地铁列车可编程逻辑控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术的目的在于提出一种地铁列车可编程逻辑控制系统，解决触点式继电器控制系统存在的故障率较高，电磁环境复杂的问题。包括通过以太网或总线进行通信连接的可编程逻辑控制单元；各可编程逻辑控制单元被配置为输入电路，输出电、主控运算电路，主控运算电路被配置为对输入信号按照预设逻辑规则进行逻辑控制，还被配置为对逻辑控制过程进行数据记录；还包括内部通信电路，电源电路，输入电路、输出电路、主控运算电路、内部通信电路、电源电路构成一系逻辑控制电路；两逻辑控制电路组成双系逻辑控制电路，还设置热备切换控制电路，热备切换电路用于监控它系逻辑控制电路状态信息，根据节点状态信息决策信号通路，保一通路可实现输出电路输出驱动信号。输出电路输出驱动信号。输出电路输出驱动信号。

【技术实现步骤摘要】
地铁列车可编程逻辑控制系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及可编程逻辑控制领域，尤其涉及一种地铁列车可编程逻辑控制系统及控制方法。

技术介绍

[0002]逻辑控制单元是专为轨道车辆的逻辑控制而设计的一套车载计算机系统，采用计算机及网络技术，通过光耦和场效应管等无触点电路替代列车传统的中间继电器、时间继电器、双稳态继电器等有触点控制电路，实现列车逻辑控制、故障诊断及综合保护等功能。
[0003]据不完全统计，2016
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2017年期间某城市地铁列车共发生行车故障410多次，其中因继电器故障导致的列车激活失败、车门控制或状态异常、受电弓控制及检测异常、牵引&制动控制异常等故障多达250次之多，占总事故数量约60％
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70％。
[0004]目前地铁TCMS(列车控制系统)中，列车控制部分多采用继电器组合形式，继电器使用数量庞大、控制触点多、回路复杂；且继电器故障率较现代电子元器件高。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的在于提出一种地铁列车可编程逻辑控制系统，解决现有列车控制电路中，大量使用的触点式继电器控制系统存在的故障率较高，电磁环境复杂的问题。
[0006]其技术方案是，地铁列车可编程逻辑控制系统，包括通过以太网或总线进行通信连接的可编程逻辑控制单元；各所述可编程逻辑控制单元被配置为通过输入电路接收车辆硬线输入信号，通过输出电路被配置为输出驱动信号；还包括主控运算电路，所述主控运算电路被配置为对输入信号按照预设逻辑规则进行逻辑控制，还被配置为对逻辑控制过程进行数据记录；还包括内部通信电路，所述内部通信电路被配置为通过通信总线实现输入电路、输出电路、主控运算电路之间进行事件的通知、状态的传递；还包括电源电路，所述电源电路被配置为对内部通信电路、主控运算电路、输入电路、输出电路进行供电使能；所述输入电路、输出电路、主控运算电路、内部通信电路、电源电路构成一系逻辑控制电路；一系逻辑控制电路通过采集输入电路输入的电信号，依据主控运算电路预设逻辑运算规则进行逻辑运算并通过输出电路输出驱动电信号；两逻辑控制电路组成双系逻辑控制电路，各系逻辑控制电路还设置热备切换控制电路，所述热备切换电路用于监控主系或它系逻辑控制电路各节点状态信息，并根据节点状态信息决策信号通路，保证至少有一通路可实现输出电路输出驱动信号。
[0007]在上述或一些实施例中，各系逻辑控制电路的输入电路、输出电路、主控制电路、通讯电路各包括两信号通道；所述输入电路采用A、B两模输入采集通道，各输入采集通道分别设置检测电路，所述检测电路检测输入信号状态，检测得到输入信号状态由主控电路进行比对，各输入采集通道信号状态一致时记录为输入正常，两输入采集通道信号状态不一致时，由热备切换控制电路决策切换至正常输入采集通道；经输入采集通道获得输入信号
由主控电路进行逻辑运算，所述主控电路包括A、B两模主控运算电路，所述输入信号分别经A、B两模主控运算电路按照预设逻辑运算规则进行逻辑运算并得出运算结果，当逻辑运算结果一致时开启输出通道；所述输出电路采用A、B两模输出通道，各输出通道分别设置输出信号。同时输出通道配置有检测模块，将检测输出电路的状态信息输出至驱动电路处信息，并将信息传递至主控运算电路，由热备切换控制电路决策本系输出是否正常，从而决策是否切换系别，如切换系别正常，则采用切换后的系别输出通道，故障系别处于安全侧；所述通信信电路共包含8路CAN通信通道，其中四路分配给I系，另外四路分配为II系。每一系中两路CAN通信通路被配置为实现该系A模逻辑控制电路中输入电路、输出电路、主控运算电路通信，另两路CAN通信通路实现另一模逻辑控制电路中输入电路、输出电路、主控运算电路通信，同理，另外一还包括内部总线通路，各主控电路分别通过内部总线通路实现与多功能车辆总线网络、以太网网络、全网通无线通信网络、存储设备的通信连接；所述电源电路包括两系供电通路，一路供电通路被配置为实现一系逻辑控制电路中输入电路、输出电路、主控制电路供电，另一路供电通路实现另一系逻辑控制电路中输入电路、输出电路、主控制电路供电。
