一种安全智能I/O组合系统的控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种安全智能Ｉ／Ｏ组合系统的控制系统，包括联锁机、设备驱动与状态采集电路１、设备驱动与状态采集电路２、第一ＭＣＵ和第二ＭＣＵ，所述第一ＭＣＵ、第二ＭＣＵ分别与联锁机通过两路ＣＡＮ总线连接，而第一ＭＣＵ、还与设备驱动与状态采集电路１，第二ＭＣＵ还与设备驱动与状态采集电路２连接，且第一ＭＣＵ与第二ＭＣＵ还通过ＵＡＲＴ端口相互连接。以控制系统为基础，本发明专利技术还提供了一种安全智能Ｉ／Ｏ组合系统的控制方法，控制安全智能Ｉ／Ｏ组合系统中设备的状态实时采集和命令交互过程，本发明专利技术能够有力地保证信息采集的准确性，提高信息传输的可靠性和系统的安全性，主要用于机车股道控制领域的安全智能Ｉ／Ｏ组合系统中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种控制系统及其控制方法，具体地说，是涉及一种 运用于机车股道控制领域的安全智能I/O组合系统的控制系统及其控制方法。
技术介绍
在机车股道控制领域，站场设备(主要包括信号机、轨道电路、 道岔等信号设备)的状态正常与否直接关系着整个运营系统的运行效 率和安全性，如果不能对其进行可靠控制和及时发现其异常情况，就 会给机车行车埋下安全隐患，甚至可能造成安全事故，因此站场设备 的信息监测及控制是一个十分重要的工作。目前，站场设备的信息检测与控制由执行联锁运算的工控机通过 相应的接口电路控制实现的。由于工控机既要运行联锁控制程序，又 要控制接口电路，因此所能控制的接口电路数量有限，这就导致了现 有的站场设备信息检测与控制系统的扩展性不好，不能应用于较大型 的站场。其次，现有技术的系统结构层次不够清晰，使故障排査和检 测工作的开展十分困难，进而也造成了系统的可靠性不高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种安全智能I/O组合系统的控制系统及其控制方法，应用于站场设备的自动检测和控制，保证信息采集的 准确性，提高信息传输的安全性和系统的可靠性。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下 一种安全智能I/0组合系统的控制系统，其特征在于，所述安全 智能I/O组合系统的控制系统包括联锁机、设备驱动与状态采集电路1、设备驱动与状态采集电路2、第一MCU和第二MCU，所述第一MCU、 第二MCU分别与联锁机通过两路CAN总线连接，而第一MCU、还与设 备驱动与状态采集电路1，第二 MCU还与设备驱动与状态采集电路2 连接，且第一 MCU与第二 MCU还通过UART端口相互连接。基于上述安全智能I/O组合系统的控制系统，本专利技术还提出了一 种安全智能I/0组合系统的控制方法，该控制方法包括在非执行命 令状态下，站场设备的状态实时采集过程；以及在执行命令状态下， 系统进行的命令交互过程。所述站场设备的状态实时采集过程包括以下步骤-(1) 第一 MCU和第二 MCU设置自身和对方状态标志位为正常；(2) 第一 MCU和第二 MCU分别检测自身状态标志位是否正常，若 故障，则关闭自己控制的设备驱动与状态采集电路，反之，则通过设 备驱动与状态采集电路对控制对象的状态信息进行实时采集；(3) 第一 MCU和第二 MCU分别判断对方状态标志位是否为正常， 若对方状态为故障，则将自己采集到状态信息数据保存至各自MCU内 部的CANOpen对象字典中，然后执行步骤(2)，反之，则通过UART端口将采集到的设备状态信息数据相互传输给对方；(4) 第一 MCU和第二 MCU收到对方传过来的信息数据后，判断对 方状态标志位是否为正常，若对方状态为故障，则将收到的数据丢弃，然后执行步骤(2)，反之，则判断数据传输是否有误；(5) 若数据传输有误，则将收到的数据丢弃，然后执行步骤(2)，反之，则比较两个MCU获取的设备状态信息是否相同，若相同，则将 状态信息保存至上述两个MCU内部的CANOpen对象字典中，反之，则判断为相应的设备驱动与状态采集电路故障；(6) 若本MCU的设备驱动与状态采集电路故障，则设置自身状态 标志位为故障，并将本MCU故障信息保存至本MCU内部的CAN0pen对 象字典中，反之，则设置对方状态标志位为故障，并将对方MCU故障 信息保存至本MCU内部的CANOpen对象字典中，然后执行步骤(2)。所述命令交互过程包括以下步骤-a. 