專利名稱：一種計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車站用計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)及其工作方法，尤其涉及計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中用 于控制信號(hào)機(jī)顯示的信號(hào)執(zhí)行單元的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
目前的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)一般包括聯(lián)鎖機(jī)和通信網(wǎng)關(guān)，以及由聯(lián)鎖機(jī)控制的道岔執(zhí) 行單元、信號(hào)執(zhí)行單元、軌道執(zhí)行單元和零散執(zhí)行單元，其中，所述道岔執(zhí)行單元負(fù)責(zé)控制 轉(zhuǎn)轍機(jī)帶動(dòng)道岔進(jìn)行定操和反操定位；所述信號(hào)執(zhí)行單元用于控制調(diào)車信號(hào)機(jī)、進(jìn)出站信 號(hào)機(jī)顯示，即控制各類信號(hào)燈的顯示；所述軌道執(zhí)行單元是最底層的軌道狀態(tài)采集單元，主 要用于從軌道電路受電端采集軌道電路的狀態(tài)信息和軌面上的電壓值；所述零散執(zhí)行單元 負(fù)責(zé)其余部分，如64D半自動(dòng)電路、照查電路和場(chǎng)間聯(lián)系電路的控制。聯(lián)鎖機(jī)與通信網(wǎng)關(guān)之 間通過總線連接，所述通信網(wǎng)關(guān)與各執(zhí)行單元之間也通過總線連接。目前，各執(zhí)行單元的故障安全導(dǎo)向均是通過繼電器實(shí)現(xiàn)的，如信號(hào)執(zhí)行單元，在實(shí) 際應(yīng)用中，如果信號(hào)燈出現(xiàn)亂顯示的現(xiàn)象，則信號(hào)執(zhí)行單元需要進(jìn)行故障安全導(dǎo)向，其中， 亂顯示現(xiàn)象也即包括在信號(hào)執(zhí)行單元中出現(xiàn)了 “敵對(duì)信號(hào)”，例如，對(duì)于調(diào)車信號(hào)來講，在點(diǎn) 藍(lán)燈信號(hào)的時(shí)候出現(xiàn)了白燈信號(hào)，或者兩個(gè)色燈同時(shí)點(diǎn)亮屬于出現(xiàn)了 “敵對(duì)信號(hào)”；又如，對(duì) 于出站信號(hào)，在點(diǎn)紅燈信號(hào)時(shí)出現(xiàn)白燈或者綠燈信號(hào)，在綠燈信號(hào)時(shí)出現(xiàn)白燈信號(hào)，在白燈 信號(hào)時(shí)出現(xiàn)綠燈信號(hào)，這均屬于“敵對(duì)信號(hào)”。為了避免出現(xiàn)各種“敵對(duì)信號(hào)”，目前的信號(hào) 執(zhí)行單元大部分采用繼電器實(shí)現(xiàn)互鎖控制，即通過將各繼電器的常開和常閉開關(guān)連接在彼 此敵對(duì)的信號(hào)燈控制單元中的方式避免出現(xiàn)“敵對(duì)信號(hào)”。由此可知，上述控制方式將使用 大量的繼電器，這不僅使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大復(fù)雜，而且也直接提升的設(shè)計(jì)成本。鑒于此，目前也出現(xiàn)了一些通過電子開關(guān)代替繼電器進(jìn)行信號(hào)燈控制的信號(hào)執(zhí)行 單元，如專利號(hào)為ZL 200820128996. 4，
公開日為2009年12月2日的中國(guó)實(shí)用新型專利公 開了 一種車站信號(hào)燈控制裝置，該控制裝置包括CPU處理單元A和B、開關(guān)控制單元、故障安 全單元和各種檢測(cè)單元，檢測(cè)單元與CPU處理單元A和B通訊連接，CPU處理單元A和B通 過開關(guān)控制單元控制連接在禁止單路和允許電路中的處于常開狀態(tài)的各開關(guān)，CPU處理單 元A和B通過故障安全單元控制連接在允許電路中的處于常閉狀態(tài)的開關(guān)。該控制裝置在 正常狀態(tài)下由CPU處理單元A和B共同控制該處于常開狀態(tài)的各開關(guān)，在出現(xiàn)異常情況下 由CPU處理單元A和B共同控制該處于常閉狀態(tài)的開關(guān)。該種控制裝置雖然說明通過電子 電路取代由安全繼電器構(gòu)成的鐵路信號(hào)燈控制單元，但是，該種控制電路在應(yīng)用過程中存 在比較嚴(yán)重的問題，具體說明如下首先，上述故障安全單元由動(dòng)態(tài)電路組成，其作用在于將CPU處理單元A和B輸出 的脈沖轉(zhuǎn)化為用于控制處于常閉狀態(tài)的開關(guān)的穩(wěn)定電壓，由此可知，實(shí)現(xiàn)故障安全導(dǎo)向的 僅為CPU處理單元A和B，如果CPU處理單元A和/或B出現(xiàn)故障，如程序失控，則該種控 制裝置將無法完成故障安全導(dǎo)向，這對(duì)于鐵路系統(tǒng)而言是致命的問題；另外，CPU處理單元 需要根據(jù)預(yù)設(shè)的算法對(duì)各種指令信號(hào)和檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行避錯(cuò)、容錯(cuò)處理，再根據(jù)軟件上的分析結(jié)果輸出作用于故障安全單元的脈沖信號(hào)，該過程的響應(yīng)時(shí)間在3至5個(gè)時(shí)鐘周期，這種 處理方式的缺陷是增大了故障安全導(dǎo)向失效的幾率，而且通過軟件執(zhí)行故障判斷的延時(shí)時(shí) 間相對(duì)直接的硬件邏輯運(yùn)算時(shí)間要長(zhǎng)(硬件的響應(yīng)時(shí)間即使不同器件有區(qū)別也都在納秒 級(jí))，因此，不能及時(shí)進(jìn)行安全導(dǎo)向，這對(duì)于鐵路控制系統(tǒng)來說是非常嚴(yán)重的問題；其次，控制每個(gè)信號(hào)燈的允許電路中均連接有處于常閉狀態(tài)的開關(guān)，在系統(tǒng)出現(xiàn) 問題時(shí)，CPU處理單元A和B需要對(duì)所有處于常閉狀態(tài)的開關(guān)進(jìn)行斷開處理，這無疑又增加 了系統(tǒng)出現(xiàn)異常的可能性。因此，該種結(jié)構(gòu)的信號(hào)控制器并不能滿足控制鐵路信號(hào)燈的要 求；再次，各檢測(cè)單元均直接將采集到的信號(hào)傳輸至CPU處理單元A和B，不能實(shí)現(xiàn)信 號(hào)的可信測(cè)量；另外，在實(shí)際應(yīng)用中，輸出禁止信號(hào)的時(shí)間相對(duì)于輸出允許信號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)，因此， 在輸出位于禁止電路上的開關(guān)常處于得電狀態(tài)，這將大大影響開關(guān)的使用壽命；最后，為了實(shí)現(xiàn)控制電路與監(jiān)測(cè)電路的隔離，監(jiān)測(cè)機(jī)通過CPU處理單元C獲得的 系統(tǒng)狀態(tài)僅局限于狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元采集到的信息，但卻無法對(duì)負(fù)責(zé)執(zhí)行動(dòng)作的CPU處理單元 A和B所獲知的系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這無疑降低了監(jiān)測(cè)機(jī)的監(jiān)測(cè)能力，影響了監(jiān)測(cè)機(jī)的監(jiān)測(cè) 功能。又如道岔執(zhí)行單元，現(xiàn)有的道岔執(zhí)行單元均是針對(duì)四線制交、直流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)進(jìn) 行設(shè)計(jì)的，即該電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)具有X1、X2、X3和X4線，其中，Xl線和X4線用于實(shí)現(xiàn)定操控制， X2線和X4線用于實(shí)現(xiàn)反操控制，Xl和X3線用于進(jìn)行定位表示，而X2和X3線用于進(jìn)行反 位表示。當(dāng)定操動(dòng)作到位后，所述轉(zhuǎn)轍機(jī)會(huì)自動(dòng)切換進(jìn)入定位表示狀態(tài)，并且轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部在 進(jìn)行定位表示時(shí)會(huì)自動(dòng)切斷反位表示回路，同時(shí)，轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部的表示二極管也將切換為反 接于Xl線與X3線之間的狀態(tài)；當(dāng)反操動(dòng)作到位后，所述轉(zhuǎn)轍機(jī)會(huì)自動(dòng)切換進(jìn)入反位表示狀 態(tài)，并且轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部在進(jìn)行反位表示時(shí)會(huì)自動(dòng)切斷定位表示回路，同時(shí)，轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部的表示 二極管也將切換為正接于X2線與X3線之間的狀態(tài)。車站聯(lián)鎖設(shè)備對(duì)道岔執(zhí)行單元的要求是在定操運(yùn)動(dòng)與反操運(yùn)動(dòng)不能同時(shí)進(jìn)行，并 且在定操或者反操控制電路動(dòng)作時(shí)禁止定位或者反位表示。由于繼電器具有常開和常閉開 關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)電路的互鎖，因此，現(xiàn)有的道岔執(zhí)行單元均是通過繼電器實(shí)現(xiàn)上述控制，控制 電路如圖Ia至Id所示，圖Ia為反操控制電路，兩個(gè)控制器通過繼電器J4的常開開關(guān)，以 及繼電器J3的常開開關(guān)進(jìn)行反操控制；圖Ib為定操控制電路，兩個(gè)控制器通過繼電器J2 的常開開關(guān)，以及繼電器Jl的常開開關(guān)進(jìn)行定操控制；圖Ic和Id分別為定操和反操閉鎖 電路，即將繼電器J3和J4的常閉開關(guān)分別串接在控制器為繼電器Jl和J2的線圈供電的 線路上，而將繼電器Jl和J2的常閉開關(guān)分別串接在控制器為繼電器J3和J4的線圈供電 的線路上，這樣便實(shí)現(xiàn)了定操與反操動(dòng)作之間的互鎖。利用同樣的原理也可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)作電 路與表示電路的互鎖。專利號(hào)為ZL 200920209810. 2，
