一种无触点全电子化计算机联锁25HZ轨道控制模块制造技术

本实用新型专利技术提供了一种无触点全电子化计算机联锁25HZ轨道控制模块，包括：轨道电源采集单元、局部电源采集单元、CPU控制单元、通信单元和驱动单元。其中轨道电源采集单元通过两个相互独立的电路同时采集AD电压信号和交流脉冲信号，并分别传送至CPU控制单元中两个相互独立的处理器中进行逻辑运算，CPU控制单元输出的信号通过两组独立的CAN接口向外发送信号，以提高轨道控制模块的安全性。本实用新型专利技术提供的轨道控制模块采用“二取二”结构，双CPU采用多种不同的算法进行运算、相互校验，通过SPI比较数据一致后才输出轨道空闲信号，继电器驱动采用与门关系输出，对输出结果进行闭环控制，保证输出结果一致，提高了模块的安全性和可靠性，安全完善度达到SIL4级。

A contactless full electronic computer interlocking 25HZ track control module

The utility model provides a contactless fully electronic computer interlocking 25HZ track control module, which comprises a rail power acquisition unit, a local power acquisition unit, a CPU control unit, a communication unit and a driving unit. The track power acquisition unit collects AD voltage signal and AC pulse signal simultaneously through two independent circuits, and transmits them to two independent processors in CPU control unit for logic operation. The signals output by CPU control unit send out signals through two independent CAN interfaces to improve the track. The security of the control module. The track control module provided by the utility model adopts the structure of \two out of two\. The dual CPUs use a variety of different algorithms to calculate and check each other. After comparing the data with SPI, the track idle signal can be output. The relay drive adopts the output of the door relation, and the output results can be closed-loop controlled to ensure the consistency of the output results. It improves the security and reliability of the module, and the security and perfection reach SIL4 level.

