自动过分相控制系统

1.一种自动过分相控制系统，其特征在于，所述系统包括：至少一个车感器、第一控制电路板、第二控制电路板、对内连接器电源电路板、以及对外连接器，所述电源电路板通过所述对内连接器与所述第一控制电路板和所述第二控制电路板连接，所述第一控制电路板、所述第二控制电路板以及所述电源电路板通过所述外连接器与所述车感器连接，所述车感器用于检测获取并传输的车感器信号；所述第一控制电路板与所述第二控制电路板通信连接，且互为冗余。
2.根据权利要求1所述的自动过分相控制系统，其特征在于，所述第一控制电路板和所述第二控制电路板分别包括：过分相逻辑控制器、与所述过分相逻辑控制器连接的输入处理电路、输出驱动电路以及通信电路，所述通信电路用于提供通信接口以与外部通信，所述输入处理电路用于对输入信号进行隔离和电平变换，所述输出驱动电路用于对输出的控制信号进行隔离和放大处理，所述过分相逻辑控制器用于根据所述输入信号进行逻辑状态判断，并输出所述控制信号进行自动过分相控制。
3.根据权利要求2所述的自动过分相控制系统，其特征在于，所述过分相逻辑控制器包括处理器，根据所述输入信号判断机车处于预告、强迫断或恢复的三种模式之一，并输出预告控制信号、强迫断控制信号或恢复控制信号进行自动过分相控制。
4.根据权利要求3所述的自动过分相控制系统，其特征在于，所述第一控制电路板和所述第二控制电路板中的所述处理器通过RS232或RS485进行通信。
5.根据权利要求2所述的自动过分相控制系统，其特征在于，所述输入信号还包括：速度信号和控制电平信号，所述过分相逻辑控制器还包括逻辑电路组成的逻辑控制电路，所述逻辑控制电路根据所述速度信号和所述控制电平信号计算走行距离，获取不同模式下的控制逻辑时序以进行自动过分相控制。
6.根据权利要求2所述的自动过分相控制系统，其特征在于，所述第一控制电路板和所述第二控制电路板分别还包括：与所述输出驱动电路连接的继电器输出电路，用于输出控制信号进行自动过分相控制。
7.根据权利要求2所述的自动过分相控制系统，其特征在于，所述第一控制电路板和所述第二控制电路板分别还包括：与所述输出驱动电路连接的MOS管输出电路，用于输出控制信号进行自动过分相控制。
8.根据权利要求1所述的自动过分相控制系统，其特征在于，所述第一控制电路板、所述第二控制电路板、所述对内连接器以及所述电源电路板设置在一屏蔽盒体内部，所述对外连接器设置在所述屏蔽盒体上；所述自动过分相控制系统还包括设置在所述屏蔽盒体上的与所述第一控制电路板和所述第二控制电路板连接的拨码开关，所述拨码开关用于参数配置，并进行主从配置选择、参数设置、模式选择。
9.根据权利要求8所述的自动过分相控制系统，其特征在于，所述自动过分相控制系统还包括设置在所述屏蔽盒体上的与所述第一控制电路板和所述第二控制电路板连接的隔离开关，所述隔离开关用于切除故障的所述第一控制电路板或所述第二控制电路板的电源，并将部分输出节点短接。
10.根据权利要求1所述的自动过分相控制系统，其特征在于，所述自动过分相控制系统还包括与所述第一控制电路板和所述第二控制电路板连接的声光提示电路，所述声光提示电路用于在机车过分相时，提示不同的控制逻辑动作。

自动过分相控制系统\n技术领域\n[0001] 本申请涉及电力控制领域，特别是涉及一种自动过分相控制系统。\n背景技术\n[0002] 电力系统采用三相供电，而电力机车的供电采用单相供电方式，为了使电力系统三相负荷尽量平衡，对电气化铁路分段换相供电，在换相的区间，为防止相间短路，各相间用空气或绝缘物分隔。电力机车通过电分相区时，需要进行断开主断路器、降弓等操作，依靠机车惯性通过分相后依照相反的顺序进行升弓、闭合主断路器等操作，全过程由司机或者自动过分相来完成。现有的电力机车自动过分相装置采用单模组控制，偶现操作不准确的情况，易造成机车带电闯分相的事故。所以在机车驾驶中，主要依靠司机全程手动参与过分相区，增加了司机的工作量。