公開日為2010年06月23的中國(guó)實(shí)用新型專利公 開了一種聯(lián)鎖道岔執(zhí)行單元電路，該執(zhí)行單元電路通過防護(hù)繼電器FHJ和第一至第四電子 開關(guān)實(shí)現(xiàn)定操和反操控制，該電路結(jié)構(gòu)與圖Ia至Id說明的電路結(jié)構(gòu)類似，只有第一至第四 電子開關(guān)也均為繼電器開關(guān)才能在軟件和硬件上均實(shí)現(xiàn)互鎖控制，如果第一至第四電子開 關(guān)為其它類型開關(guān)，與上述說明的車站信號(hào)燈控制裝置相似，其也需要兩個(gè)控制器MCUl和MCU2進(jìn)行軟件上的故障判斷，存在的問題也與其相同。雖然，通過繼電器能夠得到較高的安全系數(shù)，但是繼電器的大量使用一方面會(huì)導(dǎo) 致系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜和系統(tǒng)的體積較大，另一方面是極大地增加了設(shè)計(jì)成本，因?yàn)?，車站?jì)算 機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中使用的繼電器單價(jià)均在上千元，因此，如何能夠在使用盡量少的繼電器的基 礎(chǔ)上又能夠確保故障導(dǎo)向安全的高可靠性也就成為研發(fā)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的重要任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種成本低、且具有高可靠性的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，包括聯(lián)鎖機(jī)、通信網(wǎng)關(guān)，以及道 岔、信號(hào)和軌道執(zhí)行單元；所述信號(hào)執(zhí)行單元包括第一和第二信號(hào)控制器，以及由二者共同 控制的信號(hào)燈控制單元，所述信號(hào)燈控制單元與信號(hào)燈一一對(duì)應(yīng)；所述聯(lián)鎖機(jī)通過兩條彼 此獨(dú)立的聯(lián)鎖機(jī)總線與通信網(wǎng)關(guān)通信連接，所述通信網(wǎng)關(guān)通過兩條彼此獨(dú)立的執(zhí)行總線分 別與信號(hào)執(zhí)行單元的第一和第二信號(hào)控制器通信連接；所述信號(hào)執(zhí)行單元還包括防護(hù)單元 和信號(hào)采集單元，所述防護(hù)單元包括邏輯保護(hù)單元和信號(hào)安全繼電器；所述信號(hào)燈控制單元包括允許和禁止信號(hào)輸出電路，所述允許信號(hào)輸出電路中串 聯(lián)連接有分別受控于第一和第二信號(hào)控制器的第一和第二信號(hào)開關(guān)管，所述信號(hào)安全繼電 器的常開開關(guān)電連接在輸入電源接入所有信號(hào)燈控制單元的允許信號(hào)輸出電路的通路上； 所述信號(hào)安全繼電器的常閉開關(guān)電連接在輸入電源接入所有信號(hào)燈控制單元的禁止信號(hào) 輸出電路的通路上；所述邏輯保護(hù)單元接收由第一信號(hào)控制器輸出的代表各信號(hào)燈控制單元工作狀 態(tài)的第一信號(hào)狀態(tài)信息，由第二信號(hào)控制器輸出的代表各信號(hào)燈控制單元工作狀態(tài)的第二 信號(hào)狀態(tài)信息，所述第一、第二信號(hào)控制器和邏輯保護(hù)單元均接收由信號(hào)采集單元在各信 號(hào)燈控制單元采集到的系統(tǒng)反饋信息；所述邏輯保護(hù)單元對(duì)第一、第二信號(hào)狀態(tài)信息和系 統(tǒng)反饋信息通過硬件電路進(jìn)行邏輯對(duì)比，并根據(jù)對(duì)比結(jié)果輸出用于控制信號(hào)安全繼電器的 信號(hào)燈異常信號(hào)；以及在無信號(hào)燈異常信號(hào)輸出的情況下，所述第一和第二信號(hào)控制器的 輸出經(jīng)由與邏輯處理控制所述信號(hào)安全繼電器，在有信號(hào)燈異常信號(hào)輸出的情況下，僅由 所述信號(hào)燈異常信號(hào)控制信號(hào)安全繼電器，使信號(hào)執(zhí)行單元由故障導(dǎo)向安全。優(yōu)選地，所述信號(hào)采集單元包括第一和第二電流采樣電路；所述第一電流采樣電 路采集各信號(hào)燈控制單元的電流作為第一電流信號(hào)，所述第二電流采樣電路采樣各信號(hào)燈 控制單元的電流作為第二電流信號(hào)；所述第一電流信號(hào)作為系統(tǒng)反饋信息分別傳輸至第一 信號(hào)控制器和邏輯保護(hù)單元，所述第二電流信號(hào)作為系統(tǒng)反饋信息分別傳輸至第二信號(hào)控 制器和邏輯保護(hù)單元。優(yōu)選地，所述第一和第二信號(hào)狀態(tài)信息分別包括第一和第二電流信號(hào)。優(yōu)選地，第一和第二電流采樣電路均將通過各自的傳感器采集到的電流信號(hào)整形 為動(dòng)態(tài)脈沖信號(hào)輸出。優(yōu)選地，所述信號(hào)采集單元包括第一和第二過流反饋電路；所述第一過流反饋電 路采集各信號(hào)燈控制單元的尖峰電流作為第一尖峰電流信號(hào)，所述第二過流反饋電路采樣 各信號(hào)燈控制單元的尖峰電流作為第二尖峰電流信號(hào)；所述第一和第二尖峰電流信號(hào)作為 系統(tǒng)反饋信息分別傳輸至第一和第二信號(hào)控制器。
優(yōu)選地，所述信號(hào)采集單元包括第一和第二數(shù)字量采集電路，所述第一數(shù)字量采 集電路采集各信號(hào)燈控制單元的數(shù)字電流值作為第一電流值，所述第二數(shù)字量采集電路采 集各信號(hào)燈控制單元的數(shù)字電流值作為第二電流值；所述第一和第二電流值作為所述系統(tǒng) 反饋信息分別傳輸至第一和第二信號(hào)控制器。優(yōu)選地，還包括實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)電路與控制電路之間電氣隔離的狀態(tài)監(jiān)測(cè)電路，所述狀 態(tài)監(jiān)測(cè)電路包括與上位監(jiān)測(cè)機(jī)進(jìn)行單向通訊連接的信號(hào)監(jiān)測(cè)控制器和用于監(jiān)測(cè)信號(hào)燈控 制單元的電流值的數(shù)字量采集電路；所述第一信號(hào)控制器通過第一組光耦編碼電路將其獲 知的第一信號(hào)狀態(tài)信息傳輸至所述信號(hào)監(jiān)測(cè)控制器，所述第二信號(hào)控制器通過第二組光耦 編碼電路將其獲知的第二信號(hào)狀態(tài)信息傳輸至所述監(jiān)測(cè)控制器，所述數(shù)字量采集電路監(jiān)測(cè) 到的各信號(hào)燈控制單元的電流值直接傳輸至所述監(jiān)測(cè)控制器；所述監(jiān)測(cè)控制器將其獲得的 所有信息通過監(jiān)測(cè)總線傳輸至通信網(wǎng)關(guān)，所述通信網(wǎng)關(guān)通過監(jiān)測(cè)機(jī)總線將通過監(jiān)測(cè)總線傳 輸來的信息傳輸至上位監(jiān)測(cè)機(jī)。優(yōu)選地，所述道岔執(zhí)行單元包括第一和第二動(dòng)作控制器，以及由二者共同控制的 定操和反操控制電路，所述通信網(wǎng)關(guān)通過所述的兩條執(zhí)行總線分別與道岔執(zhí)行單元的第一 和第二動(dòng)作控制器通信連接；所述道岔執(zhí)行單元還包括安全繼電器和選路開關(guān)；所述第一動(dòng)作控制器控制分別位于定操和反操控制電路上的一組開關(guān)管，所述第 二動(dòng)作控制器控制分別位于定操和反操控制電路上的另一組開關(guān)管；所述安全繼電器的常開開關(guān)設(shè)置在定操和反操控制電路的供電電路中；所述安全 繼電器的常閉開關(guān)設(shè)置在道岔執(zhí)行單元的定位和反位表示電路的供電電路中，以在動(dòng)作期 間斷開定位和反位表示電路的供電電路，并在表示期間斷開定操和反操控制電路的供電電 路；所述第一和第二動(dòng)作控制器與道岔執(zhí)行單元的信號(hào)采集單元通訊連接；所述選路開關(guān)接收第一動(dòng)作控制器輸出的第一系統(tǒng)狀態(tài)信息，接收第二動(dòng)作控制 器輸出的第二系統(tǒng)狀態(tài)信息，以及接收通過道岔執(zhí)行單元的信號(hào)采集單元反饋回的系統(tǒng)狀 態(tài)反饋信息，所述選路開關(guān)對(duì)第一、第二系統(tǒng)狀態(tài)信息和系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息通過硬件電路 進(jìn)行邏輯對(duì)比，并根據(jù)對(duì)比結(jié)果輸出用于控制安全繼電器的系統(tǒng)異常信號(hào)；以及，在無異常信號(hào)輸出的情況下，所述第一和第二動(dòng)作控制器的輸出經(jīng)由與邏輯處理 控制所述安全繼電器；在有系統(tǒng)異常信號(hào)輸出的情況下，由所述系統(tǒng)異常信號(hào)控制安全繼 電器斷開定操和反操控制電路的供電電路，使道岔執(zhí)行單元由故障導(dǎo)向安全。