[0008]在上述或一些实施例中，各系逻辑控制电路中输入电路的A、B两模输入采集通道分别包括依次电连接的接口防护电路、整形滤波电路、光耦隔离电路、信号采集电路；所述检测电路经过光耦隔离电路之后对经过整形滤波后的输入信号进行检测；A、B两模输出通道分别包括依次电连接的光耦隔离电路、MOS驱动电路、接口防护电路；所述输出信号采集模块经过光耦隔离电路后对MOS驱动电路信号进行采集并反馈至主控电路；所述输出信号采集模块采集MOS驱动电路处收到的脉冲频率，当脉冲频率低于要求频率时，热备切换控制电路决策MOS驱动电路封锁，封锁输出通道。
[0009]在上述或一些实施例中，所述A、B两模输出通道还包括回检电路、自检电路，所述回检电路对输出信号进行回检，所述自检电路用于对MOS驱动电路中MOS管关断状态进行检测，所述回检电路、自检电路检测结果用于主控电路关断MOS管。
[0010]在上述或一些实施例中，各供电通路依次包括EMC滤波电路，经ENC滤波电路的电流分为三路输出至三路DC/D转换电路，各通过DC/D转换电路的电流再经过整形滤波电路形成24V直流电流，一电流供电至A模输入采集通道、A模输出通道、A模主控电路，另一电流供电至B模输入采集通道、B模输出通道、B模主控电路，又一电流供电所述通讯电路。
[0011]在上述或一些实施例中，还包括显示电路，所述显示电路通过图像和或文字形式显示提醒输入电路、输出电路、主控制电路、通讯电路信号所处系别、状态信息、通断信息。
[0012]本专利技术的目的在于提出一种地铁列车可编程逻辑控制系统的控制方法，解决。
[0013]一种地铁列车可编程逻辑控制系统的控制方法，所述地铁列车可编程逻辑控制系统采用权利要求1
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6任一所述的地铁列车可编程逻辑控制系统，双系逻辑控制电路工作模式有自动模式、I系工作模式、II系工作模式，并设置一个三位手动转换开关对应自动、I系、II系实现工作模式的切换；所述自动模式时，由热备切换控制电路根据检测各输入采集通道、主控电路、输出通道状态信息，按照预设规则决策切换工作系别，当前工作系发生异常，自动切换备系为主系；所述I系工作模式或II系工作模式，各输入采集通道、主控电路、输出通道强制使用同一系逻辑控制电路。
[0014]本专利技术可替换目前绝大多数继电器机械触点、中间继电器、时间继电器，通过软件
化控制系统逻辑，实现列车控制。本方案使用现代化的电子元件替代传统继电器，系统集成度高，使用寿命长，故障率低；模块化设计及软件化的控制逻辑，灵活可扩展，通用性强，适合各种电力机车；且无触点设计，改善电磁环境，且本身抗干扰能力强，系统可靠性高；采用计算机控制技术，便于故障在线诊断，可维护性强；设备检修间隔长(一般15年)，检修耗时短(约1小时)，维护成本低，长期经济效益远优于传统继电器控制方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.地铁列车可编程逻辑控制系统，包括通过以太网或总线进行通信连接的可编程逻辑控制单元；各所述可编程逻辑控制单元被配置为通过输入电路接收车辆硬线输入信号，通过输出电路被配置为输出驱动信号；还包括主控运算电路，所述主控运算电路被配置为对输入信号按照预设逻辑规则进行逻辑控制，还被配置为对逻辑控制过程进行数据记录；还包括内部通信电路，所述内部通信电路被配置为通过通信总线实现输入电路、输出电路、主控运算电路之间进行事件的通知、状态的传递；还包括电源电路，所述电源电路被配置为对内部通信电路、主控运算电路、输入电路、输出电路进行供电使能；其特征在于：所述输入电路、输出电路、主控运算电路、内部通信电路、电源电路构成一系逻辑控制电路；一系逻辑控制电路通过采集输入电路输入的电信号，依据主控运算电路预设逻辑运算规则进行逻辑运算并通过输出电路输出驱动电信号；两逻辑控制电路组成双系逻辑控制电路，各系逻辑控制电路还设置热备切换控制电路，所述热备切换电路用于监控主系或它系逻辑控制电路各节点状态信息，并根据节点状态信息决策信号通路，保证至少有一通路可实现输出电路输出驱动信号。2.根据权利要求1所述的地铁列车可编程逻辑控制系统，其特征在于，各系逻辑控制电路的输入电路、输出电路、主控运算电路、内部通信电路各包括两模信号通道；所述输入电路采用A、B两模输入采集通道，各输入采集通道分别设置检测电路，所述检测电路检测输入信号状态，检测得到输入信号状态由主控运算电路进行比对，各输入采集通道信号状态一致时判断为输入正常，两输入采集通道信号状态不一致时，由热备切换控制电路决策是否切换至另一系逻辑控制电路，如另一系正常，则为主系，从而该系的输入作为正常输入采集通道；经输入采集通道获得输入信号由主控运算电路进行逻辑运算，所述主控运算电路包括A、B两模主控运算电路，所述输入信号分别经A、B两模主控运算电路按照预设逻辑运算规则进行逻辑运算并得出运算结果，当逻辑运算结果一致时开启输出通道；所述输出电路采用A、B两模输出通道，各输出通道分别设置输出驱动模块，输出驱动模块控制输出电路打开或关断；所述内部通信电路包括4路CAN通信通路，其中两路CAN通信通路被配置为实现一模逻辑控制电路中输入电路、输出电路、主控运算电路通信，另两路CAN通信通路实现二模逻辑控制电路中输入电路、输出电路、主控运算电路通信，还包括专用通信电路，所述专用通信电路和主控运算电路通过内部总线通信，各主控运算电路通过专用通信电路与多功能车辆总线网络、以太网网络、全网通无线通信网络、存储设备的通信连接；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王栋博，徐景胜，杨立军，崔文超，郑智化，韩伟坤，张启瑞，苗延波，文卫明，田广平，
申请(专利权)人：河南思维轨道交通技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：