\n[0003] 目前的自动过分相装置稳定性和可靠性不足，因此有的机车不带自动过分相装置，或者即使装有自动过分相装置，出于对设备稳定性的不信任，不允许机车带电过分相，依然由司机手动操作过分相。\n实用新型内容\n[0004] 基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种自动过分相控制系统。\n[0005] 本实用新型实施例提供了一种自动过分相控制系统，包括：至少一个车感器、第一控制电路板、第二控制电路板、对内连接器电源电路板、以及对外连接器，所述电源电路板通过所述对内连接器与所述第一控制电路板和所述第二控制电路板连接，所述第一控制电路板、所述第二控制电路板以及所述电源电路板通过所述外连接器与所述车感器连接，所述车感器用于检测获取并传输的车感器信号；所述第一控制电路板与所述第二控制电路板通信连接，且互为冗余。\n[0006] 可选的，所述第一控制电路板和所述第二控制电路板分别包括：过分相逻辑控制器、与所述过分相逻辑控制器连接的输入处理电路、输出驱动电路以及通信电路，所述通信电路用于提供通信接口以与外部通信，所述输入处理电路用于对所述输入信号进行隔离和电平变换，所述输出驱动电路用于对输出的控制信号进行隔离和放大处理，所述过分相逻辑控制器用于根据所述输入信号进行逻辑状态判断，并输出所述控制信号进行自动过分相控制。\n[0007] 可选的，所述过分相逻辑控制器包括处理器，根据所述输入信号判断机车处于预告、强迫断或恢复的三种模式之一，并输出预告控制信号、强迫断控制信号或恢复控制信号进行自动过分相控制。\n[0008] 可选的，所述第一控制电路板和所述第二控制电路板中的所述处理器通过RS232或RS485进行通信。\n[0009] 可选的，所述输入信号还包括：速度信号和控制电平信号，所述过分相逻辑控制器还包括逻辑电路组成的逻辑控制电路，所述逻辑控制电路根据所述速度信号和所述控制电平信号计算走行距离，获取不同模式下的控制逻辑时序以进行自动过分相控制。\n[0010] 可选的，所述第一控制电路板和所述第二控制电路板分别还包括：与所述输出驱动电路连接的继电器输出电路，用于输出控制信号进行自动过分相控制。\n[0011] 可选的，所述第一控制电路板和所述第二控制电路板分别还包括：与所述输出驱动电路连接的MOS管输出电路，用于输出控制信号进行自动过分相控制。\n[0012] 可选的，所述第一控制电路板、所述第二控制电路板、所述对内连接器以及所述电源电路板设置在一屏蔽盒体内部，所述对外连接器设置在所述屏蔽盒体上；所述自动过分相控制系统还包括设置在所述屏蔽盒体上的与所述第一控制电路板和所述第二控制电路板连接的拨码开关，所述拨码开关用于参数配置，并进行主从配置选择、参数设置、模式选择。\n[0013] 可选的，所述自动过分相控制系统还包括设置在所述屏蔽盒体上的与所述第一控制电路板和所述第二控制电路板连接的隔离开关，所述隔离开关用于切除故障的所述第一控制电路板或所述第二控制电路板的电源，并将部分输出节点短接。\n[0014] 可选的，所述自动过分相控制系统还包括与所述第一控制电路板和所述第二控制电路板连接的声光提示电路，所述声光提示电路用于在机车过分相时，提示不同的控制逻辑动作。\n[0015] 本申请公开了一种自动过分相控制系统，包括：至少一个车感器、第一控制电路板、第二控制电路板、对内连接器电源电路板、以及对外连接器，所述电源电路板通过所述对内连接器与所述第一控制电路板和所述第二控制电路板连接，所述第一控制电路板、所述第二控制电路板以及所述电源电路板通过所述外连接器与所述车感器连接，所述车感器用于检测获取并传输的车感器信号；所述第一控制电路板与所述第二控制电路板通信连接，且互为冗余。本实用新型实施例采用的热冗余的设计，在系统故障时冗余的系统能够瞬间自动接管工作；能够适用于包括微机系统机车和非微机系统机车的不同机车车型的自动过分相控制，具有通用、可维护性强的特点。