機車冗余控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機車冗余控制方法，屬機車制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]機車控制系統(tǒng)管理和控制機車全部電氣設(shè)備，為了機車安全可靠的運行，必須實行冗余備份。機車冗余控制系統(tǒng)由主系統(tǒng)和輔系統(tǒng)兩部分構(gòu)成，每個系統(tǒng)包括相同的硬件。主系統(tǒng)控制整車，輔系統(tǒng)處于熱備份狀態(tài)，接收整車的實時狀態(tài)信息，但是并不參與整車控制。而當主系統(tǒng)發(fā)生故障時，則立刻從主系統(tǒng)切換到輔系統(tǒng)，主系統(tǒng)停止工作，由輔系統(tǒng)控制整車。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，機車控制系統(tǒng)一般由主控制板卡、CAN(控制器局域網(wǎng)絡(luò))板卡、輸入輸出板卡、HDLC(高級數(shù)據(jù)鏈路控制)板卡和電源板卡構(gòu)成。采用冗余控制方式時，主系統(tǒng)中有任何一塊硬件板卡發(fā)生故障導(dǎo)致無法正常工作時，都會進行整體的冗余切換。整個冗余控制系統(tǒng)只可以切換一次，被切換掉的主系統(tǒng)不可以再次工作。如果輔系統(tǒng)再出現(xiàn)故障，機車將無法繼續(xù)運用。另外，機車兩端司機室中的顯示屏由主輔兩系統(tǒng)分別獨立控制，冗余切換后，只有操作端的顯示屏正常工作，非操作端的顯示屏將不再顯示機車信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種機車冗余控制方法，提高冗余度，充分利用硬件資源，切換過程準確無間隙，冗余切換不影響兩個顯示屏同時正常工作。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:一種機車冗余控制方法，主、輔系統(tǒng)分別包括同樣的電源板卡、主控制板卡、CAN板卡和HDLC板卡，其特征在于在主、輔系統(tǒng)中分別設(shè)有由互相獨立的數(shù)字輸入類板卡、數(shù)字輸出類板卡、模擬量輸入類板卡和頻率量輸入板卡構(gòu)成的同樣的輸入輸出模塊，并相應(yīng)增加HDLC板卡的總線數(shù)量，各獨立板卡都配備有自檢功能，主系統(tǒng)同時控制兩端司機室的顯示屏，主、輔系統(tǒng)分別采取下列控制步驟:
[0006]主系統(tǒng)
[0007]A1.檢測自身的電源板卡、CAN板卡和HDLC板卡是否為失效故障狀態(tài):是則進入步驟A3;否則進入下一步驟；
[0008]A2.檢測主、輔系統(tǒng)輸入輸出模塊的各對應(yīng)板卡，將失效故障板卡冗余切換至另一系統(tǒng)的對應(yīng)板卡，然后返回步驟A1 ；
[0009]A3.主系統(tǒng)發(fā)出整體冗余切換指令，將主系統(tǒng)整體冗余切換至輔系統(tǒng)，并由輔系統(tǒng)同時控制兩端司機室的顯示屏；
[0010]輔系統(tǒng)
[0011]B1.檢測主系統(tǒng)是否發(fā)出整體冗余切換指令:是則進入步驟B3 ;否則進入下一步驟；
[0012]B2.檢測主系統(tǒng)的主控板卡是否為失效故障狀態(tài):否則返回步驟B1 ;是則進入下一步驟；
[0013]B3.禁止主系統(tǒng)發(fā)出任何輸出指令，將主系統(tǒng)整體冗余切換至輔系統(tǒng)，并由輔系統(tǒng)同時控制兩端司機室的顯示屏。
[0014]為了更好實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述步驟A3按以下條件實現(xiàn)冗余切換:
[0015](1)當主系統(tǒng)的主控制板卡和輔系統(tǒng)的主控制板卡計算結(jié)果一致時，可以進行整體冗余切換；
[0016](2)當主系統(tǒng)的主控制板卡和輔系統(tǒng)的主控制板卡計算結(jié)果不一致時，則先進行減載，當輸出轉(zhuǎn)矩為零時，才可以進行整體冗余切換；
[0017](3)當主系統(tǒng)停止工作、輔系統(tǒng)進行正?？刂坪螅豢梢栽俅无D(zhuǎn)換；
[0018](4)主系統(tǒng)始終判斷輔系統(tǒng)是否存在，只有判斷輔系統(tǒng)存在時，才可以進行整體冗余切換。
[0019]為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述步驟A2按以下條件實現(xiàn)冗余切換:
[0020]數(shù)字量輸入或輸出類板卡
[0021](1)如果主系統(tǒng)與輔系統(tǒng)對應(yīng)數(shù)字輸入或輸出板卡均未失效，且輸入或輸出板卡的輸入或輸出值相同，則任取其中一個輸入或輸出值；
[0022](2)如果主系統(tǒng)與輔系統(tǒng)的對應(yīng)數(shù)字輸入或輸出板卡中有一個失效，則取自檢通過的；
