实现冗余配置的采集驱动集成系统信号采集驱动装置的制作方法
1.本技术涉及轨道交通技术领域，具体而言，涉及一种实现冗余配置的采集驱动集成系统和信号采集驱动装置。
背景技术：
2.输入信号的采集是轨道交通领域中的一项重要环节，通过对外部负载设备反馈回的输入电压进行采集监控，以准确判断外部设备所处的状态。数字量安全输出同样是是轨道交通的基本功能，通过双断控制，实现对外部设备的安全控制。
3.由于铁路信号领域使用的外部负载设备种类繁杂，设备电压范围宽广，目前铁路信号系统中将采集系统与驱动系统单独分开，形成独立的采集系统子架或者驱动系统子架，从而分别实现对外部设备状态采集或者控制功能。现实应用中，由于站台规模的差异，各站外部设备数量不一，因而固定配置能力的采集子架系统或者驱动子架系统在应用中缺乏灵活性，存在着严重的资源浪费。且各站需要采集状态及控制输出的外设设备较多，常规的互联需要使用大量的互联硬线，使得工程成本难以控制，同时存在着因为互联带来的安全风险。
技术实现要素：
4.本技术的主要目的在于提供一种实现冗余配置的采集驱动集成系统和信号采集驱动装置，以解决目前的问题。
5.为了实现上述目的，本技术提供了如下技术：
6.本技术第一方面提供一种实现冗余配置的采集驱动集成系统，包括：
7.用于与上级ecu-mpu系统通信的通信控制板；
8.用于对外部负载设备反馈的输入电压进行采集监控、以准确判断所述外部负载设备所处状态的信号采集单元板；
9.用于双断安全控制、对所述外部负载设备安全控制的信号驱动单元板；
10.用于将信号采集单元板扩展为冗余采集子系统，将信号驱动单元板扩展为冗余驱动子系统，同时将冗余采集子系统与冗余驱动子系统兼容并存设计，并与所述外部负载设备相连的采集驱动背板；
11.所述通信控制板、信号采集单元板和信号驱动单元板，均配置在所述采集驱动背板上；且，所述信号采集单元板和信号驱动单元板分别与所述通信控制板通信连接，所述通信控制板与所述ecu-mpu系统通信连接。
12.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述采集驱动背板上设置有至少两块所述信号采集单元板，相邻两块所述信号采集单元板，被配置为所述冗余采集子系统。
13.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述采集驱动背板上配置有至少为一个所述冗余采集子系统。
14.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述采集驱动背板上设置有至少两块
所述信号驱动单元板，相邻两块所述信号驱动单元板，被配置为所述冗余驱动子系统。
15.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述采集驱动背板上配置有至少为一个所述冗余驱动子系统。
16.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述采集驱动背板上配置有至少为一个所述冗余采集子系统、至少一个所述冗余驱动子系统和至少一个所述通信控制板。
17.本技术第二方面提供一种信号采集驱动装置，包括：
18.第一方面所述的实现冗余配置的采集驱动集成系统。
19.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，还包括：
20.机架，所述实现冗余配置的采集驱动集成系统固定安装在所述机架上；
21.若干槽位，配置在所述机架上，且与所述实现冗余配置的采集驱动集成系统中的采集驱动背板的接插件相对应；
22.所述实现冗余配置的采集驱动集成系统的通信控制板、信号采集单元板和信号驱动单元板，分别通过所述槽位，固定连接在所述采集驱动背板上对应的接插件上。
23.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述若干槽口，包括：
24.两块相邻槽位的信号采集单元板，配置在所述机架上，且通过一所述采集驱动背板上的远程接口与外部负载设备相连接，实现冗余配置的采集集成系统；
25.两块相邻槽位的信号驱动单元板，配置在所述机架上，且通过一所述采集驱动背板上的远程接口与外部负载设备相连接实现冗余配置的驱动集成系统。
26.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，还包括：
