一種靜態(tài)輸出加靜態(tài)動(dòng)態(tài)脈沖檢測(cè)的軌道交通安全輸出系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種靜態(tài)輸出加靜態(tài)動(dòng)態(tài)脈沖檢測(cè)的軌道交通安全輸出系統(tǒng)，包括安全控制電路，所述安全控制電路包括用于控制相應(yīng)信號(hào)設(shè)備的安全繼電器，所述安全繼電器通過控制單元進(jìn)行控制，所述安全控制電路至少包括兩個(gè)通道的控制單元，每個(gè)通道控制單元包括一個(gè)處理單元、與所述處理單元對(duì)應(yīng)并連接所述安全繼電器的輸出單元、以及一個(gè)動(dòng)靜態(tài)回采單元，所述處理單元包括短時(shí)檢測(cè)脈沖產(chǎn)生模塊、短時(shí)脈沖解碼模塊和靜態(tài)解碼模塊，所述安全控制電路還包括用于給所述控制單元提供基準(zhǔn)信號(hào)的基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生單元。通過在軌道交通控制電路中設(shè)置動(dòng)靜態(tài)回采單元，使得處理單元可以對(duì)輸出的結(jié)果可以進(jìn)行回采對(duì)比，從而來確定電路的控制，提高整個(gè)電路的準(zhǔn)確性。
【專利說明】一種靜態(tài)輸出加靜態(tài)動(dòng)態(tài)脈沖檢測(cè)的軌道交通安全輸出系統(tǒng)
[0001]本發(fā)明專利申請(qǐng)是發(fā)明創(chuàng)造名稱“一種軌道交通安全控制電路及系統(tǒng)”的分案申請(qǐng)，原申請(qǐng)的申請(qǐng)日為2014年9月23日，申請(qǐng)?zhí)枮?014104899558。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及軌道交通領(lǐng)域，尤其涉及一種軌道交通中安全控制電路及安全控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]在軌道交通控制領(lǐng)域，一般情況下，其安全輸出通過直接驅(qū)動(dòng)控制外部的安全繼電器從而控制相應(yīng)的信號(hào)設(shè)備(如信號(hào)機(jī)、轉(zhuǎn)轍機(jī)等軌旁設(shè)備以及牽引控制系統(tǒng)、車門等車載設(shè)備)。通常來講，安全輸出系統(tǒng)對(duì)外提供一定的電壓從而使得外部繼電器勵(lì)磁吸起或者失磁落下進(jìn)而控制外部信號(hào)設(shè)備。而眾所周知，繼電器勵(lì)磁吸起往往代表著一種危險(xiǎn)狀態(tài)，如果安全輸出系統(tǒng)錯(cuò)誤的使外部繼電器勵(lì)磁吸起，很可能造成列車脫軌或者撞車等非常嚴(yán)重的事故。
[0004]目前，業(yè)界普遍存在的安全輸出控制有兩種，一種是靜態(tài)輸出方式，即需要對(duì)外輸出時(shí)，直接給外部繼電器提供可以使其能夠勵(lì)磁吸起的電壓。另一種方式是動(dòng)態(tài)輸出方式，即需要對(duì)外輸出時(shí)，輸出一定頻率的脈沖信號(hào)，利用脈沖對(duì)電容充電，然后由電容為繼電器供電，利用充放電的不對(duì)稱性使得電容電壓可以維持在外部繼電器能夠保持勵(lì)磁吸起的狀
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[0005]針對(duì)業(yè)界普遍采用的兩種安全輸出方式，下面分別分析其存在的缺陷。第一種輸出方式所存在的最大問題是當(dāng)輸出電路出現(xiàn)粘連故障時(shí)不能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，造成系統(tǒng)錯(cuò)誤輸出，從而可能導(dǎo)致危險(xiǎn)情況的發(fā)生。