专利名称：一种全电子化计算机联锁道岔执行单元电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及铁路信号计算机联锁技术领域，特别是一种全电子化计算机联锁
道岔执行单元电路。
背景技术：
现有的计算机联锁系统中的道岔执行单元往往是在沿用6502系统中的继电器组 合作为道岔控制部分，并增加一个对继电器组合驱动和控制信息回采的接口电路，用以实 现对道岔的控制和表示信息的采集。 这种计算机联锁系统的道岔执行单元体积大、组合多、施工及维护不方便，并且造 成整个系统中大量继电器的使用，这种缺陷，致使系统成本居高不下。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种全电子化计算机联锁道岔 执行单元电路。此模块安全可靠、符合铁路信号故障导向安全原则，而且具有自诊断功能， 能够实现对道岔动作回路中的电子开关器件周期性在线检测。 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是所述的全电子化计算机联锁道 岔执行单元电路，包括命令信息处理部分第一微处理器MCU1、第二微处理器MCU2和其余的 命令执行与控制命令回采部分，其特点是在联锁机下发的控制命令时由命令信息处理部 分的第一微处理器MCU1与第二微处理器MCU2分别接收，并由第一微处理器MCU1、第二微处 理器MCU2分别发出驱动命令来接通道岔动作电源的正负极DZ220、DF220，这其中任何一部 分出现异常导致控制命令不一致或非正常命令码就不会使道岔动作电源被接通，保证道岔 转辙机不会动作。这就保证了模块符合故障导向安全原则。 只有当命令信息处理部分第一微处理器MCU1、第二微处理器MCU2接到的联锁机 命令完全一致才会发出相应的驱动命令，而且第一微处理器MCU1与第二微处理器MCU2会 分别接收来自命令执行与控制命令回采部分的反馈的各种信息，只有接收到的各类信息保 持一致时才会使驱动命令顺利执行下去使道岔转辙机安全转动，并由第一微处理器MCU1、 第二微处理器MCU2分别向联锁机发送道岔的表示信息。这种双校验的信息处理方式保证 了本模块的命令信息处理部分、命令执行与控制命令回采部分以及与联锁机的输入输出均 安全可靠。 在平时联锁机没有下发的控制命令时，模块电路本身将实现自诊断功能。命令信 息处理部分的第一微处理器MCU1与第二微处理器MCU2会使防护继电器FHJ落下，利用三 个常开节点FHJla、 FHJ2a与FHJ3a切断动作电源DZ220、 DF220与线路X4保证道岔不会在 外部干扰下乱动；并利用常闭节点FHJlb短路第一整流桥1且接通第一电流传感器1并使 线路XI与表示电源线路X3导通，同时常闭节点FHJ2b短路第二整流桥2且接通第二电流 传感器2并使线路X2与表示电源线路X3导通。实现在线周期检测道岔动作回路中的电子 开关，保证在道岔动作前对电子开关的状态可知，使得电子开关实时安全可控。[0008] —种全电子化计算机联锁道岔执行单元电路，包括命令信息处理部分第一微处理 器MCU1、第二微处理器MCU2和命令执行与控制命令回采部分，命令信息处理部分MCU1与 MCU2之间连接MCU通讯电路和第一安全与门，命令信息处理部分连接命令执行与控制命令 回采部分。 所述第一微处理器MCU1与第二微处理器MCU2同时驱动连接第一安全与门，第一 安全与门连接防护继电器FHJ。 所述第一微处理器MCU1和第二微处理器MCU2连接第二安全与门，第二安全与门 连接第五驱动电路，第五驱动电路连接第五电子开关，第五电子开关连接变压器一端，变压 器另一端连接线路X3。 所述第一微处理器MCU1连接第一驱动电路，第一驱动电路连接第一 电子开关，第 一电子开关分别连接线路X1、第一电流传感器和第一整流桥的一端，第一电流传感器回到 第一微处理器MCU1和第二微处理器MCU2 ;第二微处理器MCU2连接第三驱动电路，第三驱 动电路连接第三电子开关，第三电子开关的一端连接第一整流桥的另一端、常开节点FHJ2a 和常闭节点FHJlb;第三电子开关另一端连接第四电子开关、常开节点FHJ3a、第五电子开 关的输出端和道岔状态采集电路的输入端。 