智能採集驅動設備的製作方法

2023-06-04 13:50:21 1

專利名稱：：智能採集驅動設備的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種用於鐵路計算機聯鎖系統、調度集中系統、微機監測系統等的數據量採集和驅動設備，尤其涉及智能採集驅動設備。
背景技術：
：隨著計算機聯鎖系統、調度集中系統、微機監測系統等在鐵路信號領域的廣泛應用，開關量的採集和驅動的安全性引起了人們的高度重視。在沒有引進國外設備之前，鐵路內各家計算機聯鎖系統提供商研製的聯鎖系統，對安全性輸出基本上都是通過動態輸出實現。隨著近十幾年的實際應用，動態輸出的缺陷也日益突出，通道的高故障率導致系統的安全性下降，成為系統發展和升級的主要瓶頸。而在以上所列的系統中，開關量採集板本身不具有運算功能，無法採用可靠的採集算法，從而影響採集板狀態的穩定性。另外，由於採集和驅動板與中央邏輯處理機的集成方式比較複雜，大多採用非工業標準的總線連接方式，無法解決通道冗餘問題，無法對採集和驅動板進行獨立設計，影響了系統的可靠性、擴展性和可維護性。
發明內容本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種安全穩定的、用於鐵路計算機聯鎖系統、調度集中系統、微機監測系統等的智能釆集驅動設備。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:智能採集驅動設備，其特徵在於，該設備包括母板、智能型輸入板、智能型輸出板，所述的母板包括電源輸入模塊、CAN接口模塊、CAN地址設置模塊、智能型輸入板插槽、智能型輸出板插槽，所述的智能型輸入板包括雙微處理器、監測電路、自檢及驅動電路，所述的智能型輸出板包括雙微處理器、監測電路、自檢及驅動電路，所述的智能型輸入板、智能型輸出板分別插在母板的智能型輸入板插槽、智能型輸出板插槽上。所述的智能型輸入板、智能型輸出板均設有面板。所述的雙微處理器分別與各自獨立的自檢及驅動電路連接。所述的雙微處理器分別與監測電路連接。所述的雙微處理器通過高速串口及1/0口連接。所述的智能採集驅動設備通過母板與上層邏輯處理系統連接。與現有技術相比，本發明給計算機聯鎖系統、微機監測系統等帶來計算機接口方面的一場深層次的變革，使接口方式發生根本的變化，使下位處理系統與接口部分有了最大程度上的獨立性與隔離性，在安全性、控制、調試、擴展性等方面得到了本質上的提升和便利。圖1是本發明智能採集驅動設備的智能型輸入板結構框圖;圖2是本發明智能採集驅動設備的智能型輸出板結構框圖;圖3是本發明智能採集驅動設備的母板結構框圖。具體實施方式本發明智能採集驅動設備包括母板，該電路板包括電源輸入、CAN接口、CAN地址(ID)設置模塊及數據量輸入和輸出接口；智能型輸入板，該電路板上包括通信接口處理模塊、微控制器處理模塊、接口電路處理模塊，電路板帶有面板；智能型輸出板，該電路板上包括通信接口處理模塊、微控制器處理模塊、接口電路處理模塊，電路板帶有面板。所述的母板可安裝在機籠內，所述的智能輸入板和輸出板插在母板上。本發明自身具有運算和處理能力；智能型輸入板和智能型輸出板採用二取二系統結構(雙CPU比較，單路輸出)；智能輸入板和智能輸出板使用串行總線連接上層邏輯處理系統；智能輸出板可實現靜態輸出，驅動負載繼電器。如圖l所示，在智能型輸入板中，每個微處理器控制各自獨立的自檢和採集電路，對同一路輸入進行採集；雙微處理器通過1/0口進行同步，通過高速串口互送採集結果和接收到的命令；每個微處理器提供2路高速串口總線(CAN總線)，實現與中央邏輯處理機進行通信；監測電路監控微處理器的工作狀態，程序工作異常時對處理器進行有效復位。軟體程序燒寫在CPU自帶的FLASH裡，主要實現以下功能tableseeoriginaldocumentpage5如圖2所示，在智能型輸出板中，每個微處理器控制各自獨立的自檢和驅動電路，只有兩部分的驅動電路都有輸出時才能產生有效的輸出；雙微處理器通過1/0口進行同步，通過高速串口互送採集結果和接收到的命令；每個微處理器提供2路高速串口總線，實現與中央邏輯處理機進行通信；監測電路監控微處理器的工作狀態，程序工作異常時對處理器進行有效復位。軟體程序燒寫在CPU自帶的FLASH裡，主要實現以下功能tableseeoriginaldocumentpage5如圖3所示，在母板中包括電源輸入、CAN接口、CAN地址(ID)設置模塊及智能型輸入板和智能型輸出板的插槽，即數據量輸入和數據量輸出接口。