優(yōu)選地，所述定位表示電路包括隔離變壓器、第一和第二定表光耦，以及第一和第 二定表檢測(cè)光耦；所述隔離變壓器的后級(jí)的第二輸出端與道岔執(zhí)行單元的用于接入轉(zhuǎn)轍機(jī) 的X3線的表示回線點(diǎn)電連接；所述第一和第二定表檢測(cè)光耦的負(fù)極，以及第一和第二定表 光耦的正極均與用于接入轉(zhuǎn)轍機(jī)的Xl線的定表輸入點(diǎn)電連接；所述隔離變壓器的后級(jí)的 第一輸出端與第一和第二定表檢測(cè)光耦的正極，以及第一和第二定表光耦的負(fù)極電連接； 所述第一定表光耦和第一定表檢測(cè)光耦的輸出作為第一系統(tǒng)狀態(tài)信息的一部分輸送至第 一動(dòng)作控制器，所述第二定表光耦和第二定表檢測(cè)光耦的輸出作為第二系統(tǒng)狀態(tài)信息的一 部分輸送至第二動(dòng)作控制器；所述安全繼電器的常閉開關(guān)電連接在隔離變壓器的后級(jí)的第 二輸出端與表示回線點(diǎn)之間；以及，所述反位表示電路包括所述隔離變壓器、第一和第二反表光耦，以及第一和第二反表檢測(cè)光耦；所述第一和第二反表檢測(cè)光耦的正極，以及第一和第二反表光耦的負(fù)極均 與用于接入轉(zhuǎn)轍機(jī)的X2線的反表輸入點(diǎn)電連接；所述隔離變壓器的后級(jí)第一輸出端與第 一和第二反表檢測(cè)光耦的負(fù)極，以及第一和第二反表光耦的正極電連接；所述第一反表光 耦和第一反表檢測(cè)光耦的輸出作為所述第一系統(tǒng)狀態(tài)信息的一部分輸送至第一動(dòng)作控制 器，所述第二反表光耦和第二反表檢測(cè)光耦的輸出作為第二系統(tǒng)狀態(tài)信息的一部分輸送至 第二動(dòng)作控制器。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種根據(jù)上述計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的工作方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為所述聯(lián)鎖機(jī)和通信網(wǎng)關(guān)分別通過一條聯(lián)鎖機(jī)總線和一 條執(zhí)行總線實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖機(jī)與道岔、信號(hào)和軌道執(zhí)行單元的各一個(gè)控制器之間的雙向通訊，所 述聯(lián)鎖機(jī)和通信網(wǎng)關(guān)分別通過另一條聯(lián)鎖機(jī)總線和另一條執(zhí)行總線實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖機(jī)與道岔、信 號(hào)和軌道執(zhí)行單元的各另一個(gè)控制器之間的雙向通訊；所述聯(lián)鎖機(jī)對(duì)信號(hào)執(zhí)行單元通過第 一和第二動(dòng)作控制器進(jìn)行二取二冗余控制，所述信號(hào)執(zhí)行單元的工作方法為在啟動(dòng)信號(hào)執(zhí)行單元后，當(dāng)?shù)谝缓偷诙盘?hào)控制器均接收到對(duì)于某信號(hào)燈控制單 元的點(diǎn)燈指令、且二者輸出的點(diǎn)燈信號(hào)一致時(shí)，所述信號(hào)安全繼電器的線圈得電，點(diǎn)燈指令 所對(duì)應(yīng)的信號(hào)燈控制單元上的第一和第二信號(hào)開關(guān)管導(dǎo)通，使得對(duì)應(yīng)信號(hào)燈控制單元的允 許信號(hào)輸出電路動(dòng)作；否則，由信號(hào)燈控制單元的禁止信號(hào)輸出電路輸出禁止信號(hào)；在啟動(dòng)信號(hào)執(zhí)行單元后，所述邏輯保護(hù)單元實(shí)時(shí)接收第一、第二信號(hào)狀態(tài)信息和 系統(tǒng)反饋信息，并通過硬件電路對(duì)第一、第二信號(hào)狀態(tài)信息和系統(tǒng)反饋信息進(jìn)行對(duì)比分析， 當(dāng)?shù)谝弧⒌诙盘?hào)狀態(tài)信息和系統(tǒng)反饋信息各自自身的比對(duì)均未出現(xiàn)異常情況，且第一、第 二信號(hào)狀態(tài)信息和系統(tǒng)反饋信息三者之間的比對(duì)也未出現(xiàn)異常情況時(shí)，由第一和第二信號(hào) 控制器的輸出經(jīng)由與邏輯處理控制所述信號(hào)安全繼電器；當(dāng)?shù)谝?、第二信?hào)狀態(tài)信息和系 統(tǒng)反饋信息中任一個(gè)的自身對(duì)比出現(xiàn)異常情況時(shí)，或第一、第二信號(hào)狀態(tài)信息和系統(tǒng)反饋 信息三者之間對(duì)比出現(xiàn)異常情況時(shí)，由邏輯保護(hù)單元直接優(yōu)先使所述信號(hào)安全繼電器失 電，切斷所有允許信號(hào)輸出電路的供電電路，使信號(hào)執(zhí)行單元完成故障導(dǎo)向安全。本發(fā)明的有益效果為首先，本發(fā)明所述計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的信號(hào)執(zhí)行單元采用每 個(gè)信號(hào)燈控制單元通過二個(gè)開關(guān)管控制，并通過存硬件電路組成的邏輯保護(hù)單元和一信號(hào) 安全繼電器的配合完成故障安全導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)具有執(zhí)行速度快和可靠性高的特 點(diǎn)，并且在保證高可靠性的前提下大大降低整個(gè)系統(tǒng)的成本；其次，信號(hào)執(zhí)行單元的信號(hào)采 集單元進(jìn)行了可實(shí)現(xiàn)可信測(cè)量的處理，有效提高了整個(gè)執(zhí)行單元的可靠性；再次，信號(hào)執(zhí)行 單元通過信號(hào)監(jiān)測(cè)控制器和光耦組合編碼的結(jié)合在上位監(jiān)測(cè)機(jī)能夠全面監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)狀況的 前提下實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)電路與控制電路的電氣隔離；最后，道岔執(zhí)行單元通過定位和反位表示 電路不僅可以完成定位和反位表示，還可以判斷表示二極管連接情況，并將其作為異常情 況的組成部分，提高了系統(tǒng)的可靠性。


圖Ia和Ib分別示出了現(xiàn)有道岔執(zhí)行單元的反操和定操控制電路；圖Ic和Id分別示出了現(xiàn)有道岔執(zhí)行單元的定操和反操閉鎖電路；圖2為本發(fā)明所述計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2所示信號(hào)執(zhí)行單元的主要部分的結(jié)構(gòu)示意圖4為圖2所示信號(hào)執(zhí)行單元的狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖2所示道岔執(zhí)行單元的主要部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5所示定操控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖5所示反操控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為圖2所示道岔執(zhí)行單元的定位表示電路；圖9為圖2所示道岔執(zhí)行單元的反位表示電路。
具體實(shí)施例方式如圖2所示，所述計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)包括聯(lián)鎖機(jī)、通信網(wǎng)關(guān)，以及道岔、信號(hào)、軌道和 零散執(zhí)行單元；所述道岔、信號(hào)、軌道和零散執(zhí)行單元各自均設(shè)有兩個(gè)控制器。所述計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖系統(tǒng)的聯(lián)鎖機(jī)和通信網(wǎng)關(guān)分別通過一條聯(lián)鎖機(jī)總線A2和一條執(zhí)行總線Al實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖機(jī) 與道岔、信號(hào)、軌道和零散執(zhí)行單元的一個(gè)控制器之間的雙向通訊，所述聯(lián)鎖機(jī)和通信網(wǎng)關(guān) 分別通過另一條聯(lián)鎖機(jī)總線B2和另一條執(zhí)行總線Bl實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖機(jī)與道岔、信號(hào)、軌道和零散 執(zhí)行單元的另一個(gè)控制器之間的雙向通訊。所述道岔、信號(hào)、軌道和零散執(zhí)行單元均設(shè)置有 各自的狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元，每個(gè)狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元均包括用于與上位監(jiān)測(cè)機(jī)進(jìn)行單向通訊連接的監(jiān) 測(cè)控制器，各執(zhí)行單元的監(jiān)測(cè)控制器通過監(jiān)測(cè)總線Cl將各自獲得的信息傳輸至通信網(wǎng)關(guān)， 所述通信網(wǎng)關(guān)通過監(jiān)測(cè)機(jī)總線C2將通過監(jiān)測(cè)總線傳輸來的信息傳輸至上位監(jiān)測(cè)機(jī)。本發(fā)明的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)將圖2中各執(zhí)行單元中的繼電器更換為電子開關(guān)，并通 過配合前級(jí)防護(hù)單元確保各執(zhí)行單元乃至整個(gè)系統(tǒng)的故障安全導(dǎo)向。以信號(hào)執(zhí)行單元為 例，如圖3所示，所述信號(hào)執(zhí)行單元包括第一和第二信號(hào)控制器Sl和S2，以及由二者共同控 制的信號(hào)燈控制單元，所述信號(hào)燈控制單元與信號(hào)燈一一對(duì)應(yīng)；所述信號(hào)執(zhí)行單元還包括 防護(hù)單元和信號(hào)采集單元，所述防護(hù)單元包括邏輯保護(hù)單元S4和信號(hào)安全繼電器S5。所述 第一和第二信號(hào)控制器Sl和S2之間通過通信電路連接，在此說明的是，二者在控制上是完 全獨(dú)立的，通信電路僅負(fù)責(zé)完成時(shí)鐘同步等不涉及影響各自輸出的指令信號(hào)的通信。所述信號(hào)燈控制單元包括允許和禁止信號(hào)輸出電路，所述允許信號(hào)輸出電路中串 聯(lián)連接有第一和第二信號(hào)開關(guān)管1S、2S，第一和第二信號(hào)控制器Sl和S2分別通過驅(qū)動(dòng)單 元S-I和S-2控制第一和第二信號(hào)開關(guān)管IS和2S。所述信號(hào)安全繼電器S5的常開開關(guān)電 連接在輸入電源接入所有信號(hào)燈控制單元的允許信號(hào)輸出電路的供電電路上；所述信號(hào)安 全繼電器S5的常閉開關(guān)電連接在輸入電源接入所有信號(hào)燈控制單元的禁止信號(hào)輸出電路 的供電電路上，由此，在保證高度安全的前提下，實(shí)現(xiàn)了允許和禁止信號(hào)輸出電路的無觸點(diǎn) 化。在本實(shí)施例中，所述允許和禁止信號(hào)輸出電路經(jīng)過防雷電路分別輸出允許信號(hào)和禁止 信號(hào)。與背景技術(shù)中說明的專利號(hào)為ZL 200820128996. 4，
