一种磁悬浮列车车载控制器及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种磁悬浮列车车载控制器及其控制方法，上述磁悬浮列车车载控制器包括：软件逻辑控制模块，通信连接于软件逻辑控制模块的安全输入采集模块与安全输出控制模块；硬件逻辑控制模块，通信连接于硬件逻辑控制模块的隔离采集模块与隔离输出模块；其中，安全输入采集模块采集第一数字量输入信号，输出第一采样输出信号至软件逻辑控制模块，软件逻辑控制模块输出第一输出控制信号控制安全输出控制模块输出安全输出信号；隔离采集模块采集第二数字量输入信号，输出第二采样输出信号至硬件逻辑控制模块，硬件逻辑控制模块输出第二输出控制信号控制隔离输出模块输出数字量输出信号。量输出信号。量输出信号。

【技术实现步骤摘要】
一种磁悬浮列车车载控制器及其控制方法


[0001]本专利技术涉及列车网络
，尤其涉及一种磁悬浮列车车载控制器及其控制方法。

技术介绍

[0002]随着轨道交通技术的不断发展，列车的设计时速不断提高，从时速160公里逐步发展到时速350公里甚至是400公里。高速磁悬浮技术是近些年发展比较快的一种轨道交通技术，设计时速可达到600公里，是可实现的最快的地面交通工具，可填补航空与高铁之间的速度空白，促进城际一体化、有利于抢占技术制高点，推动技术创新和产业升级，保持我国高铁乃至轨道交通领域的领先优势。
[0003]作为高速磁浮列车中起到“神经系统”的网络控制系统至关重要，它负责列车各个子系统的信息传输，让各个系统做到互联互通。车载控制器作为该网络系统中负责控制安全相关信号的设备至关重要，是具备高安全完整性等级的控制单元，它将车载安全计算机硬线发过来的安全控制指令进行放大驱动后输出给车下各功能子系统，各功能子系统输出的状态信号需要经过车载控制器进行逻辑运算后输出至车载安全计算机。
[0004]传统的车载控制器通过硬逻辑实现输入信号的逻辑运算后输出逻辑量信号，硬件逻辑电路庞大且设计完成后不易更改，板卡数量多、设备体积大、可维护性差，因此需要一种简单、可靠的实现方式满足应用要求，使得系统更加高效、简洁、稳定和可靠，有效保障磁悬浮列车安全运行。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对上述现有的车载控制器存在硬件逻辑电路庞大且设计完成后不易更改，板卡数量多、设备体积大、可维护性差的技术问题，提出一种磁悬浮列车车载控制器及其控制方法。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种磁悬浮列车车载控制器，包括：
[0007]软件逻辑控制模块，通信连接于软件逻辑控制模块的安全输入采集模块与安全输出控制模块，其中，所述安全输入采集模块采集第一数字量输入信号，根据所述第一数字量输入信号输出第一采样输出信号至所述软件逻辑控制模块进行逻辑运算，所述软件逻辑控制模块根据逻辑运算结果输出第一输出控制信号至所述安全输出控制模块，控制所述安全输出控制模块输出安全输出信号；
[0008]硬件逻辑控制模块，通信连接于硬件逻辑控制模块的隔离采集模块与隔离输出模块，其中，所述隔离采集模块采集第二数字量输入信号，根据所述第二数字量输入信号输出第二采样输出信号至所述硬件逻辑控制模块进行逻辑运算，所述硬件逻辑控制模块根据逻辑运算结果输出第二输出控制信号至所述隔离输出模块，控制所述隔离输出模块输出数字量输出信号。
[0009]上述磁悬浮列车车载控制器，其中，所述软件逻辑控制模块包括两组CPU电路，所
述安全输入采集模块包括与所述两组CPU电路分别对应的两组信号采样电路，两组所述信号采样电路分别输出第一采样输出信号至对应的所述CPU电路，两组所述CPU电路将接收到的所述第一采样输出信号进行交换比较，比较结果一致时，所述软件逻辑控制模块通过第一输出控制信号控制所述安全输出控制模块输出安全输出信号。
[0010]上述磁悬浮列车车载控制器，其中，所述安全输入采集模块还包括与两组所述CPU电路分别对应的两组采样控制电路，当所述CPU电路输出采样控制信号至所述采样控制电路时，所述信号采样电路采集所述第一数字量输入信号。
[0011]上述磁悬浮列车车载控制器，其中，所述安全输出控制模块包括接收第一输出控制信号的输出控制电路与输出安全输出信号的第一安全输出电路，所述输出控制电路输出自检反馈信号至所述软件逻辑控制模块，所述第一安全输出电路输出输出反馈信号至所述软件逻辑控制模块，当所述软件逻辑控制模块判断所述自检反馈信号及/或所述输出反馈信号不通过时，所述软件逻辑控制模块通过第一输出控制信号控制所述第一安全输出电路停止输出所述安全输出信号。
[0012]上述磁悬浮列车车载控制器，其中，所述隔离采集模块包括用于采集第二数字量输入信号的安全采集电路与用于检测第二数字量输入信号的输入信号检测电路，所述安全采集电路根据所述第二数字量输入信号输出第二采样输出信号至所述硬件逻辑控制模块，所述输入信号检测电路根据所述第二数字量输入信号输出第一检测输出信号至所述硬件逻辑控制模块。
