專利名稱：智能容錯故障安全驅(qū)動板卡的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種信號采集裝置，尤其涉及一種智能容錯故障安全驅(qū)動板卡。
背景技術：
近幾年來，隨著軌道交通的快速發(fā)展，對其控制設備的安全要求越來越高。而且隨 著列車速度的大幅提高，“故障導向安全”即當設備出現(xiàn)故障時，設備能及時發(fā)現(xiàn)故障，并且 導向安全的一側，避免危險情況的發(fā)生，這樣的一種“故障導向安全”的概念也發(fā)生了很大 的變化?，F(xiàn)有技術中的故障導向安全的概念是控制設備一旦發(fā)生故障可以全場切斷電源， 目前車速很快，在很快的車速這種情況下，全場切斷電源勢必造成高速列車緊急停車，這樣 也會導致嚴重的事故。現(xiàn)有技術中，控制設備故障時均用繼電器切斷I/O電源，這樣存在切斷不可靠的 隱患，其次以前的控制設備I/O存在混線輸出隱患，即線路混聯(lián)造成錯誤輸出的防護功能 非常薄弱，線路一旦混線，輸出既有危險，混線就會帶動不應吸起的繼電器吸起，造成錯誤 的控制和啟動，這樣的情況如果發(fā)生在道岔，就會造成道岔轉(zhuǎn)動，后果非常嚴重；如果發(fā)生 在鐵路區(qū)間信號的電路里，誤動的繼電器會給連鎖設備傳輸錯誤的信息，同樣會造成非常 嚴重的后果。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種安全、可靠的智能容錯故障安全驅(qū)動板卡。本實用新型的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的本實用新型的智能容錯故障安全驅(qū)動板卡，包括微機控制器、故障安全電源和驅(qū) 動電路，所述微機控制器包括兩個并聯(lián)的CPU，所述驅(qū)動電路包括邏輯與電路；所述邏輯與電路的兩個輸入端分別與兩個CPU連接，輸出端與驅(qū)動輸出及指示電 路連接；所述驅(qū)動電路與兩個CPU之間分別連接有回讀電路；所述故障安全電源與所述驅(qū)動電路連接。由上述本實用新型提供的技術方案可以看出，本實用新型所述的智能容錯故障安 全驅(qū)動板卡，由于微機控制器包括兩個并聯(lián)的CPU，驅(qū)動電路包括邏輯與電路；邏輯與電路 的兩個輸入端分別與兩個CPU連接，輸出端與驅(qū)動輸出及指示電路連接；驅(qū)動電路與兩個 CPU之間分別連接有回讀電路。采用雙CPU共同控制、閉環(huán)輸出避免了因混線造成的錯誤輸 出，對混線有很好的防護作用，達到了故障導向安全的目的。

圖1為本實用新型智能容錯故障安全驅(qū)動板卡的總體結構示意圖；圖2為本實用新型中驅(qū)動電路的結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型的智能容錯故障安全驅(qū)動板卡，其較佳的具體實施方式
如圖1所示包括微機控制器、故障安全電源和驅(qū)動電路，所述微機控制器包括兩個并聯(lián)的 CPU，所述驅(qū)動電路包括邏輯與電路；所述邏輯與電路的兩個輸入端分別與兩個CPU連接，輸出端與驅(qū)動輸出及指示電 路連接；所述驅(qū)動電路與兩個CPU之間分別連接有回讀電路；所述故障安全電源與所述驅(qū)動電路連接。所述兩個CPU與所述故障安全電源分別連接。所述驅(qū)動輸出及指示電路有相互獨立的16路。所述兩個CPU之間通信連接。如圖2所示，所述驅(qū)動電路包括第一驅(qū)動控制電路和第二驅(qū)動控制電路；所述第一驅(qū)動控制電路自輸入端至輸出端依次包括第一光耦合器、第一開關管和 第二光耦合器，且其輸入端和輸出端分別與第一 CPU連接；所述第二驅(qū)動控制電路自輸入端至輸出端依次包括第三光耦合器、第二開關管和 第四光耦合器，且其輸入端和輸出端分別與第二 CPU連接；所述第一開關管與第二開關管之間連接有二極管；所述第二開關管的射極與所述驅(qū)動輸出及指示電路連接。本實用新型的智能容錯故障安全驅(qū)動板卡，當設備故障時，不用通過繼電器切斷 I/O電源，只需通過內(nèi)部的雙CPU切斷輸出電源的控制信號即可切斷I/O電源，避免錯誤的 輸出，達到故障導向安全的目的；同時本改進后的電路采用雙CPU共同控制、閉環(huán)輸出避免 了因混線造成的錯誤輸出，對混線有很好的防護作用，達到了故障導向安全的目的。