公開日為2009年12月2日的 中國(guó)實(shí)用新型專利公開的車站信號(hào)燈控制裝置不同的是，本發(fā)明中的允許和禁止信號(hào)輸出 電路彼此獨(dú)立，并不共用一條控制回線，在本實(shí)施例中，第一信號(hào)電源輸入點(diǎn)XJZ和第二信 號(hào)電源輸入點(diǎn)XJF分別接在信號(hào)安全繼電器S5的常開開關(guān)和常閉開關(guān)的一側(cè)，常閉開關(guān)的 另一側(cè)接在禁止信號(hào)輸出電路的供電電路上，常開開關(guān)的另一側(cè)接在允許信號(hào)輸出電路的 供電電路上。對(duì)于信號(hào)燈控制單元，所述第一和第二信號(hào)開關(guān)管1S、2S選用可控硅更為適宜。
所述邏輯保護(hù)單元S4接收由第一信號(hào)控制器Sl輸出的代表各信號(hào)燈控制單元 工作狀態(tài)的第一信號(hào)狀態(tài)信息，由第二信號(hào)控制器S2輸出的代表各信號(hào)燈控制單元工作 狀態(tài)的第二信號(hào)狀態(tài)信息，所述第一、第二信號(hào)控制器Si、S2和邏輯保護(hù)單元S4均接收由 信號(hào)采集單元在各信號(hào)燈控制單元采集到的系統(tǒng)反饋信息；所述邏輯保護(hù)單元通過硬件對(duì) 第一、第二信號(hào)狀態(tài)信息，以及系統(tǒng)反饋信息自身進(jìn)行邏輯對(duì)比，并對(duì)三者之間進(jìn)行邏輯對(duì) 比，并根據(jù)對(duì)比結(jié)果輸出用于控制信號(hào)安全繼電器的信號(hào)燈異常信號(hào)。所述第一、第二信號(hào) 狀態(tài)信息分別包括第一和第二信號(hào)控制器Sl和S2所接收的點(diǎn)燈指令。在無信號(hào)燈異常信號(hào)輸出的情況下，所述第一和第二信號(hào)控制器Sl和S2的輸出 經(jīng)由與邏輯處理通過驅(qū)動(dòng)單元S6控制所述信號(hào)安全繼電器S5，在有信號(hào)燈異常信號(hào)輸出 的情況下，僅由所述信號(hào)燈異常信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)單元S6控制信號(hào)安全繼電器S5 (無條件使信 號(hào)安全繼電器S5失電)，切斷允許信號(hào)輸出電路的供電電路，使信號(hào)執(zhí)行單元由故障導(dǎo)向 安全。所述信號(hào)采集單元包括第一和第二電流采樣電路Il和12。所述第一電流采樣電 路Il采集各信號(hào)燈控制單元的電流作為第一電流信號(hào)，即第一電流信號(hào)包含有各信號(hào)燈 控制單元的電流情況；所述第二電流采樣電路12采樣各信號(hào)燈控制單元的電流作為第二 電流信號(hào)；所述第一電流信號(hào)作為系統(tǒng)反饋信息分別傳輸至第一信號(hào)控制器Sl和邏輯保 護(hù)單元S4，所述第二電流信號(hào)作為系統(tǒng)反饋信息分別傳輸至第二信號(hào)控制器和邏輯保護(hù)單 元。所述第一和第二信號(hào)狀態(tài)信息可以分別包括第一和第二電流信號(hào)，以提高整個(gè)執(zhí)行單 元的可靠性。所述信號(hào)采集單元還可以包括第一和第二過流反饋電路Bl和B2 ；所述第一過流 反饋電路Bl采集各信號(hào)燈控制單元的尖峰電流作為第一尖峰電流信號(hào)，所述第二過流反 饋電路B2采樣各信號(hào)燈控制單元的尖峰電流作為第二尖峰電流信號(hào)；所述第一尖峰電流 信號(hào)作為系統(tǒng)反饋信息傳輸至第一信號(hào)控制器Si，所述第二尖峰電流信號(hào)作為系統(tǒng)反饋信 息傳輸至第二信號(hào)控制器。在本實(shí)施例中，所述第一和第二信號(hào)狀態(tài)信息分別包括第一和 第二尖峰電流信號(hào)。由于信號(hào)執(zhí)行單元需要采集各種表征系統(tǒng)狀態(tài)的信號(hào)，并根據(jù)所采集的各種信號(hào) 完成故障導(dǎo)向安全，因此，信號(hào)的可信測(cè)量對(duì)于系統(tǒng)安全是尤為重要的，由于信號(hào)采集電路 中的電子器件在采用固定輸出時(shí)會(huì)造成有效信號(hào)判斷和故障信號(hào)判斷的二義性問題，所以 在本實(shí)施例中，所述第一和第二電流采樣電路Il和12均將通過各自的傳感器采集到的電 流信號(hào)整形為動(dòng)態(tài)脈沖信號(hào)輸出。所述第一和第二過流反饋電路Bl和B2也可將采集到的 尖峰電流信號(hào)整形為動(dòng)態(tài)脈沖信號(hào)輸出。在此，如采集到的有效信號(hào)為交流信號(hào)則直接通 過門限電路即可實(shí)現(xiàn)上述整形。另外，對(duì)于需要確切知道電壓值和電流值的場(chǎng)合，采樣電路除了提供動(dòng)態(tài)脈沖信 號(hào)之外，還可以提供模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)值，并且只有在脈沖信號(hào)和模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)值同時(shí)有效的情況 下，表征電壓值或電流值的模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)值才有效，否則視為無效，有必要時(shí)由邏輯保護(hù)單元 S4強(qiáng)制導(dǎo)向安全側(cè)。所以，所述信號(hào)采集單元還可以包括第一和第二數(shù)字量采集電路Dl和 D2，所述第一數(shù)字量采集電路Dl采集各信號(hào)燈控制單元的數(shù)字電流值作為第一電流值，所 述第二數(shù)字量采集電路D2采集各信號(hào)燈控制單元的數(shù)字電流值作為第二電流值；所述第 一電流值作為所述系統(tǒng)反饋信息傳輸至第一信號(hào)控制器Si，所述第二電流值作為所述系統(tǒng)反饋信息傳輸至第二信號(hào)控制器S2。在本實(shí)施例中，所述第一和第二信號(hào)狀態(tài)信息分別包 括第一和第二電流值。如圖4所示，本發(fā)明的信號(hào)執(zhí)行單元還包括狀態(tài)監(jiān)測(cè)電路，所述狀態(tài)監(jiān)測(cè)電路包 括信號(hào)監(jiān)測(cè)控制器S3和用于采集信號(hào)燈控制單元的電流值的數(shù)字量采集電路D，第一信號(hào) 控制器Sl和第二信號(hào)控制器S2通過光耦組合編碼的方式將各信息發(fā)送至狀態(tài)監(jiān)測(cè)電路， 以實(shí)現(xiàn)控制電路與監(jiān)測(cè)電路之間的電氣隔離。具體為，所述第一信號(hào)控制器Sl通過第一組 光耦編碼電路將第一信號(hào)狀態(tài)信息傳輸至所述信號(hào)監(jiān)測(cè)控制器S3，所述第二信號(hào)控制器通 過第二組光耦編碼電路將第二信號(hào)狀態(tài)信息傳輸至所述S3信號(hào)監(jiān)測(cè)控制器，所述數(shù)字量 采集電路D將其采集到的各信號(hào)燈控制單元的電流值直接傳輸至所述信號(hào)監(jiān)測(cè)控制器S3。 通過上述方式可以實(shí)現(xiàn)控制電路和監(jiān)測(cè)電路的電氣隔離，即可保證在控制電路出現(xiàn)異常時(shí) 不影響上位監(jiān)測(cè)機(jī)對(duì)系統(tǒng)的統(tǒng)籌監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)電路出現(xiàn)異常時(shí)也不會(huì)直接影響控制電路的工 作。在此，其他執(zhí)行單元的狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元的電氣隔離方式均與信號(hào)執(zhí)行單元的相類似，兩個(gè) 控制器均是分別通過一組光耦組合編碼將相關(guān)信息傳輸至監(jiān)測(cè)控制器，并由各自的監(jiān)測(cè)控 制器完成將監(jiān)測(cè)到的信息輸出至上位監(jiān)測(cè)機(jī)。上述信號(hào)執(zhí)行單元的工作方法為通過第一和第二信號(hào)控制器進(jìn)行二取二冗余控 制，并在控制上執(zhí)行“與”邏輯處理，在異常信號(hào)的判斷上執(zhí)行“或”邏輯處理，具體為在啟動(dòng)信號(hào)執(zhí)行單元后，當(dāng)?shù)谝缓偷诙盘?hào)控制器Sl和S2均接收到對(duì)于某信號(hào) 燈控制單元的點(diǎn)燈指令、且二者輸出的點(diǎn)燈信號(hào)一致時(shí)，所述信號(hào)安全繼電器S5的線圈得 電，點(diǎn)燈指令所對(duì)應(yīng)的信號(hào)燈控制單元上的第一和第二信號(hào)開關(guān)管IS和2S導(dǎo)通，使得對(duì)應(yīng) 信號(hào)燈控制單元的允許信號(hào)輸出電路動(dòng)作；否則，由信號(hào)燈控制單元的禁止信號(hào)輸出電路 輸出禁止信號(hào)。