[0013]上述磁悬浮列车车载控制器，其中，所述隔离输出模块包括用于输出数字量输出信号的第二安全输出电路与用于检测所述数字量输出信号的输出信号检测电路，所述第二安全输出电路根据所述第二输出控制信号输出数字量输出信号，所述输出信号检测电路根据所述数字量输出信号输出第二检测输出信号至所述硬件逻辑控制模块。
[0014]上述磁悬浮列车车载控制器，其中，还包括风扇控制模块，所述风扇控制模块用于为车载控制器内的风扇提供电源，并检测风扇的运行状态。
[0015]上述磁悬浮列车车载控制器，其中，还包括通信模块，所述通信模块用于采集所述第一数字量输入信号、安全输出信号、第二数字量输入信号、数字量输出信号的状态信息与风扇的运行状态，并根据所述风扇的运行状态通过CANFD发送所述状态信息至总线。
[0016]第二方面，本申请实施例提供了一种磁悬浮列车车载控制器的控制方法，应用于上述第一方面所述的磁悬浮列车车载控制器，包括：
[0017]通信ID获得步骤：通过通信模块获取通信ID，判断通信ID是否合法；
[0018]风扇状态获得步骤：若合法，则通过风扇控制模块获取风扇的运行状态，并判断风扇的运行状态是否正常；
[0019]状态信息发送步骤：若正常，则获取第一数字量输入信号、安全输出信号、第二数字量输入信号、数字量输出信号的状态信息，并通过CANFD将所述状态信息发送至总线。
[0020]上述控制方法，其中，所述状态信息发送步骤还包括：若不正常，则通过CANFD将风扇的运行状态发送至总线并记录，所述通信模块进入宕机状态。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：
[0022]1、本专利技术提出的磁悬浮列车车载控制器，采用软硬逻辑控制结合的方式，在保证输入输出信号实时性的基础上，通过软逻辑实现信号的逻辑运算使得系统更加灵活、可配
置性更强，同时大大减少了硬件电路面积和复杂度，能够有效减少设备体积；
[0023]2、本专利技术通信模块采用有效载荷更多、传输速率更快的CANFD总线通信，在保证传输数据量不变的情况下，能够大大减小通讯帧数，提高通信效率，缩短通讯时间；
[0024]3、本专利技术中无论是通过软逻辑实现输入输出逻辑的电路还是通过硬件实现的输入输出逻辑电路均采用高安全完整性等级的故障
‑
安全架构设计，保证了设备运行的安全性。
附图说明
[0025]图1为本专利技术提供的磁悬浮列车车载控制器的结构示意图；
[0026]图2为本专利技术提供的安全输入采集模块的电路结构图；
[0027]图3为本专利技术提供的安全输出控制模块的电路结构图；
[0028]图4为本专利技术提供的软件逻辑控制模块的电路结构图；
[0029]图5为本专利技术提供的隔离采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁悬浮列车车载控制器，其特征在于，包括：软件逻辑控制模块，通信连接于软件逻辑控制模块的安全输入采集模块与安全输出控制模块，其中，所述安全输入采集模块采集第一数字量输入信号，根据所述第一数字量输入信号输出第一采样输出信号至所述软件逻辑控制模块进行逻辑运算，所述软件逻辑控制模块根据逻辑运算结果输出第一输出控制信号至所述安全输出控制模块，控制所述安全输出控制模块输出安全输出信号；硬件逻辑控制模块，通信连接于硬件逻辑控制模块的隔离采集模块与隔离输出模块，其中，所述隔离采集模块采集第二数字量输入信号，根据所述第二数字量输入信号输出第二采样输出信号至所述硬件逻辑控制模块进行逻辑运算，所述硬件逻辑控制模块根据逻辑运算结果输出第二输出控制信号至所述隔离输出模块，控制所述隔离输出模块输出数字量输出信号。2.根据权利要求1所述的磁悬浮列车车载控制器，其特征在于，所述软件逻辑控制模块包括两组CPU电路，所述安全输入采集模块包括与所述两组CPU电路分别对应的两组信号采样电路，两组所述信号采样电路分别输出第一采样输出信号至对应的所述CPU电路，两组所述CPU电路将接收到的所述第一采样输出信号进行交换比较，比较结果一致时，所述软件逻辑控制模块通过第一输出控制信号控制所述安全输出控制模块输出安全输出信号。3.根据权利要求2所述的磁悬浮列车车载控制器，其特征在于，所述安全输入采集模块还包括与两组所述CPU电路分别对应的两组采样控制电路，当所述CPU电路输出采样控制信号至所述采样控制电路时，所述信号采样电路采集所述第一数字量输入信号。4.根据权利要求1所述的磁悬浮列车车载控制器，其特征在于，所述安全输出控制模块包括接收第一输出控制信号的输出控制电路与输出安全输出信号的第一安全输出电路，所述输出控制电路输出自检反馈信号至所述软件逻辑控制模块，所述第一安全输出电路输出输出反馈信号至所述软件逻辑控制模块，当所述软件逻辑控制模块判断所述自检反馈信号及/或所述输出反馈信号不通过时，所述软件逻辑控制模块通过第一输出控制信号控制所述第一安全输出电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖猛，潘德敏，宋波，
申请(专利权)人：中车青岛四方车辆研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：