\n附图说明\n[0016] 图1为本实用新型实施例中自动过分相控制系统的结构示意图；\n[0017] 图2为本实用新型实施例中两个控制电路板的信号连接示意图。\n具体实施方式\n[0018] 为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。\n[0019] 本实用新型实施例提供了一种自动过分相控制系统，如图1所示，自动过分相控制系统包括：至少一个车感器、第一控制电路板、第二控制电路板、对内连接器电源电路板、以及对外连接器，所述电源电路板通过所述对内连接器与所述第一控制电路板和所述第二控制电路板连接，所述第一控制电路板、所述第二控制电路板以及所述电源电路板通过所述外连接器与所述车感器连接，所述车感器用于检测获取并传输的车感器信号；所述第一控制电路板与所述第二控制电路板通信连接，且互为冗余。第一控制电路板、第二控制电路板以及电源电路板还通过外连接器与其他外部设备连接，可以通过其他外部设备获取速度信号、控制电平信号等输入信号以便后续进行自动过分相逻辑控制。所述第一控制电路板或所述第二控制电路板作为主控制电路板，根据包括所述车感器信号的输入信号进行自动过分相逻辑控制。\n[0020] 所述第一控制电路板、所述第二控制电路板、所述对内连接器以及所述电源电路板设置在一屏蔽盒体内部，所述对外连接器设置在所述屏蔽盒体上。本实用新型实施例的自动过分相系统采用“电路板+盒体”结构，将相关电路设计在电路板中，安装在具有屏蔽和防护功能的控制屏蔽盒体内。自动过分相系统采用的热冗余的设计不同于传统的热备份，传统的热备份是指两套系统同时工作，当其中一套系统故障时另一套系统继续工作。本实用新型实施例的热冗余，是指同时只有一个系统工作，另一个系统处于半休眠状态。当工作中的第一控制电路板或第二控制电路板故障时，冗余中的第二控制电路板或第一控制电路板能够瞬间自动接管工作。\n[0021] 在本实用新型实施例中，外部设备还包括其他通讯设备、电源、车辆配线等，其中电源用于为器件提供所需工作电源。电源通过对外连接器与电源电路板连接，至少可以提供5V和±15V的工作电源电压。\n[0022] 第一控制电路板和所述第二控制电路板分别包括：过分相逻辑控制器、与所述过分相逻辑控制器连接的输入处理电路、输出驱动电路以及通信电路，所述通信电路用于提供通信接口以与外部通信，所述输入处理电路用于对所述输入信号进行隔离和电平变换，所述输出驱动电路用于对输出的控制信号进行隔离和放大处理，所述过分相逻辑控制器用于根据所述输入信号进行逻辑状态判断，并输出所述控制信号进行自动过分相控制。\n[0023] 过分相逻辑控制器包括处理器，根据所述输入信号判断机车处于预告、强迫断或恢复的三种模式之一，并输出预告控制信号、强迫断控制信号或恢复控制信号进行自动过分相控制。第一控制电路板和所述第二控制电路板中的所述处理器通过RS232或RS485进行通信。\n[0024] 输入信号还包括：速度信号和控制电平信号，所述过分相逻辑控制器还包括逻辑电路组成的逻辑控制电路，所述逻辑控制电路根据所述速度信号和所述控制电平信号计算走行距离，获取不同模式下的控制逻辑时序以进行自动过分相控制。\n[0025] 在本实用新型实施例中，第一控制电路板和所述第二控制电路板分别还包括：与所述输出驱动电路连接的继电器输出电路，用于输出控制信号进行自动过分相控制。和/或，第一控制电路板和所述第二控制电路板分别还包括：与所述输出驱动电路连接的MOS管输出电路，用于输出控制信号进行自动过分相控制。\n[0026] 本实用新型实施例的自动过分相控制系统分多种模式实现对机车主、辅电路系统的控制，实现机车自动过分相。对于微机系统机车，通过处理器根据输入信号进行自动过分相处理，判定预告、强迫断、恢复三种过分相模式，直接输出预告控制信号、强迫断控制信号或恢复控制信号以进行自动过分相控制。