同時(shí)，在啟動(dòng)信號(hào)執(zhí)行單元后，所述邏輯保護(hù)單元S6實(shí)時(shí)接收第一、第二信號(hào)狀 態(tài)信息和系統(tǒng)反饋信息，并通過硬件電路對(duì)第一、第二信號(hào)狀態(tài)信息和系統(tǒng)反饋信息進(jìn)行 對(duì)比分析，當(dāng)?shù)谝?、第二信?hào)狀態(tài)信息和系統(tǒng)反饋信息各自自身的比對(duì)均未出現(xiàn)異常情況， 且第一、第二信號(hào)狀態(tài)信息和系統(tǒng)反饋信息三者之間的比對(duì)也未出現(xiàn)異常情況時(shí)，由第一 和第二信號(hào)控制器Sl和S2的輸出經(jīng)由與邏輯處理控制所述信號(hào)安全繼電器；當(dāng)?shù)谝?、第?信號(hào)狀態(tài)信息和系統(tǒng)反饋信息中任一個(gè)的自身對(duì)比出現(xiàn)異常情況時(shí)，或第一、第二信號(hào)狀 態(tài)信息和系統(tǒng)反饋信息三者之間對(duì)比出現(xiàn)異常情況時(shí)，由邏輯保護(hù)單元S4直接無條件使 所述信號(hào)安全繼電器S5失電，即直接無條件切斷允許信號(hào)輸出電路的供電電路，使信號(hào)執(zhí) 行單元完成故障導(dǎo)向安全。另外，對(duì)于第一、第二信號(hào)狀態(tài)信息和系統(tǒng)反饋信息的對(duì)比方式多種多樣，只要能 滿足一處對(duì)比出現(xiàn)異常即將系統(tǒng)由故障導(dǎo)向安全即可，如可以采用對(duì)第一、第二信號(hào)狀態(tài) 信息和系統(tǒng)反饋信息各自所包含的各信號(hào)進(jìn)行縱向?qū)Ρ?縱向?qū)Ρ炔捎没蜻壿嬏幚?，再 對(duì)三者的縱向?qū)Ρ冉Y(jié)果進(jìn)行或邏輯處理；或者采用對(duì)第一、第二信號(hào)狀態(tài)信息和系統(tǒng)反饋 信息中有對(duì)應(yīng)關(guān)系的信號(hào)進(jìn)行橫向?qū)Ρ?橫向?qū)Ρ炔捎没蜻壿嬏幚?，再將各橫向?qū)Ρ冉Y(jié) 果進(jìn)行或邏輯處理。道岔執(zhí)行單元的設(shè)計(jì)原理與信號(hào)執(zhí)行單元相同，如圖5、6和7所示，所述道岔執(zhí)行 單元包括第一動(dòng)作控制器A和第二動(dòng)作控制器B，以及由二者共同控制的定操控制電路10 和反操控制電路20，所述道岔執(zhí)行單元還包括安全繼電器40和選路開關(guān)50。
所述定操控制電路10包括第一至第四開關(guān)管la、lb、lc和ld，所述第一和第二開 關(guān)管Ia和Ib電連接在第一電源輸入點(diǎn)DJZ和用于與轉(zhuǎn)轍機(jī)的Xl線電連接的定操輸出點(diǎn) 之間，其中，所述第一和第二開關(guān)管Ia和Ib分別用于導(dǎo)通交流輸入的上半波和下半波，即 二者為并聯(lián)連接(為了便于繪制附圖，局部電路并沒有反應(yīng)實(shí)際的電路結(jié)構(gòu))；所述第三和 第四開關(guān)管Ic和Id電連接在道岔執(zhí)行單元的第二電源輸入點(diǎn)DJF和用于與轉(zhuǎn)轍機(jī)的X4 線電連接的動(dòng)作回線點(diǎn)之間，其中，所述第三和第四開關(guān)管Ic和Id分別用于導(dǎo)通交流輸 入的上半波和下半波，即二者為并聯(lián)連接。所述第一動(dòng)作控制器A根據(jù)第一定操動(dòng)作指令 輸出的第一定操開關(guān)信號(hào)分別通過驅(qū)動(dòng)電路1-1和1-4控制所述第一和第四開關(guān)管Ia和 Id ；所述第二動(dòng)作控制器B根據(jù)第二定操動(dòng)作指令輸出的第二定操開關(guān)信號(hào)分別通過驅(qū)動(dòng) 電路1-2和1-3控制所述第二和第三開關(guān)管Ib和lc。所述反操控制電路20包括第五至第八開關(guān)管2a至2d，所述第五和第六開關(guān)管2a 和2b電連接在道岔執(zhí)行單元的第一電源輸入點(diǎn)DJZ和用于與轉(zhuǎn)轍機(jī)的X2線電連接的反操 輸出點(diǎn)之間，其中，所述第五和第六開關(guān)管2a和2b分別用于導(dǎo)通交流輸入的上半波和下半 波，即二者為并聯(lián)連接；所述第七和第八開關(guān)管2c和2d電連接在道岔執(zhí)行單元的第二電源 輸入點(diǎn)DJF和所述動(dòng)作回線點(diǎn)之間，其中，所述第七和第八開關(guān)管2c和2d分別用于導(dǎo)通交 流輸入的上半波和下半波，即二者為并聯(lián)連接。所述第一動(dòng)作控制器A根據(jù)第一反操動(dòng)作 指令輸出的第一反操開關(guān)信號(hào)分別通過驅(qū)動(dòng)電路2-1和2-4控制所述第五和第八開關(guān)管2a 和2d，所述第二動(dòng)作控制器B根據(jù)第二反操動(dòng)作指令輸出的第二反操開關(guān)信號(hào)分別通過驅(qū) 動(dòng)電路2-2和2-3控制所述第六和第七開關(guān)管2b和2c。所述第一電源輸入點(diǎn)DJZ經(jīng)由所述安全繼電器的第一常開開關(guān)輸出至定操和反 操控制電路10和20，所述第二電源輸入點(diǎn)DJF經(jīng)由所述安全繼電器40的第二常開開關(guān)輸 出至定操和反操控制電路，即安全繼電器的第一和第二常開開關(guān)均設(shè)置在定操和反操控制 電路的供電電路中；所述安全繼電器的常閉開關(guān)設(shè)置在道岔執(zhí)行單元的定位表示電路和反 位表示電路的供電電路中，以在動(dòng)作期間切斷定位和反位表示電路的供電電路，并在表示 期間切斷定操和反操控制電路的供電電路。由此，本發(fā)明的道岔執(zhí)行單元在保證高安全性 的前提下，實(shí)現(xiàn)了控制電路的無觸點(diǎn)化。所述安全繼電器40在系統(tǒng)處于正常狀態(tài)下受控于第一和第二動(dòng)作控制器A和B， 具體為所述第一動(dòng)作控制器A根據(jù)第一定操動(dòng)作指令或者第一反操動(dòng)作指令輸出的第一 總開關(guān)信號(hào)與第二動(dòng)作控制器B根據(jù)第二定操動(dòng)作指令或者第二反操動(dòng)作指令輸出的第 二總開關(guān)信號(hào)一致時(shí)才能通過驅(qū)動(dòng)電路Z使安全繼電器A吸起，使經(jīng)第一電源輸入點(diǎn)DJZ 和第二電源輸入點(diǎn)DJF輸入的交流電輸出至定操和反操控制電路10和20 ；在第一總開關(guān) 信號(hào)與第二總開關(guān)信號(hào)不一致時(shí)，安全繼電器A將無法吸起，即第二總開關(guān)信號(hào)與第二總 開關(guān)信號(hào)經(jīng)與門作用于安全繼電器A的驅(qū)動(dòng)電路Z，以此實(shí)現(xiàn)冗余控制。所述選路開關(guān)50接收第一動(dòng)作控制器A輸出的包括第一定操和/或第一反操動(dòng) 作指令內(nèi)容的第一系統(tǒng)狀態(tài)信息，接收第二動(dòng)作控制器B輸出的包括第二定操和/或第二 反操動(dòng)作指令內(nèi)容的第二系統(tǒng)狀態(tài)信息，以及接收信號(hào)采集單元采集的系統(tǒng)狀態(tài)反饋信 息，上述信息在選路開關(guān)50的內(nèi)部通過硬件電路進(jìn)行對(duì)比，如所述選路開關(guān)50可通過CPLD 實(shí)現(xiàn)各種信息的邏輯對(duì)比，并在系統(tǒng)出現(xiàn)任何異常情況下通過驅(qū)動(dòng)電路Z優(yōu)先切斷安全繼 電器40，此時(shí)，第一和第二動(dòng)作控制器A和B對(duì)安全繼電器40的控制作用將失效，即選路開關(guān)50輸出的控制信號(hào)與第一和第二動(dòng)作控制器A和B經(jīng)與門輸出的控制信號(hào)也為“與”的 邏輯關(guān)系，只要選路開關(guān)50的控制信號(hào)為低電平，安全繼電器40所控制的道岔動(dòng)作供電電 路(定操和反操控制電路的供電電路)將被切斷。當(dāng)?shù)啦韴?zhí)行單元用于控制直流轉(zhuǎn)轍機(jī)時(shí)，只需在定操和反操控制電路10和20中 增加整流電路。如圖5至7所示，此時(shí)，所述定操控制電路10還包括定操整流電路11，所述 第一電源輸入點(diǎn)DJZ經(jīng)第一和第二開關(guān)管Ia和Ib電連接至定操整流電路11的一輸入端， 所述第二電源輸入點(diǎn)DJF經(jīng)第三和第四開關(guān)管Ic和Id電連接至定操整流電路11的另一 輸入端，所述定操整流電路11的一輸出端與定操輸出點(diǎn)之間電連接有第九開關(guān)管li，所述 第一動(dòng)作控制器A輸出的第一定操開關(guān)信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)電路1-9控制第九開關(guān)管Ii ；所述定 操整流電路11的另一輸出端與動(dòng)作回線點(diǎn)之間電連接有第十開關(guān)管lj，所述第二動(dòng)作控 制器B輸出第二定操開關(guān)信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)電路1-10控制第十開關(guān)管lj。由于定操和定表操 作共用轉(zhuǎn)轍機(jī)的Xl線，因此，設(shè)置第九開關(guān)管Ii和第十開關(guān)管Ij可以在系統(tǒng)處于定位表 示狀態(tài)時(shí)，有效防止定位表示電路的電流串入定操控制電路10。同理，所述反操控制電路20還包括反操整流電路21，所述第一電源輸入點(diǎn)DJZ經(jīng) 第五和第六開關(guān)管2a和2b電連接至反操整流電路21的一輸入端，所述第二電源輸入點(diǎn) DJF經(jīng)第七和第八開關(guān)管2c和2d電連接至反操整流電路21的另一輸入端，所述反操整流 電路21的一輸出端與反操輸出點(diǎn)之間電連接有第十一開關(guān)管2i，所述第二動(dòng)作控制器B輸 出的第二反操開關(guān)信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)電路2-11控制該第十一開關(guān)管2i ；所述反操整流電路21 的另一輸出端與動(dòng)作回線點(diǎn)之間電連接有第十二開關(guān)管2j，所述第一動(dòng)作控制器A輸出的 第一反操開關(guān)信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)電路2-12控制該第十二開關(guān)管2j。