联锁机发出命令数据，将命令数据传输至第一 MCU和第二 MCU;b. 第一 MCU和第二 MCU判断收到的命令数据是否传输有误，若传 输有误，则丢弃命令数据，直接结束，反之，判断命令数据是否为査 询命令；c. 若命令数据为査询命令，则判断该査询命令是否是发给本MCU 的，反之，则判断命令数据是否为操作命令；d. 若查询命令不是发给本MCU的，则丢弃命令数据，直接结束， 反之，从本MCU内的CANOpen对象字典中査询所需的状态信息，并将 査询结果回传至联锁机；e. 若命令数据为非操作命令，则直接结束，反之，则判断该操作 命令是否是发给本MCU的；f. 若操作命令不是发给本MCU的，则将收到的命令数据通过UART端口发给另一MCU，反之，保存命令数据，并设定超时时限，等待另 一 MCU将命令数据发送到本MCU作比较；g,若在设定的时限内没有收到另一 MCU发送过来的命令数据，则 清除保存的命令数据，直接结束，反之，将保存的命令数据和另一 MCU发送过来的命令数据作比较，相同则驱动控制对象执行操作命令， 不同则直接结束。所述步骤a中命令数据传输至MCU的过程包括-联锁机将命令数据复制成两份，通过两路CAN总线同时将两份命 令数据传输至第一 MCU和第二 MCU，第一 MCU和第二 MCU根据两路CAN 总线的状态，保留传输状态较好的一路CAN总线传输的数据作为收到 的命令数据，同时清除另一路CAN总线的命令数据。 所述步骤d中査询结果回传过程为被指定接收命令数据的MCU将查询到的状态信息复制成两份，通 过两路CAN总线同时回传至联锁机。所述步骤g中驱动控制对象执行操作命令的具体步骤包括 (1)被指定接收操作命令的MCU分别检査自身状态标志位是否 为故障，若为故障，则清除保存的命令数据，直接结束，反之，则检 査控制对象是否已经处于该操作状态；(2)若控制对象已经处于该状 态下，则直接结束联锁机发出的操作命令，反之，则发出驱动信号， 并检测驱动信号是否能够通过设备驱动与状态采集电路作用于控制 对象；(3)若驱动信号不能够通过设备驱动与状态采集电路作用于控 制对象，则停止发驱动信号，并设置自身状态标志位为故障，反之，设定操作时限；(4)在设定时限内连续检査控制对象的状态，当检测 到控制对象已到达操作命令要求的状态时，停止发送驱动信号，并结 束操作命令；当设定时限超过时，停止发送驱动信号，然后设置自身 状态标志位为故障，并结束操作命令。本专利技术的原理采用两套相同的硬件设备进行组合，并将信息数 据进行逐层比较，只有两套硬件设备分别采集的信息相同时，才视为 准确信息，并予以保存，以保障数据的准确性，从而为信息査询提供 保证；在信息的传输问题上，采用双路CAN总线，每次提取信息时， 均通过双路CAN总线同时传输两个信息，并将两个信息进行比较，只 有两者相同，才视为正确信息，从而提高信息传输的可靠性；而两个 MCU —个使用一个备用的设备则为系统的正常运行提供了保障。与传统的控制系统相比，本专利技术不仅采用两套设备同时运行，对 于采集信息，还进行了数据比较，只有两个MCU获取的同一时刻的状 态信息相同，才视其为准确的状态信息，并在MCU内部划分了用于存 储数据的区域——CANOpen对象字典，用以存储控制对象的实时状态 信息以及系统的其他信息，同时为联锁机査询控制对象的状态信息时 提供可靠的信息数据。在保证了状态信息的准确性后，还需要确保信 息的传输线路无误，为此，在每一个MCU与联锁机之间，采用两路双 向CAN总线进行连接，数据传输时，将数据分别在两路C緒总线中同 时传输，以确保数据传输的可靠性。当联锁机发出命令数据时，联锁 机将命令数据复制为两份，并将两份命令数据分别通过两路CAN总线 传输给本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安全智能Ｉ／Ｏ组合系统的控制系统，其特征在于，所述安全智能Ｉ／Ｏ组合系统的控制系统包括联锁机、设备驱动与状态采集电路１、设备驱动与状态采集电路２、第一ＭＣＵ和第二ＭＣＵ，所述第一ＭＣＵ、第二ＭＣＵ分别与联锁机通过两路ＣＡＮ总线连接，而第一ＭＣＵ、还与设备驱动与状态采集电路１，第二ＭＣＵ还与设备驱动与状态采集电路２连接，且第一ＭＣＵ与第二ＭＣＵ还通过ＵＡＲＴ端口相互连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何鸿云，钟剑，吴鹏，
申请(专利权)人：成都运达创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]