具體解釋如下:①當(dāng)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間對(duì)外輸出“I”，即外部繼電器保持在勵(lì)磁吸起狀態(tài)，此時(shí)輸出電路發(fā)生粘連故障，電路的輸出狀態(tài)與系統(tǒng)輸出狀態(tài)保持一致，無法檢測(cè)到粘連故障，而當(dāng)系統(tǒng)需要對(duì)外輸出“O”時(shí)，由于電路發(fā)生粘連故障而導(dǎo)致無法輸出“O”，導(dǎo)致危險(xiǎn)情況的發(fā)生;②當(dāng)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間對(duì)外輸出“O”，即外部繼電器保持在失磁落下狀態(tài)，此時(shí)輸出電路發(fā)生粘連故障，雖然軌道交通里面安全輸出通常采用多通道輸出表決機(jī)制，當(dāng)只有一個(gè)通道發(fā)生粘連故障時(shí)系統(tǒng)對(duì)外的輸出不會(huì)發(fā)生變化，但是系統(tǒng)無法檢測(cè)到該故障，隨著時(shí)間的推移，表決通道的另外一個(gè)通道輸出電路也發(fā)生了相同的粘連故障，從而導(dǎo)致系統(tǒng)錯(cuò)誤對(duì)外輸出，最終可能導(dǎo)致危險(xiǎn)情況的發(fā)生。第二種輸出方式存在的最大問題是系統(tǒng)的可靠性和可用性大大降低，增加了維護(hù)成本。由于采用動(dòng)態(tài)充放電的輸出形式實(shí)現(xiàn)對(duì)外輸出，就需要反復(fù)的對(duì)輸出電容進(jìn)行充放電，而反復(fù)充放電會(huì)導(dǎo)致電容壽命大大降低，對(duì)于一塊輸出板卡來講，任何一個(gè)輸出通道的輸出電容故障都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)輸出板卡不可用，從而導(dǎo)致系統(tǒng)不可用。在實(shí)際應(yīng)用中，輸出通道往往比較多，從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的可靠性不高，系統(tǒng)的維護(hù)間隔短，提高了維護(hù)成本。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種控制電路簡(jiǎn)單、可靠性高、維護(hù)成本低的靜態(tài)輸出加靜態(tài)動(dòng)態(tài)脈沖檢測(cè)的軌道交通安全輸出系統(tǒng)。
[0007]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種靜態(tài)輸出加靜態(tài)動(dòng)態(tài)脈沖檢測(cè)的軌道交通安全輸出系統(tǒng)，包括安全控制電路，所述安全控制電路包括用于控制相應(yīng)信號(hào)設(shè)備的安全繼電器，所述安全繼電器通過控制單元進(jìn)行控制，所述安全控制電路至少包括兩個(gè)通道的控制單元，每個(gè)通道控制單元包括一個(gè)處理單元、與所述處理單元對(duì)應(yīng)并連接所述安全繼電器的輸出單元、以及一個(gè)動(dòng)靜態(tài)回采單元，所述處理單元包括短時(shí)檢測(cè)脈沖產(chǎn)生模塊、短時(shí)脈沖解碼模塊和靜態(tài)解碼模塊，所述安全控制電路還包括用于給所述控制單元提供基準(zhǔn)信號(hào)的基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生單元;每個(gè)通道的輸出單元包括一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)繼電器的輸出光電耦合開關(guān)，每個(gè)通道的動(dòng)靜態(tài)回采單元包括一個(gè)三態(tài)門、以及給所述三態(tài)門使能端提供信號(hào)的回采光電耦合開關(guān)，輸出光電耦合開關(guān)的輸入陽極端電連接處理單元，輸出光電親合開關(guān)的輸入陰極端電連接地，輸出光電親合開關(guān)的輸出集電極端連接VCC，輸出光電親合開關(guān)的輸出發(fā)射極端電連接繼電器同時(shí)電連接回米光電親合開關(guān)的輸入陽極，回采光電耦合開關(guān)的輸入陰極接地，回采光電耦合開關(guān)的集電作為三態(tài)門的使能端并連接上拉電阻，回采光電耦合開關(guān)的發(fā)射極接地。
[0008]優(yōu)選的，輸出光電親合開關(guān)的輸入陰極端電連接處理單元，輸出光電親合開關(guān)的輸入陽極端電連接電源VCC，輸出光電親合開關(guān)的輸出集電極端連接地，輸出光電親合開關(guān)的輸出發(fā)射極端電連接繼電器同時(shí)電連接回采光電耦合開關(guān)的輸入陰極，回采光電耦合開關(guān)的輸入陽極接VCC，回采光電耦合開關(guān)發(fā)射極電作為三態(tài)門的使能端并連接下拉電阻，回采光電耦合開關(guān)的集電極電連接地。