由于反操和反表操作共用 X2線，因此，設(shè)置該第十一和十二開關(guān)管可以在系統(tǒng)處于反位表示狀態(tài)時(shí)，有效防止反位表 示電路的電流串入反操控制電路。對(duì)于道岔執(zhí)行單元，所述開關(guān)管適于選用IGBT。如圖8和9所示，在轉(zhuǎn)轍機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中設(shè)置有表示二極管35，所述表示二極管 35在定位表示時(shí)反接于Xl線與X3線，在反位表示時(shí)正接于X2線與X3線之間，因此，可以 通過該表示二極管35監(jiān)測(cè)定位和反位表示的情況。在本實(shí)施方式中，如圖8所示，所述定位表示電路包括隔離變壓器30、第一和第二 定表光耦31a和31b，以及第一和第二定表檢測(cè)光耦32a和32b。所述隔離變壓器30的后 級(jí)的第二輸出端與道岔執(zhí)行單元的用于接入轉(zhuǎn)轍機(jī)的X3線的表示回線點(diǎn)電連接；所述第 一和第二定表檢測(cè)光耦32a和32b的負(fù)極，以及第一和第二定表光耦31a和31b的正極均 與用于接入轉(zhuǎn)轍機(jī)的Xl線的定表輸入點(diǎn)電連接；所述隔離變壓器30的后級(jí)的第一輸出端 與第一和第二定表檢測(cè)光耦32a和32b的正極，以及第一和第二定表光耦31a和31b的負(fù) 極電連接；所述第一定表光耦31a和第一定表檢測(cè)光耦32a的輸出作為上述第一系統(tǒng)狀態(tài) 信息的一部分輸送至第一動(dòng)作控制器A，所述第二定表光耦31b和第二定表檢測(cè)光耦32b的 輸出作為上述第二系統(tǒng)狀態(tài)信息的一部分輸送至第二動(dòng)作控制器B ；所述安全繼電器40的 常閉開關(guān)電連接在隔離變壓器30的后級(jí)的第二輸出端與表示回線點(diǎn)之間，即可滿足動(dòng)作 時(shí)禁止表示，表示時(shí)禁止動(dòng)作的要求。該定位表示電路的工作原理如下在表示室外定位時(shí)，表示二極管35反接在Xl和 X3之間，交流220V輸入通過220V-24V隔離變壓器30送出交流24V、50Hz的交流電，該交流電通過表示二極管35后將交流負(fù)半波送往第一和第二定表光耦31a和31b，并在經(jīng)過第一 和第二定表光耦31a和31b后整流成50HZ的方波分別送往第一和第二動(dòng)作控制器A和B ； 同時(shí)，交流負(fù)半波也送往第一和第二定表檢測(cè)光耦32a和32b，由于第一和第二定表檢測(cè)光 耦32a和32b只能通過正電，因此，正常情況下，在定表期間第一和第二動(dòng)作控制器A和B 是接收不到由第一和第二定表檢測(cè)光耦32a和32b輸出的方波信號(hào)的。但是，如果表示二 極管35反接或者不接，第一和第二定表檢測(cè)光耦32a和32b都是可以收到正電信號(hào)的，第 一和第二動(dòng)作控制器A和B也就能夠接收到相應(yīng)的信號(hào)，因此，通過該定位表示電路，第一 和第二動(dòng)作控制器A和B就可以判斷系統(tǒng)是否處于定位表示期間，并且表示二極管35是否 反接或者不接。同理，如圖9所示，所述反位表示電路包括上述隔離變壓器30、第一和第二反表光 耦33a和33b，以及第一和第二反表檢測(cè)光耦34a和34b ；所述第一和第二反表檢測(cè)光耦34a 和34b的正極，以及第一和第二反表光耦33a和33b的負(fù)極均與用于接入轉(zhuǎn)轍機(jī)的X2線的 反表輸入點(diǎn)電連接；所述隔離變壓器30的后級(jí)第一輸出端與第一和第二反表檢測(cè)光耦34a 和34b的負(fù)極，以及第一和第二反表光耦33a和33b的正極電連接；所述第一反表光耦33a 和第一反表檢測(cè)光耦34a的輸出作為所述第一系統(tǒng)狀態(tài)信息的一部分輸送至第一動(dòng)作控 制器A，所述第二反表光耦33b和第二反表檢測(cè)光耦34b的輸出作為上述第二系統(tǒng)狀態(tài)信息 的一部分輸送至第二動(dòng)作控制器B。該反位表示電路的工作原理與定位表示電路的工作原 理相似，在此不再贅述。所述定操、反操控制電路10和20，以及定位和反位控制電路在應(yīng)用中均可以加入 防雷電路。所述信號(hào)采集單元包括圖5至7所示的第一和第二定操反饋電路1. 1和1. 2，以及 第一和第二反操反饋電路2. 1和2. 2 ；其中，所述第一定操和第一反操反饋電路1. 1和2. 1分別將各自采集到第一定操和第一 反操狀態(tài)信息均傳輸至第一動(dòng)作控制器A和選路開關(guān)50 ；所述第二定操和第二反操反饋電路1. 2和2. 2分別將各自采集到第二定操和第二 反操狀態(tài)信息均傳輸至第二動(dòng)作控制器B和選路開關(guān)50 ；所述選路開關(guān)50需要獲知的系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息包括上述第一和第二定操狀態(tài)信 息，以及第一和第二反操狀態(tài)信息，當(dāng)在在實(shí)際應(yīng)用中還包括系統(tǒng)自檢信息等需要在其存 在異常的情況下將系統(tǒng)導(dǎo)向安全的信息。另外，為了提高系統(tǒng)的可靠性，所述第一系統(tǒng)狀態(tài) 信息還可以包括第一定操和第一反操狀態(tài)信息，所述第二系統(tǒng)狀態(tài)信息還可以包括第二定 操和第二反操狀態(tài)信息。所述第一和第二定操反饋電路1. 1和1. 2，第一和第二反操反饋電路2. 1和2. 2， 以及道岔電流感應(yīng)電路60和表示電壓感應(yīng)電路70均實(shí)現(xiàn)信號(hào)的可信測(cè)量，即均將通過各 自的傳感器采集到的信號(hào)整形為動(dòng)態(tài)脈沖信號(hào)輸出，在此，如采集到的有效信號(hào)為交流信 號(hào)則直接通過門限電路即可實(shí)現(xiàn)上述整形，如采集到的有效信號(hào)為直流信號(hào)則可通過脈沖 發(fā)生器將直流信號(hào)整形為動(dòng)態(tài)脈沖信號(hào)；而器件在故障情況下會(huì)產(chǎn)生固定電信號(hào)輸出，由 此，各控制器和選路開關(guān)即可區(qū)分出有效信號(hào)和故障信號(hào)，以進(jìn)行相應(yīng)的處理。本發(fā)明的道岔執(zhí)行單元的工作方法為通過第一和第二動(dòng)作控制器A和B進(jìn)行二取 二冗余控制，二區(qū)二的原則是為動(dòng)作控制為“與”方式，而故障反饋為“或”方式。
在啟動(dòng)道岔執(zhí)行單元后，當(dāng)?shù)谝缓偷诙?dòng)作控制器A和B均接收到定操指令或者 反操指令，且據(jù)此輸出的第一和第二總開關(guān)信號(hào)一致時(shí)，所述第一和第二動(dòng)作控制器A和B 將通過驅(qū)動(dòng)電路Z使安全繼電器的線圈得電；如果此時(shí)第一和第二動(dòng)作開關(guān)均輸出第一和 第二定操開關(guān)信號(hào)，且二者一致，則第一至第四開關(guān)管，以及第九和第十開關(guān)管將均處于導(dǎo) 通狀態(tài)，即所述定操控制電路10將控制轉(zhuǎn)轍機(jī)進(jìn)行定操動(dòng)作；相應(yīng)地，如果此時(shí)輸出第一 和第二反操開關(guān)信號(hào)，且二者一致，則反操控制電路20將控制轉(zhuǎn)轍機(jī)進(jìn)行反操動(dòng)作；否則 定操和反操控制電路均不會(huì)動(dòng)作。在啟動(dòng)道岔執(zhí)行單元后，所述選路開關(guān)50實(shí)時(shí)接收第一、第二系統(tǒng)狀態(tài)信息和系 統(tǒng)狀態(tài)反饋信息，并通過硬件電路對(duì)三者進(jìn)行對(duì)比分析，當(dāng)三者各自自身的對(duì)比均未出現(xiàn) 異常情況，并且三者之間的對(duì)比也未出現(xiàn)異常情況時(shí)，由第一和第二總開關(guān)信號(hào)控制安全 繼電器40，當(dāng)?shù)谝?、第二系統(tǒng)狀態(tài)信息和系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息任一個(gè)的自身對(duì)比出現(xiàn)異常情 況時(shí)，或者第一、第二系統(tǒng)狀態(tài)信息和系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息三者之間的對(duì)比出現(xiàn)異常情況時(shí)， 由選路開關(guān)50直接優(yōu)先無條件地切斷所述安全繼電器所控制的定操和反操控制電路的供 電電路，使道岔執(zhí)行單元由故障導(dǎo)向安全。以下舉例說明幾種異常情況1.道岔進(jìn)行定操動(dòng)作時(shí)，應(yīng)當(dāng)只有定操控制電路存在反饋信號(hào)，若此時(shí)反操控制 電路出現(xiàn)了反饋信號(hào)，或者第一和第二定操狀態(tài)信息不一致，則屬于異常情況；2.如果道岔定操動(dòng)作時(shí)，定位和反位表示電路出現(xiàn)反饋信號(hào)，則屬于異常情況；3.道岔在定位表示期間，只有定位表示電路的第一和第二定表光耦應(yīng)當(dāng)有反饋信 號(hào)，反位表示電路的第一和第二反表光耦不應(yīng)該出現(xiàn)反饋信號(hào)，否則屬于異常情況；4.道岔在定位表示期間，第一和第二定表光耦的輸出不一致，屬于異常情況；5.道岔在定位表示期間，如果第一和第二定表檢測(cè)光耦出現(xiàn)反饋信號(hào)，則說明表 示二極管35反接或者未接，這也屬于異常情況，需要進(jìn)行故障處理；6.在系統(tǒng)處于定位表示狀態(tài)時(shí)，如果接收到定操動(dòng)作指令，屬于異常情況。以上僅說明了部分定操動(dòng)作和定位表示時(shí)的異常情況，對(duì)于反操動(dòng)作和反位表示 時(shí)的異常情況可以據(jù)此對(duì)應(yīng)得出，在此不再贅述。