[0023](3)如果主系統(tǒng)與輔系統(tǒng)的對應(yīng)數(shù)字輸入或輸出板卡均未失效，但輸入或輸出值不同，則取默認值，并記錄故障；
[0024](4)如果主系統(tǒng)與輔系統(tǒng)的對應(yīng)數(shù)字輸入或輸出板卡均失效，則取值為零，并記錄故障。
[0025]模擬量輸入類板卡
[0026](1)如果主系統(tǒng)與輔系統(tǒng)對應(yīng)模擬量輸入類板卡的輸入值間的差值在滿量程的4%即一個級位以內(nèi)，則取其平均值；
[0027](2)如果主系統(tǒng)與輔系統(tǒng)的對應(yīng)模擬量輸入類板卡有一個失效，則取自檢通過的一個;
[0028](3)如果主系統(tǒng)與輔系統(tǒng)的對應(yīng)模擬量輸入類板卡均未失效，則優(yōu)先取主系統(tǒng)的值，如果主系統(tǒng)的值不在合理的取值范圍，則取輔系統(tǒng)的值；
[0029](4)如果主系統(tǒng)與輔系統(tǒng)的對應(yīng)模擬量輸入類板卡均失效，則取值為零并記錄故障；
[0030]頻率量輸入板卡
[0031](1)在主系統(tǒng)與輔系統(tǒng)的對應(yīng)頻率量輸入板卡中，優(yōu)先取主系統(tǒng)的值；
[0032](2)如果主系統(tǒng)與輔系統(tǒng)的對應(yīng)頻率量輸入板卡中有一個失效，則取自檢通過的一個;
[0033](3)如果主系統(tǒng)與輔系統(tǒng)的對應(yīng)頻率量輸入板卡均失效，則取值為零并記錄故障。
[0034]為了更好實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述數(shù)字輸入類板卡包括顯示屏數(shù)字量輸入板卡、變流器數(shù)字量輸入板卡、蓄電池數(shù)字量輸入板卡、列供數(shù)字量輸入板卡和其它數(shù)字量輸入板卡。
[0035]為了更好實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述數(shù)字輸出類板卡包括顯示屏數(shù)字量輸出板卡、變流器數(shù)字量輸出板卡、蓄電池數(shù)字量輸出板卡、列供數(shù)字量輸出板和其它數(shù)字量輸出板卡。
[0036]為了更好實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述模擬量輸入類板卡包括電壓模擬量輸入板卡、級位模擬量輸入板卡和溫度模擬量輸入板卡。
[0037]本發(fā)明的方案，將整體冗余切換和部分冗余切換相結(jié)合，提高了硬件的冗余度。嚴格的冗余切換判定條件，在硬件方面使主、輔兩個系統(tǒng)始終通過硬線判斷另一系統(tǒng)是否存在；同時在軟件方面保證了實現(xiàn)冗余切換的無間隙性和準確性。另外，無論是主系統(tǒng)還是輔系統(tǒng)進行整車控制，兩端司機室的顯示屏始終會正常顯示機車信息。
【附圖說明】
[0038]圖1為本發(fā)明實施例的機車冗余控制系統(tǒng)原理示意圖。
[0039]圖2為本發(fā)明實施例的機車冗余控制方法主系統(tǒng)流程框圖。
[0040]圖3為本發(fā)明實施例的機車冗余控制方法輔系統(tǒng)流程框圖。
[0041]圖4A、4B為輸入輸出模塊板卡冗余切換子程序流程框圖。
[0042]圖5為整體冗余切換子程序流程框圖。
【具體實施方式】
[0043]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0044]參看圖1，本實施例的機車冗余控制系統(tǒng)，主、輔系統(tǒng)分別包括同樣的電源板卡、主控制板卡、CAN板卡、HDLC板卡和輸入輸出模塊。輸入輸出模塊由互相獨立的數(shù)字量輸入類板卡、數(shù)字量輸出關(guān)板卡、模擬量輸入類板卡和頻率量輸入板卡構(gòu)成，其中數(shù)字量輸入類板卡包括顯示屏數(shù)字量輸入板卡、變流器數(shù)字量輸入板卡、蓄電池數(shù)字量輸入板卡、列供數(shù)字量輸入板卡其它數(shù)字量輸入板卡；數(shù)字輸出類板卡包括顯示屏數(shù)字量輸出板卡、變流器數(shù)字量輸出板卡、蓄電池數(shù)字量輸出板、列供數(shù)字量輸出板、其它數(shù)字量輸出板；模擬量輸入類板卡包括電壓模擬量輸入板卡、級位模擬量輸入板卡和溫度模擬量輸入板卡。每個板卡對應(yīng)HDLC板卡上的一個總線。各獨立板卡都配備有自檢功能。兩端司機室的顯示屏在整體冗余切換之前，由主系統(tǒng)同時控制；而在整體冗余切換之后，則由輔系統(tǒng)同時控制。
[0045]參看附圖2，本實施例機車冗余控制方法的主系統(tǒng)程序流程從框1.0開始。進入框
1.1，檢測自身的電源板卡、CAN板卡和HDLC板卡是否為失效故障狀態(tài):是則進入框1.3 ;否則進入框1.2，調(diào)用輸入輸出模塊板卡冗余切換子程序，檢測主、輔系統(tǒng)輸入輸出模塊的各對應(yīng)板卡，將失效板卡冗余切換至另一系統(tǒng)的對應(yīng)板卡，然后返回框1.1。在框1.3，主系統(tǒng)發(fā)出整體冗余切換指令，調(diào)用整體冗余切換