[0009]優(yōu)選的，軌道安全控制系統(tǒng)執(zhí)行如下步驟:
[0010]所述基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生單元產(chǎn)生一個(gè)方波信號(hào)；
[0011]所述短時(shí)檢測(cè)脈沖產(chǎn)生模塊在所述方波信號(hào)的邊沿處產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)時(shí)間較短的短時(shí)檢測(cè)脈沖；
[0012]所述處理單元根據(jù)當(dāng)前需要輸出的狀態(tài)選擇在輸出信號(hào)上耦合相應(yīng)的短時(shí)檢測(cè)脈沖；
[0013]短時(shí)脈沖解碼模塊將動(dòng)靜態(tài)回采單元采集的回采信號(hào)進(jìn)行解碼，檢測(cè)回采信號(hào)中是否包含短時(shí)檢測(cè)脈沖，以確定輸出電路是否發(fā)生粘連；
[0014]靜態(tài)解碼模塊根據(jù)所述方波信號(hào)對(duì)動(dòng)靜態(tài)回采單元采集的回采信號(hào)進(jìn)行解碼，確認(rèn)在一個(gè)完整的周期內(nèi)回采信號(hào)內(nèi)包含的短時(shí)檢測(cè)脈沖信號(hào)與輸出對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)脈沖信號(hào)是否一致，以確認(rèn)電路的正常工作。
[0015]優(yōu)選的，所述基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生單元產(chǎn)生占空比為50%的方波信號(hào)。
[0016]優(yōu)選的，所述方波信號(hào)的頻率為f，1Hz彡f彡200Hz。
[0017]通過在軌道交通控制電路中設(shè)置動(dòng)靜態(tài)回采單元，使得處理單元可以對(duì)輸出的結(jié)果可以進(jìn)行回采對(duì)比，從而來確定電路的控制，提高整個(gè)電路的準(zhǔn)確性。通過在方波信號(hào)的邊沿處(上升沿或者下降沿)設(shè)定短時(shí)檢測(cè)脈沖，并將該檢測(cè)信號(hào)耦合至輸出控制信號(hào)上，在后端利用處理單元對(duì)該短時(shí)檢測(cè)脈沖信號(hào)進(jìn)行解碼檢測(cè)對(duì)比，根據(jù)不同解碼對(duì)比原理，可以對(duì)電路的故障檢測(cè)，確定是繼電器粘連還是電路無法輸出，防止故障累積以及錯(cuò)誤輸出，提高系統(tǒng)安全性，而且電路簡(jiǎn)單，可靠性高。
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0019]圖1是本發(fā)明軌道交通安全控制電路及系統(tǒng)的實(shí)施例的電路示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明軌道交通安全控制電路及系統(tǒng)的實(shí)施例的短時(shí)檢測(cè)脈沖時(shí)序示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明軌道交通安全控制電路及系統(tǒng)的實(shí)施例的處理單元輸出邏輯“I”時(shí)序不意圖；
[0022]圖4是本發(fā)明軌道交通安全控制電路及系統(tǒng)的實(shí)施例的處理單元輸出邏輯“O”時(shí)序不意圖；
[0023]圖5是本發(fā)明軌道交通安全控制電路及系統(tǒng)的實(shí)施例的部分電路圖；
[0024]圖6是本發(fā)明軌道交通安全控制電路及系統(tǒng)的實(shí)施例的信號(hào)之間的關(guān)系圖；
[0025]圖7是本發(fā)明軌道交通安全控制電路及系統(tǒng)的實(shí)施例的信號(hào)之間的關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]實(shí)施例:
[0027]本發(fā)明一種軌道交通安全控制電路，包括用于控制相應(yīng)信號(hào)設(shè)備的安全繼電器，所述安全繼電器通過控制單元進(jìn)行控制，其中，所述安全控制電路至少包括兩個(gè)通道的控制單元，每個(gè)通道控制單元包括一個(gè)處理單元、與所述處理單元對(duì)應(yīng)并連接所述安全繼電器的輸出單元、以及一個(gè)動(dòng)靜態(tài)回采單元，所述安全控制電路還包括用于給所述控制單元提供基準(zhǔn)信號(hào)的基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生單元。每個(gè)通道的動(dòng)靜態(tài)回采單元輸入端連接其他通道輸出單元的輸出端，每個(gè)通道的動(dòng)靜態(tài)回采單元的輸出端連接本通道的處理單元。
[0028]如圖1所示，在本實(shí)施例中，所述安全控制電路包括A和B兩個(gè)控制單元，其中，控制單元A包括處理單元A、輸出單元A(I)、動(dòng)靜態(tài)回采單元A( 3)，控制單元B包括處理單元B、輸出單元B(2)、動(dòng)靜態(tài)回采單元B(4)。所述處理單元A控制輸出單元A輸出控制繼電器信號(hào)，所述處理單元B控制所述輸出單元B輸出控制繼電器信號(hào)，所述動(dòng)靜態(tài)回采單元A連接輸出單元B，對(duì)輸出單元B的輸出信號(hào)進(jìn)行回采并傳輸給處理單元A，所述動(dòng)靜態(tài)回采單元B連接輸出單元A，對(duì)輸出單元A的輸出信號(hào)進(jìn)行回采并傳輸給處理單元B。
[0029]每個(gè)通道的輸出單元包括一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)繼電器的輸出光電耦合開關(guān)。每個(gè)通道的動(dòng)靜態(tài)回采單元包括一個(gè)三態(tài)門、以及給所述三態(tài)門使能端提供信號(hào)的回采光電耦合開關(guān)。
[0030]如圖1所示，輸出單元A中的輸出光電耦合開關(guān)的輸入陽極端電連接處理單元A，輸出單元A中的輸出光電親合開關(guān)的輸入陰極端電連接地，輸出單元A中的輸出光電親合開關(guān)的輸出集電極端連接VCC，輸出單元A中的輸出光電耦合開關(guān)的輸出發(fā)射極端電連接繼電器同時(shí)電連接動(dòng)靜態(tài)回采單元B中的回采光電耦合開關(guān)的輸入陽極，動(dòng)靜態(tài)回采單元B中的回采光電耦合開關(guān)的輸入陰極接地，動(dòng)靜態(tài)回采單元B中的回采光電耦合開關(guān)的集電極作為三態(tài)門的使能端并連接上拉電阻，動(dòng)靜態(tài)回采單元B中的回采光電耦合開關(guān)的發(fā)射極接地。[0031 ]輸出單元B中的輸出光電親合開關(guān)的輸入陰極端電連接處理單元，輸出單元B中的輸出光電親合開關(guān)的輸入陽極端電連接電源V C C，輸出單元B中的輸出光電親合開關(guān)的輸出集電極端連接地，輸出單元B中的輸出光電耦合開關(guān)的輸出發(fā)射極端電連接繼電器同時(shí)電連接動(dòng)靜態(tài)回采單元A中的回采光電耦合開關(guān)的輸入陰極，動(dòng)靜態(tài)回采單元A中的回采光電耦合開關(guān)的輸入陽極接VCC，動(dòng)靜態(tài)回采單元A中的回采光電耦合開關(guān)發(fā)射極作為三態(tài)門的使能端并連接下拉電阻，動(dòng)靜態(tài)回采單元A中的回采光電親合開關(guān)的集電極電連接地。
[0032]當(dāng)然，在此需強(qiáng)調(diào)說明，電路的具體連接是為了形成相應(yīng)的回路，以便進(jìn)行信號(hào)的檢測(cè)，比如在處理單元輸出信號(hào)連接輸出單元的輸出端時(shí)，可通過限流電阻連接光電耦合器的輸入陽極或者陰極，在其確定后其另一端的連接也將確定，只需在處理單元輸出信號(hào)時(shí)，輸出單元的前端能夠產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的信號(hào)對(duì)后端進(jìn)行控制輸出即可。同樣的原理，輸出單元可選擇在發(fā)射極或者集電極進(jìn)行輸出，類似的情況在動(dòng)靜態(tài)回采單元中也適應(yīng)，因此，具體電路在此不再贅述。
[0033]基于本實(shí)施例中軌道交通安全控制電路的控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生單元、處理單元、輸出單元、動(dòng)靜態(tài)回采單元，其中，所述處理單元包括短時(shí)檢測(cè)脈沖產(chǎn)生模塊、輸出模塊、短時(shí)脈沖解碼模塊和靜態(tài)解碼模塊，軌道安全控制系統(tǒng)執(zhí)行如下步驟: [〇〇34]所述基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生單元產(chǎn)生一個(gè)方波信號(hào)；