由上可知，雖然第一和第二動(dòng)作控制器A和B經(jīng)過比較分析也可以得出異常結(jié)論， 并通過驅(qū)動(dòng)電路Z切斷安全繼電器40，是系統(tǒng)完成故障到安全的導(dǎo)向，但是，軟件的判斷需 要各種冗余的算法，計(jì)算時(shí)間也相對(duì)較長(zhǎng)，因此，本發(fā)明通過選路開關(guān)50接收各類信號(hào)，并 通過硬件上的邏輯判斷及時(shí)完成故障到安全的導(dǎo)向，而且第一和第二動(dòng)作控制器A和B在 軟件上的處理也可作為有效的補(bǔ)充，這樣就有效地提高了系統(tǒng)的可靠性。對(duì)于軌道執(zhí)行單元的改進(jìn)為，所述軌道執(zhí)行單元包括第一和第二執(zhí)行控制器，以 及前級(jí)處理電路和狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元，所述第一執(zhí)行控制器和第二執(zhí)行控制器通過SPI總線進(jìn) 行通。所述前級(jí)處理電路包括信號(hào)采集電路、信號(hào)整形電路和第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述 信號(hào)采集電路用于采集軌道受電端的電信號(hào)(主要為軌道面的電壓信號(hào))，信號(hào)采集電路 輸出的電信號(hào)一路輸入至信號(hào)整形電路進(jìn)行處理，另一路輸入至第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行模 數(shù)轉(zhuǎn)換，所述信號(hào)整形電路的輸出分別輸入至第一和第二執(zhí)行控制器，所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換 電路的輸出也分別輸入至第一和第二執(zhí)行控制器。所述信號(hào)采集電路在采集過程中會(huì)根據(jù)信號(hào)頻率進(jìn)行濾波，若頻率不符合50Hz則濾除，通過頻率判決可以有效地消除雜散電流的影響，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。所述第一執(zhí)行控制器的輸出經(jīng)由一動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)電路控制一電子開關(guān)，所述第二執(zhí)行 控制器的輸出經(jīng)由另一動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)電路控制另一電子開關(guān)，兩個(gè)電子開關(guān)的輸出經(jīng)由與邏輯 處理向聯(lián)鎖機(jī)輸出軌道狀態(tài)信號(hào)，所述軌道狀態(tài)信號(hào)即為軌道占用信號(hào)或者軌道空閑信號(hào)。在本實(shí)施例中，所述信號(hào)整形電路為設(shè)定有基準(zhǔn)值的比較電路，當(dāng)信號(hào)采樣電路 的輸出超過信號(hào)整形電路的基準(zhǔn)值時(shí)，則信號(hào)整形電路2輸出脈沖信號(hào)給第一執(zhí)行控制器 Al和第二執(zhí)行控制器。所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將轉(zhuǎn)換后的具體數(shù)字(如電壓值)輸入至第 一執(zhí)行控制器和第二執(zhí)行控制器處理。在實(shí)際應(yīng)用中，軌道受電端的電信號(hào)依次經(jīng)過防雷保護(hù)電路、阻抗匹配電路和隔 離互感器輸入至所述信號(hào)采集電路，其中，防雷保護(hù)電路可以提高軌道執(zhí)行單元的抗沖擊 能力，阻抗匹配電路可以保證軌道電路的傳輸特性不變。該軌道執(zhí)行單元的工作原理為如果第一執(zhí)行控制器和第二執(zhí)行控制器均接收到 信號(hào)整形電路輸出的脈沖信號(hào)和第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路輸出的具體數(shù)值，且第一執(zhí)行控制器和 第二執(zhí)行控制器分別據(jù)此輸出作用于動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)電路和動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)電路的特定脈沖信號(hào)，則兩 個(gè)電子開關(guān)均導(dǎo)通，軌道執(zhí)行單元輸出表征軌道空閑的軌道狀態(tài)信號(hào)；否則，軌道執(zhí)行單元 輸出表征軌道占用的軌道狀態(tài)信號(hào)，即軌道執(zhí)行單元無輸出。因此，在軌道執(zhí)行單元檢測(cè)到 任何故障時(shí)均會(huì)無條件進(jìn)入軌道占用狀態(tài)，完成故障安全導(dǎo)向。在此，所述零散執(zhí)行單元可以采用常規(guī)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，也可以根據(jù)道岔、信號(hào)和軌道 執(zhí)行單元的設(shè)計(jì)原理進(jìn)行改進(jìn)。綜上所述僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，并非用來限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。即凡依本 發(fā)明申請(qǐng)專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化及修飾，皆應(yīng)屬于本發(fā)明的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求
一種計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，包括聯(lián)鎖機(jī)、通信網(wǎng)關(guān)，以及道岔、信號(hào)和軌道執(zhí)行單元；所述信號(hào)執(zhí)行單元包括第一和第二信號(hào)控制器，以及由二者共同控制的信號(hào)燈控制單元，所述信號(hào)燈控制單元與信號(hào)燈一一對(duì)應(yīng)；所述聯(lián)鎖機(jī)通過兩條彼此獨(dú)立的聯(lián)鎖機(jī)總線與通信網(wǎng)關(guān)通信連接，所述通信網(wǎng)關(guān)通過兩條彼此獨(dú)立的執(zhí)行總線分別與信號(hào)執(zhí)行單元的第一和第二信號(hào)控制器通信連接；其特征在于所述信號(hào)執(zhí)行單元還包括防護(hù)單元和信號(hào)采集單元，所述防護(hù)單元包括邏輯保護(hù)單元和信號(hào)安全繼電器；所述信號(hào)燈控制單元包括允許和禁止信號(hào)輸出電路，所述允許信號(hào)輸出電路中串聯(lián)連接有分別受控于第一和第二信號(hào)控制器的第一和第二信號(hào)開關(guān)管，所述信號(hào)安全繼電器的常開開關(guān)電連接在輸入電源接入所有信號(hào)燈控制單元的允許信號(hào)輸出電路的供電電路上；所述信號(hào)安全繼電器的常閉開關(guān)電連接在輸入電源接入所有信號(hào)燈控制單元的禁止信號(hào)輸出電路的供電電路上；所述邏輯保護(hù)單元接收由第一信號(hào)控制器輸出的代表各信號(hào)燈控制單元工作狀態(tài)的第一信號(hào)狀態(tài)信息，由第二信號(hào)控制器輸出的代表各信號(hào)燈控制單元工作狀態(tài)的第二信號(hào)狀態(tài)信息，所述第一、第二信號(hào)控制器和邏輯保護(hù)單元均接收由信號(hào)采集單元在各信號(hào)燈控制單元采集到的系統(tǒng)反饋信息；所述邏輯保護(hù)單元對(duì)第一、第二信號(hào)狀態(tài)信息和系統(tǒng)反饋信息通過硬件電路進(jìn)行邏輯對(duì)比，并根據(jù)對(duì)比結(jié)果輸出用于控制信號(hào)安全繼電器的信號(hào)燈異常信號(hào)；以及，在無信號(hào)燈異常信號(hào)輸出的情況下，所述第一和第二信號(hào)控制器的輸出經(jīng)由與邏輯處理控制所述信號(hào)安全繼電器，在有信號(hào)燈異常信號(hào)輸出的情況下，由所述信號(hào)燈異常信號(hào)控制信號(hào)安全繼電器，切斷允許信號(hào)輸出電路的供電電路，使信號(hào)執(zhí)行單元完成故障導(dǎo)向安全。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，其特征在于所述信號(hào)采集單元包括第一 和第二電流采樣電路；所述第一電流采樣電路采集各信號(hào)燈控制單元的電流作為第一電流 信號(hào)，所述第二電流采樣電路采樣各信號(hào)燈控制單元的電流作為第二電流信號(hào)；所述第一 電流信號(hào)作為系統(tǒng)反饋信息分別傳輸至第一信號(hào)控制器和邏輯保護(hù)單元，所述第二電流信 號(hào)作為系統(tǒng)反饋信息分別傳輸至第二信號(hào)控制器和邏輯保護(hù)單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，其特征在于所述第一和第二信號(hào)狀態(tài)信 息分別包括第一和第二電流信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，其特征在于第一和第二電流采樣電路均 將通過各自的傳感器采集到的電流信號(hào)整形為動(dòng)態(tài)脈沖信號(hào)輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，其特征在于所述信號(hào)采集單元包括第一 和第二過流反饋電路；所述第一過流反饋電路采集各信號(hào)燈控制單元的尖峰電流作為第一 尖峰電流信號(hào)，所述第二過流反饋電路采樣各信號(hào)燈控制單元的尖峰電流作為第二尖峰電 流信號(hào)；所述第一和第二尖峰電流信號(hào)作為系統(tǒng)反饋信息分別傳輸至第一和第二信號(hào)控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，其特征在于所述信號(hào)采集單元包括 第一和第二數(shù)字量采集電路，所述第一數(shù)字量采集電路采集各信號(hào)燈控制單元的數(shù)字電流 值作為第一電流值，所述第二數(shù)字量采集電路采集各信號(hào)燈控制單元的數(shù)字電流值作為第 二電流值；所述第一和第二電流值作為所述系統(tǒng)反饋信息分別傳輸至第一和第二信號(hào)控制