对于非微机系统机车。通过逻辑控制电路根据速度信号和控制电平信号计算走行距离，获取不同模式下的控制逻辑时序，由输出驱动电路及继电器输出电路或MOS管输出电路输出各控制信号控制机车主断路器、辅机回路、电子柜/微机柜，实现对机车牵引电流、辅机设备的控制，实现自动过分相控制。本实用新型实施例的自动过分相控制系统的控制逻辑区分为微机系统机车和非微机系统机车，适用于不同的机车车型，具有通用、可维护性强的特点。\n[0027] 在本实用新新型实施例中，自动过分相控制系统还包括设置在所述屏蔽盒体上的与所述第一控制电路板和所述第二控制电路板连接的拨码开关，所述拨码开关用于参数配置，并进行主从配置选择、参数设置、模式选择。车感器优选为4个，用于获取车感器信号。基于车感器输出的车感器信号，通过滤波整形处理后，识别地面信号，具体由输入处理电路接收车感器信号，对车感器信号进行电气隔离、信号整形等处理后，传输至处理器；由处理器进行软件滤波处理，通过逻辑判别，实现对车感器信号的预告、强断或恢复的模式判断，由处理器(CPU)及其控制软件完成。需要说明的是，处理器对车感器信号的预告、强断或恢复的模式判断的具体方法与现有技术中是应用处理器进行过分相控制的过程相同，在此不再赘述。\n[0028] 参见图2，第一控制电路板和第二控制电路板还包括与处理器连接的数据存储芯片，用于存储机车运行过程中的相关信息。本实用新新型实施例通过两块相同的第一控制电路板和第二控制电路板进行两块控制板硬件的热冗余控制，对控制电路板输入输出信号进行热备份，并通过电源板输出电源热备份。第一控制电路板和第二控制电路板的信号即功能包括：MOS管输出、继电器输出、车感器信号采集、速度信号采集、控制电平信号采集、数据存储、半双工串口通信(RS485)、全双工串口通信(RS232)。第一控制电路板和第二控制电路板的处理器通过全双工串口通信接口进行通信，两个处理器不间断高频次地进行数据交换，通过数据交换实现软件热冗余，数据交换包括对上电时刻自检信息和机车运行过程中的所有信息，包括关键和非关键信息，并将关键信息存储在数据存储芯片中。第一控制电路板和第二控制电路板中的处理器CPU通过交换的数据并且对数据进行深入分析处理达到以下两个目的：1、判断自己是否处于正常状态；2、判断对方是否处于正常状态。通过第一控制电路板和第二控制电路板热冗余的方式，第一控制电路板和第二控制电路板只要其中一块是正常工作的，即可实现自动过分相控制系统的正常工作。由于本实用新型实施例的第一控制电路板和第二控制电路板互为冗余，进行热冗余控制，可有效提高产品可靠性和稳定性。同时，针对微机车型和非微机车型进行兼容设计，使得自动过分相控制系统在不同车型上通用，易维护。\n[0029] 在本实用新型实施例中，自动过分相控制系统还包括设置在所述屏蔽盒体上的与所述第一控制电路板和所述第二控制电路板连接的隔离开关，所述隔离开关用于切除故障的所述第一控制电路板或所述第二控制电路板的电源，并将部分输出节点短接，不影响自动过分相控制系统正常工作。\n[0030] 自动过分相控制系统还包括与所述第一控制电路板和所述第二控制电路板连接的声光提示电路，所述声光提示电路用于在机车过分相时，提示不同的控制逻辑动作。声光提示电路与安装在司机室的声光提示设备连接，当机车过分相时，通过声光提示电路控制声光提示设备对不同的过分相逻辑动作做出相应的提示。\n[0031] 所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本申请的范围被限于这些例子；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。\n[0032] 本申请中一个或多个实施例旨在涵盖落入本申请的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。