以下結合附圖和具體實施例對本申請進行詳細的描述再參見圖1、圖2，本實用新型的智能容錯故障安全驅(qū)動板卡設有安全電源，微機 控制器ACPU和BCPU，驅(qū)動電路，驅(qū)動輸出及指示電路。微機控制器由ACPU，BCPU雙CPU構成，兩個CPU共同控制一路驅(qū)動輸出信號，ACPU 連接AOUT 口的輸出控制信號和AIN輸入口信號，AOUT為ACPU的驅(qū)動輸出信號，AIN為ACPU 驅(qū)動輸出信號的回讀信號。BCPU連接BOUT 口的輸出控制信號和BIN輸入信號，BOUT為BCPU 的驅(qū)動輸出信號，BIN為BCPU的驅(qū)動輸出信號的回讀信號。ACPU驅(qū)動控制電路由光耦合器Ul、U2，開關管Ql，電阻Rl、R2、R3、R7，二級管Dl 構成。當AOUT 口為邏輯電平1時，光電耦合器Ul導通，當設定的分壓和限流電阻R2、R3使 得Ql的基射極電壓大于0. 6V時，Ql導通，U2導通，二極管Dl正極的電壓為+24V減去Ql 的集射極飽和導通壓降。R3、U2、R7構成ACPU驅(qū)動輸出的回讀電路，AOUT是ACPU驅(qū)動輸 出，AIN是ACPU的驅(qū)動輸出回讀，U2導通使得AIN端為邏輯1。當AOUT的邏輯電平發(fā)生轉(zhuǎn) 換變?yōu)檫壿?時，Ul不導通，Ql的基射極無壓降也不導通，U2也不導通，AIN通過R7接地 變?yōu)檫壿嫷碗娖?，AIN和AOUT構成了 ACPU驅(qū)動的環(huán)路。BCPU驅(qū)動控制電路由光耦合器U3、U4，電阻R4、R5、R6、R8，二極管D2，開關管Q2構 成。當BOUT為邏輯高電平1時，U3導通，如果此時AOUT也為邏輯1，則Q2導通U4也導通， BIN連接到+5V為邏輯高電平；當BOUT為邏輯低電平0時，U3不導通，此時不管AOUT為高
4電平1還是低電平0，Q2都截止不導通，U4也不導通，BIN通過R8接地變?yōu)檫壿嫷碗娖?。 BIN和BOUT構成了 BCPU驅(qū)動輸出的環(huán)路，確保了正確的輸出。ACPU和BCPU的驅(qū)動輸出構成了邏輯上的與電路。當系統(tǒng)上電后，ACPU和BCPU對 他們分別控制的驅(qū)動輸出和驅(qū)動回讀電路進行自檢，自檢無誤后對安全電源輸出周期相同 相位相反的控制脈沖信號，安全電源啟動產(chǎn)生+24電源供給驅(qū)動電路，然后ACPU和BCPU執(zhí) 行上位機通過串口下達的命令，輸出驅(qū)動信息和回讀驅(qū)動信息。只有當ACPU和BCPU同時 輸出時才能在驅(qū)動輸出端DA得到邏輯上的高電平1輸出。其余情況DA上都沒有輸出。且 在有輸出的情況下通過R9限流點亮LEDl指示有驅(qū)動輸出。本電路具有結構完善，控制嚴謹，運行穩(wěn)定可靠，故障能及時發(fā)現(xiàn)并導向安全的優(yōu)