27.奇数接口，配置在所述采集驱动背板上，且通过一所述采集驱动背板上的内部接口与所述奇数槽位上的所述信号采集单元板和所述信号驱动单元板相并联；
28.偶数接口，配置在所述采集驱动背板上，且通过一所述采集驱动背板上的内部接口与所述偶数槽位上的所述信号采集单元板和所述信号驱动单元板相并联。
29.与现有技术相比较，本技术能够带来如下技术效果：
30.1、基于申请本实施例的实施原理，本系统包括通信控制板、信号采集单元板、信号驱动单元板和采集驱动背板，所述通信控制板、信号采集单元板和信号驱动单元板，均配置在所述采集驱动背板上；且，所述信号采集单元板和信号驱动单元板分别与所述通信控制板通信连接，所述通信控制板与所述ecu-mpu系统通信连接。通过安全可靠的直插接插件，将信号采集单元板与信号驱动单元板做兼容设计，创新型的使采集子系统与驱动子系统共存，提高了集成系统应用的灵活性。
31.2、本技术通过采用规范化的接插件管脚布局设计，使得相邻的两块信号采集单元板形成采集子系统，完成对外部负载设备反馈回的输入电压的冗余采集。相邻的两块信号驱动单元板形成驱动子系统，实现对外部设备冗余的安全控制。通过采用高集成化的信号采集单元板与信号驱动单元板，提高了集成系统的带载能力，以致于仅仅使用同一个子架内就可以完成采集子系统的冗余配置及驱动子系统的冗余配置，便于采集或者驱动控制更多的外部设备。
32.3、本发明所设计的实现冗余配置的采集驱动集成系统，使用了创新型设计的采集驱动背板iobp，将完成冗余配置所需要的所有互联线以pcb内部走线的方式完成，减少外部配线，提高了安全性可靠性，降低成本。
附图说明
33.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，使得本技术的其它特征、目的和优点变得更明显。本技术的示意性实施例附图及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
34.图1是本发明实现冗余配置的采集驱动集成系统的应用布局示意图。
具体实施方式
35.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
36.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
37.在本技术中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
38.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
39.另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。
40.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
41.实施例1
42.本技术通过安全可靠的直插接插件，将信号采集单元板与信号驱动单元板做兼容设计，创新型的使采集子系统与驱动子系统共存，提高了集成系统应用的灵活性。
43.通过采用高集成化的信号采集单元板与信号驱动单元板，提高了集成系统的带载能力，以致于仅仅使用同一个子架内就可以完成采集子系统的冗余配置及驱动子系统的冗余配置，便于采集或者驱动控制更多的外部设备。
44.如图1所示，本技术为了适应铁路信号领域使用的种类繁杂的外部负载设备及宽广的外部电压输入，提高采集子系统与驱动子系统应用的灵活性，创新型的设计出实现冗余配置的采集驱动集成系统。该集成子系统可将常规的采集子架系统与驱动子架系统做兼容设计，将两个子架系统并存在同一个子系统内，在安全性、灵活性、可用性、降低成本等诸多方面对铁路信号设计进行优化。
45.本技术第一方面提供一种实现冗余配置的采集驱动集成系统，包括：
46.用于与上级ecu-mpu系统通信的通信控制板；通信控制板，用于与上级ecu-mpu系统通信，将ecu-mpu的网络通信方式转换为can总线通信。
47.用于对外部负载设备反馈的输入电压进行采集监控、以准确判断所述外部负载设备所处状态的信号采集单元板；信号采集单元板，用于实现对外部负载设备反馈回的输入电压进行采集监控，以准确判断外部设备所处状态的信号。
48.用于双断安全控制、对所述外部负载设备安全控制的信号驱动单元板；
49.用于将信号采集单元板扩展为冗余采集子系统，将信号驱动单元板扩展为冗余驱动子系统，同时将冗余采集子系统与冗余驱动子系统兼容并存设计，并与所述外部负载设备相连的采集驱动背板；
