安全脉冲产生装置及其产生方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种安全脉冲产生装置及其产生方法，它包括有两台安装有多任务操作系统的主机和与门电路，两台主机之间通过以太网通信网络相互通讯，两台主机分别连接所述与门电路；该产生方法包括以下步骤：时基同步：两台主机分别产生一个时间标志并计时，两台主机之间保持校时；脉冲相位同步：两台主机同时输出相位同步的矩形脉冲；脉冲合成：两路相位同步的矩形脉冲通过与门电路进行合成，与门电路输出安全脉冲。该安全脉冲产生装置及其产生方法通过软件和硬件协同来保证多路矩形脉冲相位同步，其具有成本低和易实现的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于铁路信号控制领域。
技术介绍
在铁路信号控制领域和工业控制系统中，对于涉及安全的设备，通常采取用两路 或多路一定频率的矩形脉冲产生安全脉冲，继而用安全脉冲驱动动态驱动电路以产生安全 的直流工作信号；动态驱动电路只有接收到持续的矩形脉冲时，才输出直流工作信号，没有 接收到矩形脉冲或矩形脉冲频率低于一定频率时，就不会有直流工作信号输出；用该直流 工作信号驱动相关目标器件或设备，以此来确保相关目标器件或设备无论在任何情况下都 能达到安全要求；输入动态驱动电路的两路或多路矩形脉冲的相位、频率和幅度必须满足一定的同 步关系，其中，最核心的问题是确保多路矩形脉冲的相位同步，这样才能达到控制相关目标 器件或设备的目的；如果多路矩形脉冲相位相差过大，会导致控制的目标器件或设备状态 紊乱，降低控制系统的安全可靠性能。如图1所示，目前，产生安全脉冲的方式主要是基于硬件实现的安全脉冲产生装 置，它包括有主机A、主机B、单片机1、单片机2、与门电路、动态驱动电路、动态驱动电源 模块、动态脉冲相位检测保护电路和保险管，其中，由两台主机控制的两块单片机提供两路 200 400Hz、相位相差180度的脉冲给动态驱动电源模块，当脉冲正常时，动态驱动电源 模块输出直流电源，无脉冲时，动态驱动电源模块无输出，两路脉冲必须保证相位相差180 度，否则，动态脉冲相位检测保护电路会输出短路信号，并烧断输入端的保险管，以确保安 全，所述直流电源输出后，给所有动态驱动电路提供电源；两块单片机根据两台主机送来的驱动命令，通过定时器输出相位、幅度、频率相同 的两路矩形脉冲信号，通过与门电路后，送给动态驱动电路产生输出，当动态驱动电路有脉 冲输入时，输出高电平，无脉冲输入时，输出低电平；两块单片机通过串口中断10分钟左右进行一次校时，消除两块单片机振荡电路 产生的时间误差；为了防止单片机1和单片机2输出给与门电路的两路脉冲中，一路脉冲持续为高 电平，另一路正常输出脉冲，与门电路依旧输出正常安全脉冲的危险情况，单片机1和单片 机2分别对输入与门电路的两路脉冲进行回采，当回采状态与输出脉冲状态不一致时，通 过UART串口通信通知另一单片机，停止输出脉冲，使动态驱动电路得不到脉冲而停止输 出，导向安全。通过以上分析可知基于硬件实现的安全脉冲产生装置的电源由两片单片机输出 的相位相反的脉冲进行控制，同时驱动电路由相位相同的两路脉冲进行控制，另外，单片机 通过串口中断通信方式进行时间同步；该装置具有很高的安全性和可靠性，但是，其需要硬 件成本偏高。为此，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种通过软件和硬件协同来保证多路矩形脉 冲相位同步的安全脉冲产生装置和安全脉冲产生方法，该装置和方法具有成本低和易实现 的优点。本专利技术所采用的技术方案如下一种安全脉冲产生装置，它包括有两台安装有多 任务操作系统的主机和与门电路，两台主机通过主机系统内部的硬件定时器分别产生一个 时间标志并进行计时，两台主机之间通过以太网通信网络相互通讯以便于通过以太网通信 网络的硬件中断机制进行校时，两台主机分别连接所述与门电路以便于分别向所述与门电 路同时输入相位同步的矩形脉冲，所述与门电路将两路相位同步的矩形脉冲合成并输出安 全脉冲。一种安全脉冲产生方法，该产生方法包括以下步骤步骤1、时基同步两台安装有多任务操作系统的主机通过主机系统内部的硬件 定时器分别产生一个精度为Ims的时间标志，并进行计时，同时，两台主机之间每隔8 12 分钟通过以太网通信网络的硬件中断机制进行一次校时，使两台主机之间的时间误差小于 Ims ；步骤2、脉冲相位同步两台主机在累计到输出矩形脉冲的时刻同时输出矩形脉 冲，并进行矩形脉冲边沿同步，使两路矩形脉冲的相位相同，使两路矩形脉冲上升沿之间的 时间差小于Ims ；步骤3、脉冲合成两路相位同步的矩形脉冲通过与门电路进行合成，所述与门电 路输出安全脉冲。