靠工作。本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：高性能处理器和半导体开关的应用，大大提高了系统可靠性；工作组与备份组驱动单元的单双号切换，让系统避免高负荷连续运行，均衡了系统板卡的电应力从而提高系统使用寿命；在线故障自检和反馈机制让系统工作状态时刻处于自身监测下，能及时发现异常并精确定位，从而提高了系统可靠性和大大降低了维修难度；热备组时刻处于待机状态，并可随时根据系统控制机制响应切换到工作状态，实现工作组无缝切换，避免状态不定期或短暂失效；改进型的“1OO2D”工作机制，当A组子模块发生失效且B组另外类型子模块发生失效时，可让A组正常模块与B组正常模块联合工作，进一步大大提高系统的可靠性和可用度。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定；图1是本申请中具备热冗余能力的无触点逻辑控制系统连接示意图；图2是本申请中具备热冗余能力的无触点逻辑控制系统结构组成示意图；图3是本申请中主控权初始化流程示意图；图4是本申请中LCU系统提供大于1OO2D冗余控制功能示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种具备热冗余能力的无触点逻辑控制系统，解决了现有的冷备冗余方法存在会使工作组寿命缩短的技术问题，实现了控制系统设计合理，两组逻辑控制单元交替使用，延长工作组使用寿命的技术效果。为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。请参考图1，本申请提供了一种具备热冗余能力的无触点逻辑控制系统，所述系统包括：两组逻辑控制单元A和B，控制系统启动后，控制系统根据时钟信息进行日期单双号的判断；若日期为单号，则A组自动进入工作组模式，B组进行热备份组模式；若日期为双号则B组工作组模式，A组热备份组模式。其中，逻辑控制单元包括：供电处理模块、数据存储模块、外部通信模块、逻辑控制模块、逻辑采集模块、逻辑输出模块；供电处理模块用于车辆上控制电源转换为控制系统工作电源；数据存储模块用于对控制系统中的状态数据、控制数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具备热冗余能力的无触点逻辑控制系统，其特征在于，所述系统包括：逻辑控制系统具有A和B两个工作组，控制系统启动后，控制系统根据时钟信息进行日期单双号的判断；若日期为单号，则A组自动进入工作组模式，B组进行热备份组模式；若日期为双号则B组工作组模式，A组热备份组模式。

【技术特征摘要】
1.一种具备热冗余能力的无触点逻辑控制系统，其特征在于，所述系统包括：逻辑控制系统具有A和B两个工作组，控制系统启动后，控制系统根据时钟信息进行日期单双号的判断；若日期为单号，则A组自动进入工作组模式，B组进行热备份组模式；若日期为双号则B组工作组模式，A组热备份组模式。2.根据权利要求1所述的具备热冗余能力的无触点逻辑控制系统，其特征在于，逻辑控制单元包括：供电处理模块、数据存储模块、外部通信模块、逻辑控制模块、逻辑采集模块、逻辑输出模块；供电处理模块用于车辆上控制电源转换为控制系统工作电源；数据存储模块用于对控制系统中的状态数据、控制数据、故障数据进行存储；外部通信模块用于控制系统与车辆上其它设备间进行信息交互、数据通信；逻辑控制模块用于对机车控制逻辑数据进行处理和控制；逻辑采集模块用于对输入到控制系统的开关逻辑信号进行采集；逻辑输出模块用于对输出逻辑信号进行驱动控制和监测。3.根据权利要求2所述的具备热冗余能力的无触点逻辑控制系统，其特征在于，控制系统对外接口包括：供电输入接口、二次编程接口、开关量输入接口、开关量输出接口、转储及调试接口、MVB通信接口。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志云，吕正银，唐彬，张娇，曾锤鑫，王方刚，
申请(专利权)人：成都运达科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51