所述第一微处理器MCU1连接第二驱动电路，第二驱动电路连接第二电子开关， 第二电子开关连接线路X2和道岔状态采集电路，道岔状态采集电路返回到第一微处理器 MCU1和第二微处理器MCU2。 所述第二微处理器MCU2连接第三驱动电路，第三驱动电路连接第三电子开关。 所述第二微处理器MCU2连接第四驱动电路，第四驱动电路连接第四电子开关，第 四电子开关一端连接常开节点FHJ3a，另一端连接第二电流传感器和第二整流桥的一端，第 二整流桥的另一端连接第二电子开关和常闭节点FHJ2b，第二电流传感器返回到第一微处 理器MCU1和第二微处理器MCU2。 所述第一整流桥和第二整流桥的输入端连接，输出端连接，输入端通过常开节点 FHJla连接电源DZ220，输出端通过常开节点FHJ2a连接电源DF220。 所述第三电流传感器一端连接线路X4，另一端返回到第一微处理器MCU1和第二 微处理器MCU2。
本实用新型与背景技术相比，具有的有益效果是 所述的全电子化计算机联锁道岔执行单元模块，由双处理器相互校验联锁机下发 的控制命令，并同时处理电路中的回采信息以及向联锁机发送道岔状态表示信息，并通过 两路驱动命令同时正确才能安全驱动道岔动作的措施来保证模块的高安全可靠性。利用多 重断电防护措施保证所述模块完全符合故障导向安全原则。模块本身带有的自诊断功能能 够实时发现自身错误。而且整个电路都设计在一块电路板上，接线端子采用插拔式，节约大 量继电器的使用，在模块体积、施工维护、以及制造成本方面有效的克服背景技术中所述存 在的一系列问题。
图1是本实用新型全电子化计算机联锁道岔执行单元电路图。[0020]
以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述 图1的全电子化计算机联锁道岔执行单元电路图 全电子化计算机联锁道岔执行单元电路，包括命令信息处理部分第一微处理器 MCUl、第二微处理器MCU2和命令执行与控制命令回采部分，命令信息处理部分MCUl与MCU2 之间连接MCU通讯电路和第一安全门，联锁机下发的控制命令时由命令信息处理部分的第 一微处理器MCU1与第二微处理器MCU2分别接收，只有接到联锁机命令完全一致才会发出 相应的驱动命令，而且第一微处理器MCUl与第二微处理器MCU2会分别接收来自命令执行 与控制命令回采部分的反馈的各种信息，只有接收到的各类信息保持一致时才会使驱动命 令顺利执行下去使道岔转辙机安全转动，命令信息处理部分连接命令执行与控制命令回采 部分。 MCU通讯电路使第一微处理器MCU1、第二微处理器MCU2，同步通讯，保持时钟同 步，使接收的命令一致。 第一微处理器MCU1与第二微处理器MCU2同时驱动连接第一安全与门，第一安全 与门连接防护继电器FHJ。 第一微处理器MCU1和第二微处理器MCU2连接第二安全与门，第二安全与门连接 第五驱动电路，第五驱动电路连接第五电子开关。第五电子开关连接变压器一端，变压器另 一端连接X3。 第一微处理器MCU1连接第一驱动电路，第一驱动电路连接第一 电子开关，第一 电 子开关分别连接线路X1、第一电流传感器和第一整流桥的一端，第一电流传感器回到第一 微处理器MCU1和第二微处理器MCU2 ;第二微处理器MCU2连接第三驱动电路，第三驱动电 路连接第三电子开关，第三电子开关的一端连接第一整流桥的另一端、常开节点FHJ2a和 常闭节点FHJlb，第三电子开关另一端连接第四电子开关、常开节点FHJ3a、第五电子开关 的输出端和道岔状态采集电路的输入端。 第一微处理器MCU1连接第二驱动电路，第二驱动电路连接第二电子开关，第二电 子开关连接线路X2，线路XI和线路X2连接道岔状态采集电路，道岔状态采集电路返回到第 一微处理器MCU1和第二微处理器MCU2。 第二微处理器MCU2连接第三驱动电路，第三驱动电路连接第三电子开关。 第二微处理器MCU2连接第四驱动电路，第四驱动电路连接第四电子开关，第四电 子开关一端连接常开节点FHJ3a，另一端连接第二电流传感器和第二整流桥的一端，第二整 流桥的另一端连接第二电子开关和常闭节点FHJ2b。