[0035]所述短時(shí)檢測(cè)脈沖產(chǎn)生模塊在所述方波信號(hào)邊沿處(上升沿或者下降沿)產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)時(shí)間較短的短時(shí)檢測(cè)脈沖；
[0036]所述處理模塊根據(jù)當(dāng)前需要輸出的狀態(tài)選擇在輸出信號(hào)上耦合相應(yīng)的短時(shí)檢測(cè)脈沖；
[0037]短時(shí)脈沖解碼模塊將動(dòng)靜態(tài)回采單元采集的回采信號(hào)進(jìn)行解碼，檢測(cè)回采信號(hào)中是否包含短時(shí)檢測(cè)脈沖，以確定輸出電路是否發(fā)生粘連；
[0038]靜態(tài)解碼模塊根據(jù)所述方波信號(hào)對(duì)動(dòng)靜態(tài)回采單元采集的回采信號(hào)進(jìn)行解碼，確認(rèn)在一個(gè)完整的周期內(nèi)回采信號(hào)內(nèi)包含的短時(shí)檢測(cè)脈沖信號(hào)與輸出對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)脈沖信號(hào)是否一致，以確認(rèn)電路的正常工作。
[0039]本實(shí)施例仍以一路輸出兩個(gè)通道來說明，
[0040]基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生單元的作用是產(chǎn)生占空比為50%的方波信號(hào)用于處理單元A和處理單元B進(jìn)行同步校驗(yàn)以及據(jù)此信號(hào)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)脈沖對(duì)輸出電路進(jìn)行檢測(cè)。該信號(hào)的頻率不應(yīng)太高也不應(yīng)太低，過高導(dǎo)致系統(tǒng)頻繁進(jìn)行同步校驗(yàn)檢測(cè)，會(huì)使系統(tǒng)處理效率降低;頻率過低會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)脈沖輸出檢測(cè)時(shí)間間隔較長(zhǎng)，故障反應(yīng)時(shí)間太長(zhǎng)。該信號(hào)頻率應(yīng)不高于200Hz， 不低于10Hz為宜，為防止工頻干擾，不應(yīng)選取工頻或者工頻倍數(shù)的頻率值，如國(guó)內(nèi)工頻為 50Hz，美國(guó)工頻為60Hz。[0041 ]本發(fā)明的安全控制系統(tǒng)操作過程進(jìn)行詳細(xì)說明，具體操作步驟如下:[〇〇42]1、處理單元(處理單元A和/或處理單元B)的短時(shí)檢測(cè)脈沖產(chǎn)生模塊根據(jù)基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生單元的參考信號(hào)產(chǎn)生短時(shí)脈沖檢測(cè)信號(hào)；[〇〇43]2、處理單元(處理單元A和/或處理單元B)判斷目前需要對(duì)外輸出的狀態(tài)(0或者1);[〇〇44]3、處理單元(處理單元A和/或處理單元B)的輸出模塊輸出耦合了短時(shí)脈沖檢測(cè)信號(hào)的邏輯電平信號(hào)給輸出單元；[〇〇45]4、處理單元(處理單元A和/或處理單元B)的動(dòng)態(tài)脈沖解碼模塊通過動(dòng)靜態(tài)回采單元(處理單元B和/或處理單元A)采集短時(shí)脈沖檢測(cè)數(shù)據(jù)；
[0046]5、處理單元(處理單元A和/或處理單元B)的靜態(tài)解碼模塊通過動(dòng)靜態(tài)回采單元(處理單元B和/或處理單元A)采集靜態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)；[〇〇47]6、處理單元將采集到的動(dòng)靜態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給另一處理單元；[〇〇48]7、處理單元(處理單元A和/或處理單元B)比較兩個(gè)處理單元采集到的檢測(cè)數(shù)據(jù)是否與預(yù)設(shè)的狀態(tài)一致，一致則進(jìn)行下一輪操作，不一致則將輸出導(dǎo)向安全信號(hào)。[〇〇49]本發(fā)明的關(guān)鍵在于處理單元，負(fù)責(zé)短時(shí)檢測(cè)脈沖的生成和回采信號(hào)的解碼，處理單元內(nèi)部可分為短時(shí)檢測(cè)脈沖產(chǎn)生模塊、輸出模塊、短時(shí)脈沖解碼模塊和靜態(tài)解碼模塊。下面分別對(duì)關(guān)鍵的模塊進(jìn)行說明。