50.所述通信控制板、信号采集单元板和信号驱动单元板，均配置在所述采集驱动背板上；且，所述信号采集单元板和信号驱动单元板分别与所述通信控制板通信连接，所述通信控制板与所述ecu-mpu系统通信连接。
51.具体的，信号采集单元板与信号驱动单元板均采用安全的二取二架构，安全可靠的与同样采用二取二架构的通信控制板进行信息交互。
52.通信控制板通过网络接收来自控制系统ecu-mpu的io命令数据包，将数据包拆分后通过can总线发送给信号采集单元板和信号驱动单元板。
53.信号采集单元板与通信控制板通信，接收来自的can指令，用于对外部负载设备的状态进行采集，并将安全采集到的设备状态通过can总线发送给通信控制板进行上传。单板具有丰富强大且宽电压范围的采集接口，每块单板最大可以以二取二的方式独立采集24路输入电压范围为0～60vdc的外部设备状态。
54.信号驱动单元板与通信，接收来自的can指令，用于对外部负载设备实现安全驱动控制，同时回采控制状态，并将结果通过can总线发送给通信控制板进行上传。单板同样具有丰富强大且宽电压范围的控制接口，每块单板最大可以以二取二的方式独立控制10路输出电压范围为0～60vdc的外部设备。
55.上述冗余配置结构，具体是通过安装在本实施例图1中所配置的槽位11～12两个槽位内的两块通信控制板实现通信功能的冗余。
56.下面将具体描述冗余采集系统的构成。
57.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述采集驱动背板上设置有至少两块所述信号采集单元板，相邻两块所述信号采集单元板，被配置为所述冗余采集子系统。
58.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述采集驱动背板上配置有至少为一个所述冗余采集子系统。
59.采集驱动背板总共可以嵌入12块单板，以临近的两块单板为一组，形成完全相同的6组。
60.如果临近的两块均为信号采集单元板，则该组被配置为冗余采集子系统。
61.因此，所述采集驱动背板上配置有至少为一个所述冗余采集子系统，本实施例优选配置6组。
62.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述采集驱动背板上设置有至少两块所述信号驱动单元板，相邻两块所述信号驱动单元板，被配置为所述冗余驱动子系统。
63.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述采集驱动背板上配置有至少为一个所述冗余驱动子系统。
64.采集驱动背板总共可以嵌入12块单板，以临近的两块单板为一组，形成完全相同的6组。
65.如果临近的两块均为信号驱动单元板，则该组被配置为冗余的驱动子系统。
66.因此，所述采集驱动背板上配置有至少为一个所述冗余驱动子系统，本实施例优选配置6组。
67.形成采集子系统的冗余配置或者驱动子系统的冗余配置。
68.如图1所示，每块采集驱动背板可以以冗余方式，最大配置6个采集子系统或者6个驱动子系统或者6个采集子系统与驱动子系统的汇合系统。使得采集子系统与驱动子系统兼容并存的在一个系统内实现，并直接与铁路信号领域使用的外部负载设备相连。
69.信号采集单元板与信号驱动单元板均集成化程度比较高，提高了集成系统的带载能力。具有丰富强大且宽电压范围的采集驱动接口，每块板可以独立采集24路输入电压范围为0～60vdc的外部设备状态，每块板可以以双断控制方式独立控制10路输出电压范围为0～60vdc的外部设备。
70.采集驱动集成系统将相邻的两块信号采集单元板形成采集子系统，完成对外部负载设备反馈回的输入电压的冗余采集。采集驱动集成系统将相邻的两块信号驱动单元板形成驱动子系统，实现对外部设备冗余的安全控制。同时将信号采集单元板与信号驱动单元板做兼容设计，创新型的使采集子系统与驱动子系统共存，提高了集成系统应用的灵活性。以致于仅仅使用同一个子架内就可以完成采集子系统的冗余配置及驱动子系统的冗余配置，便于采集或者驱动控制更多的站台设备。
71.本技术，具体冗余采集子系统和冗余驱动子系统的数量，可以根据所需要的接口数量确定，本实施例可以不作限制。
72.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述采集驱动背板上配置有至少为一个所述冗余采集子系统、至少一个所述冗余驱动子系统和至少一个所述通信控制板。