第二电流传感器返回到第一微处理器 MCU1和第二微处理器MCU2。 第一整流桥和第二整流桥的输入端连接，输出端连接。输入端通过常开节点FHJla 连接电源DZ220。输出端通过常开节点FHJ2a连接电源DF220。 第三电流传感器一端连接线路X4，另一端返回到第一微处理器MCU1和第二微处 理器MCU2。 如图所示，所述的全电子化计算机联锁道岔执行单元模块电路，包括命令信息处 理部分第一微处理器MCU1、第二微处理器MCU2和其余的命令执行与控制命令回采部分，工 作过程是所述的命令信息处理部分第一微处理器MCU1与第二微处理器MCU2同时接收联锁机(联锁机通过图1中最上面的两个总线与执行单元连接)下发的道岔控制命令，第一 微处理器MCU1与第二微处理器MCU2间通过MCU通讯电路进行通讯将接收的命令进行比较 判断，如接收命令一致且都为定操命令，分别由第一微处理器MCU1下发第一驱动电路的驱 动命令和第二微处理器MCU2下发第三驱动电路的驱动命令同时打开第一电子开关和第三 电子开关，为接通线路X1与线路X4做准备。同时由第一微处理器MCU1与第二微处理器 MCU2同时驱动第一安全与门使防护继电器FHJ吸起利用防护继电器的两个常开节点FHJla 与FHJ2a接通电源DZ220、 DF220驱动第一整流桥，并通过另外一个常开节点FHJ3a导通线 路X1至线路X4的回路驱动外部道岔转辙机使其向定位转动。在转岔过程中第三电流传感 器检测线路X4中的电流，在道岔转到位的同时电流传感器会检测到线路X4上电流突变为 O，证明道岔转换到位。此时第一微处理器MCU1、第二微处理器MCU2同时分别停止向第一驱 动电路、第三驱动电路和第一安全与门发送驱动命令以至关闭第一电子开关、第三电子开 关并使防护继电器FHJ落下，来切断线路XI和线路X4构成的回路，并同时发送驱动命令通 过第二安全与门校验控制第五驱动电路开通第五电子开关使线路XI与线路X3 (线路X3通 过变压器与表示电源BJZ220、BJF220接通，并变为24v)导通。此时第一微处理器MCU1、第 二微处理器MCU2会分别收到道岔状态采集电路采集的道岔定位表示信息，发送到联锁机 中。 同理当命令信息处理部分第一微处理器MCU1与第二微处理器MCU2同时接收到联 锁机下发的一致的反操道岔控制命令，分别由第一微处理器MCU1下发驱动第二电路的驱 动命令和第二微处理器MCU2下发第四驱动电路的驱动命令同时打开第二电子开关和第四 电子开关，为接通线路XI与线路X4做准备。同时由第一微处理器MCU1与第二微处理器 MCU2同时驱动第一安全与门使防护继电器FHJ吸起利用防护继电器的两个常开节点FHJla 与FHJ2a接通电源DZ220、 DF220驱动第二整流桥，并通过另外一个常开节点FHJ3a导通线 路X2至线路X4的回路驱动外部道岔转辙机使其向反位转动。在转岔过程中第三电流传感 器检测线路X4中的电流，在道岔转到位的同时电流传感器会检测到线路X4上电流突变为 O，证明道岔转换到位。此时第一微处理器MCU1、第二微处理器MCU2同时分别停止向第二驱 动电路、第四驱动电路和第一安全与门发送驱动命令以至关闭第二电子开关、第四电子开 关并使防护继电器FHJ落下，来切断线路X2和线路X4构成的回路，并同时发送驱动命令通 过第二安全与门校验控制第五驱动电路开通第五电子开关使线路XI与线路X3 (线路X3通 过变压器与表示电源BJZ220、BJF220接通，并变为24v)导通。此时第一微处理器MCU1、第 二微处理器MCU2会分别收到道岔状态采集电路采集的道岔反位表示信息，发送到联锁机 中。 所述的命令信息处理部分第一微处理器MCU1与第二微处理器MCU2在平时没有接 收联锁机下发的道岔控制命令时，第一微处理器MCU1、第二微处理器MCU2停止下发驱动第 一安全与门1的命令，使防护继电器FHJ落下，利用三个常开节点FHJla、FHJ2a与FHJ3a切 断动作电源DZ220、DF220与线路X4保证道岔不会在外部干扰下乱动；第一微处理器MCU1、 第二微处理器MCU2同时分别停止向第一驱动电路、第二驱动电路与第三驱动电路、第四驱 动电路同时把第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关、第四电子开关打开，并利用常 闭节点FHJlb短路第一整流桥且接通第一电流传感器，常闭节点FHJ2b短路第二整流桥且 接通第二电流传感器。