[0050]短時(shí)檢測(cè)脈沖產(chǎn)生模塊:
[0051]本模塊根據(jù)基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生單元的Sref信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)短時(shí)檢測(cè)脈沖。具體方法是: 在Sref信號(hào)的上升沿或者下降沿時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)時(shí)間較短的短時(shí)檢測(cè)脈沖。在本實(shí)施例中，A通道在Sref信號(hào)上升沿的時(shí)候產(chǎn)生短時(shí)檢測(cè)脈沖信號(hào)，B通道在Sref信號(hào)下降沿的時(shí)候產(chǎn)生短時(shí)檢測(cè)脈沖信號(hào)。短時(shí)脈沖檢測(cè)信號(hào)與參考信號(hào)Sref之間的相位關(guān)系如圖2所示。 圖中T為參考信號(hào)周期，Ti為短時(shí)檢測(cè)脈沖信號(hào)的持續(xù)時(shí)間。Ti是一個(gè)非常關(guān)鍵的參數(shù)，選擇不合適的值會(huì)導(dǎo)致外部繼電器的誤動(dòng)作(比如勵(lì)磁吸起時(shí)失磁落下)，Ti 一般根據(jù)外部實(shí)際連接的繼電器進(jìn)行選擇，一般應(yīng)小于lms。圖2中，S1、S2為A通道短時(shí)檢測(cè)脈沖信號(hào);S3、S4 為B通道短時(shí)檢測(cè)脈沖信號(hào)。[〇〇52]輸出模塊:
[0053]輸出模塊根據(jù)當(dāng)前需要輸出的狀態(tài)選擇在輸出信號(hào)上耦合相應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)，在本實(shí)施例中，具體的耦合原則是:[〇〇54]若對(duì)外輸出邏輯“1”，即需要外部繼電器勵(lì)磁吸起，則A通道輸出信號(hào)需要耦合圖2 中的S2信號(hào)，B通道輸出信號(hào)需要耦合圖2中的S3信號(hào)。輸出電路正常工作，沒有粘連故障發(fā)生時(shí)，A通道和B通道的輸出信號(hào)如圖3所示。圖中0UTA為A通道輸出信號(hào)，0UTB為B通道輸出信號(hào)。
[0055]若對(duì)外輸出邏輯“0”，即需要外部繼電器失磁落下，則A通道輸出信號(hào)需要耦合圖2 中的S1信號(hào)，B通道輸出信號(hào)需要耦合圖2中的S4信號(hào)。輸出電路正常工作，沒有粘連故障發(fā)生時(shí)，A通道和B通的輸出信號(hào)如圖4所示。圖中0UTA為A通道輸出信號(hào)，0UTB為B通道輸出信號(hào)。[〇〇56]動(dòng)態(tài)脈沖解碼模塊:
[0057]動(dòng)態(tài)脈沖解碼模塊的作用是對(duì)回采信號(hào)進(jìn)行解碼，以便處理單元確認(rèn)輸出電路是否發(fā)生了粘連故障。[〇〇58]由圖1所示電路可知，A通道回采電路檢測(cè)的是B通道輸出電路是否發(fā)生粘連，而B 通道回采電路檢測(cè)的是A通道輸出電路是否發(fā)生粘連。根據(jù)圖3和圖4，A通道應(yīng)該在參考信號(hào)的下降沿時(shí)進(jìn)行短時(shí)脈沖檢測(cè)，B通道應(yīng)該在參考信號(hào)的上升沿時(shí)進(jìn)行短時(shí)脈沖檢測(cè)。