點ο具體實施例智能容錯故障安全驅(qū)動板卡設有安全電源，微機控制器ACPU和BCPU，驅(qū)動電路， 驅(qū)動輸出及指示電路。微機控制器由ACPU，BCPU雙CPU構成，兩個CPU共同控制一路驅(qū)動 輸出信號，ACPU連接AOUT 口的輸出控制信號和AIN輸入口信號，AOUT為ACPU的驅(qū)動輸出 信號，AIN為ACPU驅(qū)動輸出信號的回讀信號。BCPU連接BOUT 口的輸出控制信號和BIN輸 入信號，BOUT為BCPU的驅(qū)動輸出信號，BIN為BCPU的驅(qū)動輸出信號的回讀信號。ACPU驅(qū) 動控制電路由光耦合器U1、U2，開關管Q1，電阻R1、R2、R3、R7，二級管Dl構成；BCPU驅(qū)動控 制電路由光耦合器U3、U4，電阻R4、R5、R6、R8，二極管D2，開關管Q2構成。其中U1、U2、U3、 U4選用光耦合器件TLP521-1GB，Rl、R4為510歐姆貼片電阻，R2、R5為IK歐姆貼片電阻， R3、R6為8. 2K歐姆貼片電阻，R7、R8為202K歐姆貼片電阻，R9為IOK歐姆表貼電阻，RlO 為30歐姆2W功率電阻，Ql、Q2為KSH3055低速NPN開關管，D1、D2為表貼二級管M7，LEDl 為綠色發(fā)光二級管。本實用新型經(jīng)過測試和試用，效果非常好，極大的提高了設備的安全性，很好的滿 足故障導向安全的要求。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到 的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求一種智能容錯故障安全驅(qū)動板卡，其特征在于，包括微機控制器、故障安全電源和驅(qū)動電路，所述微機控制器包括兩個并聯(lián)的CPU，所述驅(qū)動電路包括邏輯與電路；所述邏輯與電路的兩個輸入端分別與兩個CPU連接，輸出端與驅(qū)動輸出及指示電路連接；所述驅(qū)動電路與兩個CPU之間分別連接有回讀電路；所述故障安全電源與所述驅(qū)動電路連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的智能容錯故障安全驅(qū)動板卡，其特征在于，所述兩個CPU與所 述故障安全電源分別連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的智能容錯故障安全驅(qū)動板卡，其特征在于，所述驅(qū)動輸出及 指示電路有相互獨立的16路。
4.根據(jù)權利要求3所述的智能容錯故障安全驅(qū)動板卡，其特征在于，所述兩個CPU之間 通信連接。
5.根據(jù)權利要求1至4任一項所述的智能容錯故障安全驅(qū)動板卡，其特征在于，所述驅(qū) 動電路包括第一驅(qū)動控制電路和第二驅(qū)動控制電路；所述第一驅(qū)動控制電路自輸入端至輸出端依次包括第一光耦合器、第一開關管和第二 光耦合器，且其輸入端和輸出端分別與第一 CPU連接；所述第二驅(qū)動控制電路自輸入端至輸出端依次包括第三光耦合器、第二開關管和第四 光耦合器，且其輸入端和輸出端分別與第二 CPU連接； 所述第一開關管與第二開關管之間連接有二極管； 所述第二開關管的射極與所述驅(qū)動輸出及指示電路連接。
專利摘要本實用新型公開了一種智能容錯故障安全驅(qū)動板卡，包括微機控制器、故障安全電源和驅(qū)動電路，微機控制器包括兩個并聯(lián)的CPU，驅(qū)動電路包括邏輯與電路；邏輯與電路的兩個輸入端分別與兩個CPU連接，輸出端與驅(qū)動輸出及指示電路連接；驅(qū)動電路與兩個CPU之間分別連接有回讀電路；故障安全電源與所述驅(qū)動電路連接。兩個CPU與故障安全電源分別連接，且兩個CPU之間通信連接。采用雙CPU共同控制、閉環(huán)輸出避免了因混線造成的錯誤輸出，對混線有很好的防護作用，達到了故障導向安全的目的。
文檔編號G06F11/16GK201753063SQ201020283509
公開日2011年3月2日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權日2010年8月5日
發(fā)明者張衛(wèi)東, 徐美發(fā), 王紅如, 胡博宇 申請人:北京國正信安系統(tǒng)控制技術有限公司