并且在上诉道岔动作过程结束后第一微处理器MCU1、第二微处理器MCU2已同时发送驱动命令打开第五电子开关使表示电源线路X3接通了，所以此时会同时 构成线路XI与线路X3、线路X2与线路X3两条电子开关检测电路回路，分别检测第一电子 开关、第三电子开关与第二电子开关、第四电子开关。如果电子开关出现故障则做出相应的 报警及防护措施，以保证在道岔动作时电子开关的安全可控。
权利要求一种全电子化计算机联锁道岔执行单元电路，包括命令信息处理部分第一微处理器MCU1、第二微处理器MCU2和命令执行与控制命令回采部分，其特征在于，命令信息处理部分MCU1与MCU2之间连接MCU通讯电路和第一安全与门，命令信息处理部分连接命令执行与控制命令回采部分。
2. 根据权利要求1所述的全电子化计算机联锁道岔执行单元电路，其特征在于，所述 第一微处理器MCU1与第二微处理器MCU2同时驱动连接第一安全与门，第一安全与门连接 防护继电器FHJ。
3. 根据权利要求1所述的全电子化计算机联锁道岔执行单元电路，其特征在于，所述 第一微处理器MCU1和第二微处理器MCU2连接第二安全与门，第二安全与 门连接第五驱动 电路，第五驱动电路连接第五电子开关，第五电子开关连接变压器一端，变压器另一端连接 线路X3。
4. 根据权利要求1所述的全电子化计算机联锁道岔执行单元电路，其特征在于，所述 第一微处理器MCU1连接第一驱动电路，第一驱动电路连接第一 电子开关，第一 电子开关分 别连接线路X1、第一电流传感器和第一整流桥的一端，第一电流传感器回到第一微处理器 MCU1和第二微处理器MCU2 ;第二微处理器MCU2连接第三驱动电路，第三驱动电路连接第 三电子开关，第三电子开关的一端连接第一整流桥的另一端、常开节点FHJ2a和常闭节点 FHJlb;第三电子开关另一端连接第四电子开关、常开节点FHJ3a、第五电子开关的输出端 和道岔状态采集电路的输入端。
5. 根据权利要求1所述的全电子化计算机联锁道岔执行单元电路，其特征在于，所述 第一微处理器MCU1连接第二驱动电路，第二驱动电路连接第二电子开关，第二电子开关连 接线路X2和道岔状态采集电路，道岔状态采集电路返回到第一微处理器MCU1和第二微处 理器MCU2。
6. 根据权利要求1所述的全电子化计算机联锁道岔执行单元电路，其特征在于，所述 第二微处理器MCU2连接第三驱动电路，第三驱动电路连接第三电子开关。
7. 根据权利要求1所述的全电子化计算机联锁道岔执行单元电路，其特征在于，所述 第二微处理器MCU2连接第四驱动电路，第四驱动电路连接第四电子开关，第四电子开关一 端连接常开节点FHJ3a，另一端连接第二电流传感器和第二整流桥的一端，第二整流桥的另 一端连接第二电子开关和常闭节点FHJ2b，第二电流传感器返回到第一微处理器MCUl和第 二微处理器MCU2。
8. 根据权利要求1所述的全电子化计算机联锁道岔执行单元电路，其特征在于，所述 第一整流桥和第二整流桥的输入端连接，输出端连接，输入端通过常开节点FHJla连接电 源DZ220，输出端通过常开节点FHJ2a连接电源DF220。
9. 根据权利要求1所述的全电子化计算机联锁道岔执行单元电路，其特征在于，所述 第三电流传感器一端连接线路X4，另一端返回到第一微处理器MCU1和第二微处理器MCU2。
专利摘要本实用新型提供一种全电子化计算机联锁道岔执行单元电路，包括命令信息处理部分第一微处理器MCU1、第二微处理器MCU2和命令执行与控制命令回采部分，命令信息处理部分MCU1与MCU2之间连接MCU通讯电路和第一安全与门，命令信息处理部分连接命令执行与控制命令回采部分。
文档编号B61L19/06GK201511982SQ200920209810
公开日2010年6月23日 申请日期2009年9月21日 优先权日2009年9月21日
发明者叶辉, 徐志豪, 段磊, 王锁平, 陈真 申请人:上海亨钧科技有限公司