[0059]本實(shí)施例以A通道為例對(duì)動(dòng)態(tài)脈沖解碼模塊進(jìn)行詳細(xì)說明。A通道動(dòng)態(tài)脈沖解碼模塊如圖5所示。處理單元通過輸出0UTA信號(hào)控制三態(tài)門的使能端采集B通道短時(shí)脈沖的有無，0UTA信號(hào)是帶有編碼信息的動(dòng)態(tài)脈沖信號(hào)，如果處理單元在短時(shí)脈沖所處的時(shí)間窗口內(nèi)能夠檢測(cè)到與0UTA相對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)脈沖信號(hào)，則認(rèn)為短時(shí)脈沖檢測(cè)通過，否則短時(shí)脈沖檢測(cè)不通過。0UTA信號(hào)與B通道輸出信號(hào)以及參考信號(hào)之間的關(guān)系如圖6所示(B通道輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)對(duì)外輸出邏輯“1”)，為了便于說明，圖中B通道輸出的短時(shí)脈沖信號(hào)放大。B通道的檢測(cè)原理與A通道相同，這里不再贅述。此處的檢測(cè)脈沖可以選擇8bit、16bit或者32bit編碼信號(hào)，還可以在編碼信號(hào)后面加上CRC校驗(yàn)碼。為了防止通道之間相互干擾，也可以對(duì)不同的通道采用不同的編碼信號(hào)。
[0060]靜態(tài)解碼模塊:
[0061]靜態(tài)解碼模塊根據(jù)參考信號(hào)周期的對(duì)回采信號(hào)進(jìn)行解碼，以便確認(rèn)輸出電路的實(shí)際輸出是否與預(yù)期輸出一致。本實(shí)施例仍以A通道靜態(tài)解碼模塊為例進(jìn)行說明。回采電路參見圖5。處理單元通過輸出0UTA信號(hào)控制三態(tài)門的使能端采集B通道輸出信號(hào)的有無，0UTA 信號(hào)是帶有編碼信息的動(dòng)態(tài)脈沖信號(hào)，如果處理單元在一個(gè)完整的參考信號(hào)周期內(nèi)能夠檢測(cè)到與0UTA相對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)脈沖信號(hào)，則認(rèn)為實(shí)際輸出與預(yù)期輸出一致，否則認(rèn)為實(shí)際輸出與預(yù)期輸出不一致。0UTA信號(hào)與B通道輸出信號(hào)以及參考信號(hào)之間的關(guān)系如圖7所示(B通道輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)對(duì)外輸出邏輯“1”)』通道的檢測(cè)原理與A通道相同，這里不再贅述。此處的檢測(cè)脈沖可以選擇8bit、16bit或者32bit編碼信號(hào)，還可以在編碼信號(hào)后面加上CRC校驗(yàn)碼。 為了防止通道之間相互干擾，也可以對(duì)不同的通道采用不同的編碼方式。靜態(tài)解碼模塊的關(guān)鍵之處在于0UTA信號(hào)不管采用何種編碼方式，每bit編碼信號(hào)的位寬要遠(yuǎn)大于短時(shí)檢測(cè)脈沖的寬度(4倍以上)，并且處理單元在進(jìn)行信號(hào)采樣時(shí)要避開短時(shí)檢測(cè)脈沖時(shí)間窗口。 [〇〇62]通過在軌道交通控制電路中設(shè)置動(dòng)靜態(tài)回采單元，使得處理單元可以對(duì)輸出的結(jié)果可以進(jìn)行回采對(duì)比，從而來確定電路的控制，提高整個(gè)電路的準(zhǔn)確性。通過在方波信號(hào)的邊沿處(上升沿或者下降沿)設(shè)定短時(shí)檢測(cè)脈沖，并將該檢測(cè)信號(hào)耦合至輸出控制信號(hào)上， 再后端利用處理單元該短時(shí)檢測(cè)脈沖信號(hào)進(jìn)行解碼檢測(cè)對(duì)比，根據(jù)不同解碼對(duì)比原理，可以對(duì)電路的故障檢測(cè)，確定是繼電器粘連還是電路無法輸出，防止故障累積以及錯(cuò)誤輸出， 提高系統(tǒng)安全性，而且電路簡(jiǎn)單，可靠性高。
[0063]需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明的保護(hù)范圍包含但不限于上述【具體實(shí)施方式】。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該被視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種靜態(tài)輸出加靜態(tài)動(dòng)態(tài)脈沖檢測(cè)的軌道交通安全輸出系統(tǒng)，包括安全控制電路，其特征在于:所述安全控制電路包括用于控制相應(yīng)信號(hào)設(shè)備的安全繼電器，所述安全繼電器通過控制單元進(jìn)行控制，所述安全控制電路至少包括兩個(gè)通道的控制單元，每個(gè)通道控制單元包括一個(gè)處理單元、與所述處理單元對(duì)應(yīng)并連接所述安全繼電器的輸出單元、以及一個(gè)動(