【技术实现步骤摘要】
一种无触点全电子化计算机联锁25HZ轨道控制模块
本技术属于铁路信号控制领域，涉及一种全电子化计算机联锁25HZ轨道控制模块，尤其涉及一种无触点全电子化计算机联锁25HZ轨道控制模块。
技术介绍
近年来，铁路系统自动化控制技术的迅猛发展，也带动了构成该控制技术的计算机联锁运算、联锁软件逻辑和驱动执行电路等核心部件有了很大的发展和提升。国内铁路行业在积极引进国外先进技术的基础上，逐步向国产化方向迈进。目前对计算机联锁系统在安全性、可靠性、可用性和可维护性方面的要求逐步提高，并明确提出了计算机联锁系统的安全完善度等级达到SIL4级的规定。运行核心联锁软件的计算机不再是通用工业计算机，已升级到具有故障-安全特性的专用计算机，该专用计算机的主流制式有二取二制式、三取二制式等，国内铁路以二取二制式为主。另外，信号联锁逻辑也有了相应的提升，驱动执行电路出现了从继电器式电路向电子化执行电路的发展趋势，但是目前现有技术中的轨道模块一般为触点式，这样在系统运行过程中，容易出现由触点引发的各种故障，严重时会出现火花，引发交通事故。25HZ轨道模块是最底层的轨道状态采集单元，由于25HZ轨道模块具有可靠的频率选择性，故可用于交流电气化区段和非电气化区段，用于从轨道电路受电端采集轨道电压，并对轨道相位及状态进行判断，然后将判断结果反馈到通信网关，满足计算机联锁技术条件要求。
技术实现思路
本技术为了避免现有技术中可能由触点引发的各种系统故障，提出一种能够满足计算机联锁系统的安全完善度等级达到SIL4级规定的无触点全电子化计算机联锁25HZ轨道控制模块。本技术提供的无触点全电子化计算机联锁25HZ轨道控制模块，包括：----轨道电源采集单元，采集轨道电源的电压信号和相位信号，包括至少两个并联的采集电路，所述采集电路包括第一电压整形电路，来自受电端的轨道信号，分别进入所述采集电路，经所述电压整形电路后，轨道信号分为AD电压信号和交流脉冲信号，AD电压信号和交流脉冲信号传送至CPU控制单元进行逻辑运算；----局部电源采集单元，采集局部电源的电压信号，来自局部电源的电压经过第三电压整形电路，整形成交流脉冲信号，所述交流脉冲信号传送至CPU控制单元进行逻辑运算；----CPU控制单元，包括第一处理器和第二处理器，所述第一处理器和第二处理器分别对所述轨道电源采集单元和局部电源采集单元采集到的信号进行逻辑运算，通过比较局部电源与轨道电源的相位差，计算出轨道状态；----通信单元，包括多个用来和联锁机通信的CAN接口；----驱动单元，包括分别由第一处理器和第二处理器控制，相互串联的第一继电器和第二继电器，所述第一处理器或第二处理器输出轨道空闲信号时，第一继电器或第二继电器励磁；所述第一处理器或第二处理器输出轨道占用信号时，第一继电器或第二继电器落下，并向所述CPU控制单元反馈所述继电器的状态。在一个优选实施例中，所述轨道控制模块还包括监测单元，监测所述CPU控制单元传输的状态信息，并通过通信单元中的一个接口和监测机通信。在一个优选实施例中，所述轨道电源采集单元还包括第一防雷保护电路，所述第一防雷保护电路位于所述采集电路的输入端，以提高所述控制模块电路的抗冲击性。在一个优选实施例中，所述第一防雷保护电路和采集电路之间还设有隔离变压器，将受电端的电信号变压至设定的阈值范围。在其他实施例中，所述采集电路中还包括高频滤波电路，以滤除轨道控制模块运行过程中可能混入的其它频率的电压信号，如当轨道控制模块中混入50Hz不平衡牵引电流的干扰时，轨道控制模块不会产生误动作。在一个优选实施例中，所述局部电源采集单元还包括第二防雷保护电路，所述第二防雷保护电路位于所述第三电压整形电路的输入端，以提高所述控制模块电路的抗冲击性。在一个优选实施例中，所述第二防雷保护电路和第三电压整形电路之间还设有隔离互感器，当所述局部电源采集单元中没有电流时，所述隔离互感器不输出电信号；当所述局部电源采集单元中有电流流过时，隔离互感器输出电信号，输出的电信号通过所述第三电压整形电路，整形成交流脉冲信号。在一个优选实施例中，所述轨道控制模块还包括电源模块，所述电源模块向所述轨道电源采集单元、局部电源采集单元、CPU单元、通信单元提供模块所需的电源。本技术提供的无触点全电子化计算机联锁25HZ轨道控制模块，主要有如下有益之处：1)该轨道控制模块的电磁兼容符合铁路行业标准要求，在静电放电、雷击浪涌、快速脉冲群、周波跌落方面作重点的有针对性地设计，在电磁辐射、泄露等方面达到国家标准，TB/T3037-2003，铁道信号电气设备电磁兼容性试验及其限值要求，安全完善度达到SIL4级。2)该轨道控制模块中轨道电路的接收阻抗、接收灵敏度仍按原设备技术要求设计。这样在不改变原轨道电路特性前提下，可直接换成本申请的控制模块电路，兼容性好。3)该轨道控制模块具有可靠的相位和频率鉴别特性，当局部电源和轨道电源相差超出符合额定范围时，输出导向安全侧，即输出轨道占用信号；当混入其他频率的不平衡牵引电流干扰时，该模块电路也不会产生误动作。4)该轨道控制模块采用“二取二”结构，双CPU采用多种不同的算法进行运算、相互校验，通过比较数据一致后才输出轨道空闲信号，继电器驱动采用硬件级别逻辑“与”关系输出，对输出结果进行闭环控制，保证输出结果一致，提高了模块的安全性和可靠性。5)该轨道控制模块在信号采集电路的输入端采用隔离变压器及互感器，具有较强的抗雷电冲击能力，提高了模块本身的稳定性，保护了后级电路。6)一个该轨道控制模块可以管理两个受控对象(轨道区段)，体积比较小、设备紧凑、节省空间。附图说明图1为本技术提供的无触点全电子化计算机联锁25HZ轨道控制模块前部的送电端和受电端的电路图；图2为本技术提供的无触点全电子化计算机联锁25HZ轨道控制模块的逻辑结构图；图3为图2中轨道电源采集单元的逻辑结构图；图4为图2中局部电源采集单元的逻辑结构图；图5为第一采集电路的轨道电源采集部分的电路图；图6为第二采集电路的轨道电源采集部分的电路图；图7为第一采集电路的局部电源采集电路的电路图；图8为第二采集电路的局部电源采集电路的电路图。具体实施方式本技术提供的无触点全电子化计算机联锁25HZ轨道控制模块中电路的频率为25HZ，25HZ轨道模块是最底层的轨道状态采集模块，且其具有可靠的频率选择性，可用于交流电气化有牵引电流区段和非电气化区段，用于从轨道电路受电端采集轨道电压，并对轨道相位及状态进行判断，然后将判断结果反馈到通信网关，满足计算机联锁技术条件要求。如图1所示，25HZ轨道电路设备主要包括送电端设备和受电端设备。其中，送电端设备由送电端扼流变压器BE25、送电端变压器BG25、送电端限流电阻Rx、熔断器RD1和RD1构成。受电端设备由受电端扼流变压器BE25、受电端中继变压器BG25、熔断器RD3、防雷硒堆FZ、防护盒HF和本技术提供的无触点化计算机联锁轨道控制模块组成。25HZ轨道电路的轨道电源和局部电源分别由独立的25HZ轨道分频器和局部电源分频器供电。其中，轨道电源的电压UG为AC220V/25HZ，局部电源的电压UI为AC110V/25HZ，UI超前UG90°，轨道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无触点全电子化计算机联锁25HZ轨道控制模块，其特征在于，包括：‑‑‑‑轨道电源采集单元，采集轨道电源的电压信号和相位信号，包括至少两个并联的采集电路，所述采集电路包括第一电压整形电路，来自受电端的轨道信号，分别进入所述采集电路，经所述电压整形电路后，轨道信号分为AD电压信号和交流脉冲信号，AD电压信号和交流脉冲信号传送至CPU控制单元进行逻辑运算；‑‑‑‑局部电源采集单元，采集局部电源的电压信号，来自局部电源的电压经过第三电压整形电路，整形成交流脉冲信号，所述交流脉冲信号传送至CPU控制单元进行逻辑运算；‑‑‑‑CPU控制单元，包括第一处理器和第二处理器，所述第一处理器和第二处理器分别对所述轨道电源采集单元和局部电源采集单元采集到的信号进行逻辑运算，通过比较局部电源与轨道电源的相位差，计算出轨道状态；‑‑‑‑通信单元，包括多个用来和联锁机通信的CAN接口；‑‑‑‑驱动单元，包括分别由第一处理器和第二处理器控制，相互串联的第一继电器和第二继电器，所述第一处理器或第二处理器输出轨道空闲信号时，第一继电器或第二继电器励磁；所述第一处理器或第二处理器输出轨道占用信号时，第一继电器或第二继电器落下，并向所述CPU控制单元反馈所述继电器的状态。...