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，其特征在于還包括實(shí)現(xiàn)監(jiān) 測(cè)電路與控制電路之間電氣隔離的狀態(tài)監(jiān)測(cè)電路，所述狀態(tài)監(jiān)測(cè)電路包括與上位監(jiān)測(cè)機(jī)進(jìn) 行單向通訊連接的信號(hào)監(jiān)測(cè)控制器和用于監(jiān)測(cè)信號(hào)燈控制單元的電流值的數(shù)字量采集電 路；所述第一信號(hào)控制器通過第一組光耦編碼電路將其獲知的第一信號(hào)狀態(tài)信息傳輸至所 述信號(hào)監(jiān)測(cè)控制器，所述第二信號(hào)控制器通過第二組光耦編碼電路將其獲知的第二信號(hào)狀 態(tài)信息傳輸至所述監(jiān)測(cè)控制器，所述數(shù)字量采集電路監(jiān)測(cè)到的各信號(hào)燈控制單元的電流值 直接傳輸至所述監(jiān)測(cè)控制器；所述監(jiān)測(cè)控制器將其獲得的所有信息通過監(jiān)測(cè)總線傳輸至通 信網(wǎng)關(guān)，所述通信網(wǎng)關(guān)通過監(jiān)測(cè)機(jī)總線將通過監(jiān)測(cè)總線傳輸來的信息傳輸至上位監(jiān)測(cè)機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，其特征在于所述道岔執(zhí)行單元包括第一 和第二動(dòng)作控制器，以及由二者共同控制的定操和反操控制電路，所述通信網(wǎng)關(guān)通過所述 的兩條執(zhí)行總線分別與道岔執(zhí)行單元的第一和第二動(dòng)作控制器通信連接；所述道岔執(zhí)行單 元還包括安全繼電器和選路開關(guān)；所述第一動(dòng)作控制器控制分別位于定操和反操控制電路上的一組開關(guān)管，所述第二動(dòng) 作控制器控制分別位于定操和反操控制電路上的另一組開關(guān)管；所述安全繼電器的常開開關(guān)設(shè)置在定操和反操控制電路的供電電路中；所述安全繼電 器的常閉開關(guān)設(shè)置在道岔執(zhí)行單元的定位和反位表示電路的供電電路中，以在動(dòng)作期間斷 開定位和反位表示電路的供電電路，并在表示期間斷開定操和反操控制電路的供電電路；所述第一和第二動(dòng)作控制器與道岔執(zhí)行單元的信號(hào)采集單元通訊連接；所述選路開關(guān)接收第一動(dòng)作控制器輸出的第一系統(tǒng)狀態(tài)信息，接收第二動(dòng)作控制器輸 出的第二系統(tǒng)狀態(tài)信息，以及接收通過道岔執(zhí)行單元的信號(hào)采集單元反饋回的系統(tǒng)狀態(tài)反 饋信息，所述選路開關(guān)對(duì)第一、第二系統(tǒng)狀態(tài)信息和系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息通過硬件電路進(jìn)行 邏輯對(duì)比，并根據(jù)對(duì)比結(jié)果輸出用于控制安全繼電器的系統(tǒng)異常信號(hào)；以及，在無異常信號(hào)輸出的情況下，所述第一和第二動(dòng)作控制器的輸出經(jīng)由與邏輯處理控制 所述安全繼電器；在有系統(tǒng)異常信號(hào)輸出的情況下，由所述系統(tǒng)異常信號(hào)控制安全繼電器 斷開定操和反操控制電路的供電電路，使道岔執(zhí)行單元由故障導(dǎo)向安全。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，其特征在于所述定位表示電路包括隔離 變壓器、第一和第二定表光耦，以及第一和第二定表檢測(cè)光耦；所述隔離變壓器的后級(jí)的第 二輸出端與道岔執(zhí)行單元的用于接入轉(zhuǎn)轍機(jī)的X3線的表示回線點(diǎn)電連接；所述第一和第 二定表檢測(cè)光耦的負(fù)極，以及第一和第二定表光耦的正極均與用于接入轉(zhuǎn)轍機(jī)的Xl線的 定表輸入點(diǎn)電連接；所述隔離變壓器的后級(jí)的第一輸出端與第一和第二定表檢測(cè)光耦的正 極，以及第一和第二定表光耦的負(fù)極電連接；所述第一定表光耦和第一定表檢測(cè)光耦的輸 出作為第一系統(tǒng)狀態(tài)信息的一部分輸送至第一動(dòng)作控制器，所述第二定表光耦和第二定表 檢測(cè)光耦的輸出作為第二系統(tǒng)狀態(tài)信息的一部分輸送至第二動(dòng)作控制器；所述安全繼電器 的常閉開關(guān)電連接在隔離變壓器的后級(jí)的第二輸出端與表示回線點(diǎn)之間；以及，所述反位表示電路包括所述隔離變壓器、第一和第二反表光耦，以及第一和第二反表 檢測(cè)光耦；所述第一和第二反表檢測(cè)光耦的正極，以及第一和第二反表光耦的負(fù)極均與用 于接入轉(zhuǎn)轍機(jī)的X2線的反表輸入點(diǎn)電連接；所述隔離變壓器的后級(jí)第一輸出端與第一和 第二反表檢測(cè)光耦的負(fù)極，以及第一和第二反表光耦的正極電連接；所述第一反表光耦和第一反表檢測(cè)光耦的輸出作為所述第一系統(tǒng)狀態(tài)信息的一部分輸送至第一動(dòng)作控制器，所 述第二反表光耦和第二反表檢測(cè)光耦的輸出作為第二系統(tǒng)狀態(tài)信息的一部分輸送至第二 動(dòng)作控制器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的工作方法，所述聯(lián)鎖機(jī)和通信網(wǎng)關(guān)分別 通過一條聯(lián)鎖機(jī)總線和一條執(zhí)行總線實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖機(jī)與道岔、信號(hào)和軌道執(zhí)行單元的各一個(gè)控 制器之間的雙向通訊，所述聯(lián)鎖機(jī)和通信網(wǎng)關(guān)分別通過另一條聯(lián)鎖機(jī)總線和另一條執(zhí)行總 線實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖機(jī)與道岔、信號(hào)和軌道執(zhí)行單元的各另一個(gè)控制器之間的雙向通訊；所述聯(lián)鎖 機(jī)對(duì)信號(hào)執(zhí)行單元通過第一和第二動(dòng)作控制器進(jìn)行二取二冗余控制，其特征在于所述信 號(hào)執(zhí)行單元的工作方法為在聯(lián)鎖機(jī)啟動(dòng)信號(hào)執(zhí)行單元后，當(dāng)?shù)谝缓偷诙盘?hào)控制器均接收到聯(lián)鎖機(jī)發(fā)出的對(duì)于 某信號(hào)燈控制單元的點(diǎn)燈指令、且二者輸出的點(diǎn)燈信號(hào)一致時(shí)，所述信號(hào)安全繼電器的線 圈得電，點(diǎn)燈指令所對(duì)應(yīng)的信號(hào)燈控制單元上的第一和第二信號(hào)開關(guān)管導(dǎo)通，使得對(duì)應(yīng)信 號(hào)燈控制單元的允許信號(hào)輸出電路動(dòng)作；否則，由信號(hào)燈控制單元的禁止信號(hào)輸出電路輸 出禁止信號(hào)；在啟動(dòng)信號(hào)執(zhí)行單元后，所述邏輯保護(hù)單元實(shí)時(shí)接收第一、第二信號(hào)狀態(tài)信息和系統(tǒng) 反饋信息，并通過硬件電路對(duì)第一、第二信號(hào)狀態(tài)信息和系統(tǒng)反饋信息進(jìn)行對(duì)比分析，當(dāng)?shù)?一、第二信號(hào)狀態(tài)信息和系統(tǒng)反饋信息各自自身的比對(duì)均未出現(xiàn)異常情況，且第一、第二信 號(hào)狀態(tài)信息和系統(tǒng)反饋信息三者之間的比對(duì)也未出現(xiàn)異常情況時(shí)，由第一和第二信號(hào)控制 器的輸出經(jīng)由與邏輯處理控制所述信號(hào)安全繼電器；當(dāng)?shù)谝?、第二信?hào)狀態(tài)信息和系統(tǒng)反 饋信息中任一個(gè)的自身對(duì)比出現(xiàn)異常情況時(shí)，或第一、第二信號(hào)狀態(tài)信息和系統(tǒng)反饋信息 三者之間對(duì)比出現(xiàn)異常情況時(shí)，由邏輯保護(hù)單元直接優(yōu)先使所述信號(hào)安全繼電器失電，切 斷所有允許信號(hào)輸出電路的供電電路，使信號(hào)執(zhí)行單元完成故障導(dǎo)向安全。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)及其工作方法，該聯(lián)鎖系統(tǒng)包括聯(lián)鎖機(jī)、通信網(wǎng)關(guān)，以及道岔、信號(hào)和軌道執(zhí)行單元；該信號(hào)執(zhí)行單元包括信號(hào)燈控制單元、防護(hù)單元和信號(hào)采集單元，防護(hù)單元包括邏輯保護(hù)單元和信號(hào)安全繼電器，邏輯保護(hù)單元接收由第一、二信號(hào)控制器分別輸出的第一、二信號(hào)狀態(tài)信息，第一、第二信號(hào)控制器和邏輯保護(hù)單元均接收由信號(hào)采集單元采集到的系統(tǒng)反饋信息；邏輯保護(hù)單元對(duì)第一、二信號(hào)狀態(tài)信息和系統(tǒng)反饋信息通過硬件進(jìn)行邏輯對(duì)比，并根據(jù)對(duì)比結(jié)果輸出用于控制信號(hào)安全繼電器的信號(hào)燈異常信號(hào)；在有信號(hào)燈異常信號(hào)輸出的情況下，僅由信號(hào)燈異常信號(hào)控制信號(hào)安全繼電器，使信號(hào)執(zhí)行單元由故障導(dǎo)向安全。
文檔編號(hào)B61L19/06GK101905700SQ20101023446
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者何建宏, 劉宇馳, 徐志豪, 段磊, 王鎖平, 趙麗宏, 陳云, 韓冬, 項(xiàng)銀芬 申請(qǐng)人:上海亨鈞科技有限公司