ACANL表示A路低電平，ACANH表示A路高電平，BCANL表示B路低電平，BCANH表示B路高電平。電源輸入部分提供智能型輸入板和智能型輸出板的電源；CAN接口為智能型輸入板和智能型輸出板與上層邏輯處理系統進行數據通信的接口；CAN地址(ID)設置部分通過插拔短路端子，設置該插槽的CAN地址；數據量輸入接口為智能型輸入板提供輸入信號，數據量輸出接口為智能型輸出板提供負載驅動輸出。每塊母板有14個智能型I/0板插槽，每個插槽都既可以插智能型輸入板，又能插智能型輸出板。本設備具備以下功能特點(1)採用32位RISC體系的微控制器和嵌入式實時多任務作業系統。RISC體系的微控制器程序代碼規模小，執行效率高，非常適用於採集和驅動的實時檢測和控制；而嵌入式實時作業系統的選擇則有利於在不影響系統實時性的同時實現較為複雜的檢測、控制算法，縮短產品開發周期，也便於產品的維護與升級。(2)每個微控制器都有各自的外圍單元電路，雙微控制器間通過1/0口線進行實時同步、通過高速串口互傳控制命令和同步比較信息，實現了板內雙微控制器的實時同步。通過雙微控制器的協調工作來確保系統安全可靠工作。(3)對外圍單元電路進行動態自檢測。每個微控制器在釆集或驅動前都對各自的外圍單元進行自檢測，在保證雙機同步、協調工作時周期性的進行自檢測。如果自檢測出現問題，將錯誤狀態及時返回給中央邏輯處理機，並給出安全採集結果，或不再執行中央邏輯處理機所要求的驅動。(4)採集驅動板的面板給出了板子的工作狀態，通信狀態等信息，提供了完善的板級維護信息。(5)設計有微處理器監測電路。出現異常情況時，有效復位重啟該處理器，保證微處理器的可靠運行。(6)智能採集板上的雙微控制器對各自的外圍單元電路自檢測通過後，對各電路板外同一路輸入進行採集，並互送採集結果，只有比較一致的採集結果才是一次有效的採集結果，並對最近連續三次有效採集結果進行冗餘計算，取得的結果才可以作為正確的採集結果送給中央邏輯處理機，從而實現安全採集。(7)智能驅動板上的雙微控制器除檢測各自的外圍單元電路外，還要檢測外電路的混電、串電等故障，所有這些檢測過程都不影響現有正常的輸出。當檢測通過後，才根據中央邏輯處理機的驅動命令進行再次輸出；其中任何一種檢測錯誤都會即可停止輸出；當在短時間內得不到有效的輸出命令時也停止對外輸出，確保輸出控制的實時性、有效性和安全性。權利要求1.智能採集驅動設備，其特徵在於，該設備包括母板、智能型輸入板、智能型輸出板，所述的母板包括電源輸入模塊、CAN接口模塊、CAN地址設置模塊、智能型輸入板插槽、智能型輸出板插槽，所述的智能型輸入板包括雙微處理器、監測電路、自檢及驅動電路，所述的智能型輸出板包括雙微處理器、監測電路、自檢及驅動電路，所述的智能型輸入板、智能型輸出板分別插在母板的智能型輸入板插槽、智能型輸出板插槽上。2.根據權利要求1所述的智能採集驅動設備，其特徵在於，所述的智能型輸入板、智能型輸出板均設有面板。3.根據權利要求1所述的智能採集驅動設備，其特徵在於，所述的雙微處理器分別與各自獨立的自檢及驅動電路連接。4.根據權利要求1所述的智能採集驅動設備，其特徵在於，所述的雙微處理器分別與監測電路連接。5.根據權利要求1所述的智能採集驅動設備，其特徵在於，所述的雙微處理器通過高速串口及1/0口連接。6.根據權利要求1所述的智能採集驅動設備，其特徵在於，所述的智能採集驅動設備通過母板與上層邏輯處理系統連接。全文摘要本發明涉及智能採集驅動設備，該設備包括母板、智能型輸入板、智能型輸出板，所述的母板包括電源輸入模塊、CAN接口模塊、CAN地址設置模塊、智能型輸入板插槽、智能型輸出板插槽，所述的智能型輸入板包括雙微處理器、監測電路、自檢及驅動電路，所述的智能型輸出板包括雙微處理器、監測電路、自檢及驅動電路，所述的智能型輸入板、智能型輸出板分別插在母板的智能型輸入板插槽、智能型輸出板插槽上。本發明給計算機聯鎖系統、微機監測系統等帶來計算機接口方面的一場深層次的變革，使接口方式發生根本的變化，使下位處理系統與接口部分有了最大程度上的獨立性與隔離性，在安全性、控制、調試、擴展性等方面得到了本質上的提升和便利。文檔編號B61L19/06GK101397020SQ20081020261公開日2009年4月1日申請日期2008年11月12日優先權日2008年11月12日發明者徐慶標申請人:卡斯柯信號有限公司