【技术特征摘要】
1.一种无触点全电子化计算机联锁25HZ轨道控制模块，其特征在于，包括：----轨道电源采集单元，采集轨道电源的电压信号和相位信号，包括至少两个并联的采集电路，所述采集电路包括第一电压整形电路，来自受电端的轨道信号，分别进入所述采集电路，经所述电压整形电路后，轨道信号分为AD电压信号和交流脉冲信号，AD电压信号和交流脉冲信号传送至CPU控制单元进行逻辑运算；----局部电源采集单元，采集局部电源的电压信号，来自局部电源的电压经过第三电压整形电路，整形成交流脉冲信号，所述交流脉冲信号传送至CPU控制单元进行逻辑运算；----CPU控制单元，包括第一处理器和第二处理器，所述第一处理器和第二处理器分别对所述轨道电源采集单元和局部电源采集单元采集到的信号进行逻辑运算，通过比较局部电源与轨道电源的相位差，计算出轨道状态；----通信单元，包括多个用来和联锁机通信的CAN接口；----驱动单元，包括分别由第一处理器和第二处理器控制，相互串联的第一继电器和第二继电器，所述第一处理器或第二处理器输出轨道空闲信号时，第一继电器或第二继电器励磁；所述第一处理器或第二处理器输出轨道占用信号时，第一继电器或第二继电器落下，并向所述CPU控制单元反馈所述继电器的状态。2.根据权利要求1所述的轨道控制模块，其特征在于，所述轨道控制模块还包括监测单元，监测所述CPU控制单...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢小利，赵丽宏，房华玲，杨积惠，
申请(专利权)人：上海亨钧科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31