dòng)靜態(tài)回采單元，所述處理單元包括短時(shí)檢測(cè)脈沖產(chǎn)生模塊、短時(shí)脈沖解碼模塊和靜態(tài)解碼模塊，所述安全控制電路還包括用于給所述控制單元提供基準(zhǔn)信號(hào)的基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生單元;每個(gè)通道的輸出單元包括一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)繼電器的輸出光電耦合開關(guān)，每個(gè)通道的動(dòng)靜態(tài)回采單元包括一個(gè)三態(tài)門、以及給所述三態(tài)門使能端提供信號(hào)的回采光電耦合開關(guān)，輸出光電耦合開關(guān)的輸入陽極端電連接處理單元，輸出光電耦合開關(guān)的輸入陰極端電連接地，輸出光電耦合開關(guān)的輸出集電極端連接VCC，輸出光電耦合開關(guān)的輸出發(fā)射極端電連接繼電器同時(shí)電連接回采光電耦合開關(guān)的輸入陽極，回采光電耦合開關(guān)的輸入陰極接地，回采光電耦合開關(guān)的集電作為三態(tài)門的使能端并連接上拉電阻，回采光電耦合開關(guān)的發(fā)射極接地。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道交通安全輸出系統(tǒng)，其特征在于:輸出光電耦合開關(guān)的輸入陰極端電連接處理單元，輸出光電耦合開關(guān)的輸入陽極端電連接電源VCC，輸出光電耦合開關(guān)的輸出集電極端連接地，輸出光電親合開關(guān)的輸出發(fā)射極端電連接繼電器同時(shí)電連接回米光電親合開關(guān)的輸入陰極，回米光電親合開關(guān)的輸入陽極接VCC，回米光電親合開關(guān)發(fā)射極電作為三態(tài)門的使能端并連接下拉電阻，回采光電耦合開關(guān)的集電極電連接地。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道交通安全輸出系統(tǒng)，其特征在于:軌道安全控制系統(tǒng)執(zhí)行如下步驟: 所述基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生單元產(chǎn)生一個(gè)方波信號(hào)； 所述短時(shí)檢測(cè)脈沖產(chǎn)生模塊在所述方波信號(hào)的邊沿處產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)時(shí)間較短的短時(shí)檢測(cè)脈沖； 所述處理單元根據(jù)當(dāng)前需要輸出的狀態(tài)選擇在輸出信號(hào)上耦合相應(yīng)的短時(shí)檢測(cè)脈沖； 短時(shí)脈沖解碼模塊將動(dòng)靜態(tài)回采單元采集的回采信號(hào)進(jìn)行解碼，檢測(cè)回采信號(hào)中是否包含短時(shí)檢測(cè)脈沖，以確定輸出電路是否發(fā)生粘連； 靜態(tài)解碼模塊根據(jù)所述方波信號(hào)對(duì)動(dòng)靜態(tài)回采單元采集的回采信號(hào)進(jìn)行解碼，確認(rèn)在一個(gè)完整的周期內(nèi)回采信號(hào)內(nèi)包含的短時(shí)檢測(cè)脈沖信號(hào)與輸出對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)脈沖信號(hào)是否一致，以確認(rèn)電路的正常工作。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軌道交通安全輸出系統(tǒng)，其特征在于:所述基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生單元產(chǎn)生占空比為50%的方波信號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軌道交通安全輸出系統(tǒng)，其特征在于:所述方波信號(hào)的頻率為f，I OHz 彡 f 彡 200Hz。
【文檔編號(hào)】B61L23/00GK105946902SQ201610309006
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2014年9月23日
【發(fā)明人】戶貫濤
【申請(qǐng)人】浙江眾合科技股份有限公司