基于上述，在步骤3中，当与门电路的输入中有任一路矩形脉冲不正常时，输出该 矩形脉冲的主机根据回采判断停止该矩形脉冲输出，所述与门电路不再输出安全脉冲。本专利技术相对现有技术具有突出的实质性特点和显著进步，具体说，该安全脉冲产 生装置简化了现有技术中的安全脉冲产生装置，即简化掉了动态脉冲控制的电源和单片机 等硬件，其通过软件和硬件协同，保证了多路矩形脉冲相位同步，即节省了成本，又易于实 现；该安全脉冲产生装置虽然精度达不到现有的安全脉冲产生装置的相位精度，但两路脉 冲的上升沿间的时间差小于1ms，远远小于动态驱动电路的工作周期IOms 100ms，因此， 该装置产生的安全脉冲在降低成本的同时，也具有很高的安全性和可靠性；该安全脉冲产生方法简单易实现，而且精度高、安全性高、可靠性高，其具有应用 性和实用性强的突出优点。附图说明图1是现有技术中基于硬件实现的安全脉冲产生装置的结构示意图；图2是本专利技术所述安全脉冲产生装置的结构示意图。具体实施例方式下面通过具体实施方式，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。如图2所示，一种基于软时基的安全脉冲产生装置，它包括有主机A、主机B和与门电路；主机A和主机B是采用版本为2. 6. 19的Linux内核的嵌入式主机，主机A和主机 B通过主机系统内部的硬件定时器分别产生一个精度为Ims的时间标志，并进行计时；主机A和主机B之间通过以太网通信网络相互通讯以便于通过以太网通信网络的 硬件中断机制进行校时；主机A、主机B分别连接所述与门电路以便于分别向所述与门电路同时输入相位 同步的矩形脉冲，所述与门电路用于将接收到的两路相位同步的矩形脉冲合成并输出安全 脉冲。该装置由两台主机通过以太网通信网络提供的硬件中断机制进行校时，保证两个 主机时间误差小于lms，并直接由两台主机的总线输出两路相位、频率和幅度相同的矩形脉 冲，这两路矩形脉冲经与门电路合成后，产生的安全脉冲送给动态驱动电路产生输出；当动 态驱动电路有脉冲输入时，输出高电平，无脉冲输入时，输出低电平；由此可见，该装置省掉了现有安全脉冲产生装置中的动态脉冲控制的电源和单片 机相关电路，节省了成本，且易于实现；该装置虽然精度达不到现有安全脉冲产生装置的 相位精度，但两路脉冲的上升沿间的时间差小于1ms，远远小于动态驱动电路的工作周期 IOms 100ms，因此，该装置产生的安全脉冲在降低成本的同时，也具有很高的安全性和可 靠性。一种安全脉冲产生方法，该产生方法包括以下步骤步骤1、时基同步两台安装有多任务操作系统的主机通过主机系统内部的硬件 定时器分别产生一个精度为Ims的时间标志，并进行计时，同时，两台主机之间每隔8 12 分钟通过以太网通信网络的硬件中断机制进行一次校时，使两台主机之间的时间误差小于 Ims ；步骤2、脉冲相位同步两台主机在累计到输出矩形脉冲的时刻同时输出矩形脉 冲，并进行矩形脉冲边沿同步，使两路矩形脉冲的相位相同，使两路矩形脉冲上升沿之间的 时间差小于Ims ；步骤3、脉冲合成两路相位同步的矩形脉冲通过与门电路进行合成，所述与门电 路向动态驱动电路输出安全脉冲；动态驱动电路接收到持续的安全脉冲，动态驱动电路才输出直流工作信号，否则， 动态驱动电路不输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安全脉冲产生装置，其特征在于：该安全脉冲产生装置包括有两台安装有多任务操作系统的主机和与门电路，两台主机通过主机系统内部的硬件定时器分别产生一个时间标志并进行计时，两台主机之间通过以太网通信网络相互通讯以便于通过以太网通信网络的硬件中断机制进行校时，两台主机分别连接所述与门电路以便于分别向所述与门电路同时输入相位同步的矩形脉冲，所述与门电路将两路相位同步的矩形脉冲合成并输出安全脉冲。

【技术特征摘要】
一种安全脉冲产生装置，其特征在于该安全脉冲产生装置包括有两台安装有多任务操作系统的主机和与门电路，两台主机通过主机系统内部的硬件定时器分别产生一个时间标志并进行计时，两台主机之间通过以太网通信网络相互通讯以便于通过以太网通信网络的硬件中断机制进行校时，两台主机分别连接所述与门电路以便于分别向所述与门电路同时输入相位同步的矩形脉冲，所述与门电路将两路相位同步的矩形脉冲合成并输出安全脉冲。2.权利要求1所述安全脉冲产生装置的安全脉冲产生方法，其特征在于，该产生方法 包括以下步骤步骤1、时基同步两台安装有多任务操作系统的主机通过主机系统内部的硬件定时 器分别产生一个精度为Ims的时间标志...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海东，谭鹏超，程建兵，
申请(专利权)人：河南辉煌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]