73.根据上述冗余的配置方式，本实施例，还可以配置6个采集子系统与驱动子系统的汇合系统。使得采集子系统与驱动子系统兼容并存的在一个系统内实现。如图1所示，在采集驱动背板上同时配置冗余采集子系统、冗余驱动子系统和所述通信控制板。只不过通信控制板的安装槽位的数量，需要按照节省接口和槽位的原则进行配置安装。
74.本发明通过采用规范化的接插件管脚布局设计，使得相邻的两块信号采集单元板形成采集子系统，完成对外部负载设备反馈回的输入电压的冗余采集。相邻的两块信号驱动单元板形成驱动子系统，实现对外部设备冗余的安全控制。
75.本发明所设计的实现冗余配置的采集驱动集成系统，使用了创新型设计的采集驱动背板，将完成冗余配置所需要的所有互联线以pcb内部走线的方式完成，减少外部配线，提高了安全性可靠性，降低成本。
76.实施例2
77.基于实施例1的实施原理，本实施例提供一装机设备。
78.本技术第二方面提供一种信号采集驱动装置，包括：
79.第一方面所述的实现冗余配置的采集驱动集成系统。
80.采用一种6u尺寸的机架，用来固定安装上述实施例1的实现冗余配置的采集驱动集成系统。本实施例，作为用来固定安装实现冗余配置的采集驱动集成系统的机架，其具体尺寸、结构以及槽口设计位置等，本实施例不作限制，只要按照上述实施例1所述的系统配置设计即可。
81.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，还包括：
82.机架，所述实现冗余配置的采集驱动集成系统固定安装在所述机架上；
83.若干槽位，配置在所述机架上，且与所述实现冗余配置的采集驱动集成系统中的采集驱动背板的接插件相对应；
84.所述实现冗余配置的采集驱动集成系统的通信控制板、信号采集单元板和信号驱动单元板，分别通过所述槽位，固定连接在所述采集驱动背板上对应的接插件上。
85.6u尺寸机架采用标准尺寸，机架的后部用于固定采集驱动背板。
86.如图1所示，机架上配合安装有作为插接口的槽位，本实施例，在机架的一侧面提供12个槽位(由奇数和偶数的槽位构成)，用于固定通信控制板、信号采集单元板和信号驱动单元板，使其垂直嵌入采集驱动背板上的接插件，实现连接。
87.其中，信号采集单元板可放置于槽位01～12任一槽位内，信号驱动单元板可放置于槽位01～12任一槽位内，通信控制板放置于槽位11～12两个槽位内。
88.采集驱动背板固定安装在机架上(或者内部)，其插接件需要和机架上的槽位相对应，便于根据槽位进行插接。系统使用创新型设计的采集驱动背板，将完成冗余配置所需要的所有互联线以pcb内部走线的方式完成，减少外部配线，提高了系统的整体安全性，降低成本，经济价值较高，大大增强了采集驱动集成系统的可靠性和可用性。
89.通过这种插接的方式，可以提高集成系统的带载能力。具有丰富强大且宽电压范围的采集驱动接口，每块板可以独立采集24路输入电压范围为0～60vdc的外部设备状态，每块板可以以双断控制方式独立控制10路输出电压范围为0～60vdc的外部设备。
90.通过槽位，可以将通信控制板、信号采集单元板和信号驱动单元板，插接在采集驱动背板上对应的接插件上。
91.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述若干槽口，包括：
92.两块相邻槽位的信号采集单元板，配置在所述机架上，且通过一所述采集驱动背板上的远程接口与外部负载设备相连接，实现冗余配置的采集集成系统；
93.两块相邻槽位的信号驱动单元板，配置在所述机架上，且通过一所述采集驱动背板上的远程接口与外部负载设备相连接，实现冗余配置的驱动集成系统。
94.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，还包括：
95.奇数接口，配置在所述采集驱动背板上，且通过一所述采集驱动背板上的内部接口与所述奇数槽位上的所述信号采集单元板和所述信号驱动单元板相并联；
96.偶数接口，配置在所述采集驱动背板上，且通过一所述采集驱动背板上的内部接口与所述偶数槽位上的所述信号采集单元板和所述信号驱动单元板相并联。
97.如图1所示，为了保证系统奇数槽位上单板与偶数槽位上单板的独立性，本实施例，将若干槽位分为奇数槽位(1、3、5、7、9、11)和偶数槽位(2、4、6、8、10、12)，通过奇数接口与偶数接口的分离，保证了系统奇数槽位上单板与偶数槽位上单板的独立性。同时奇数接口与偶数接口可与另一采集驱动集成系统互联，实现系统进一步扩展。
98.本技术的采集驱动背板内部接口01与奇数槽位单板的对外输出端子互联，内部接口02与偶数槽位单板的对外输出端子互联，两者最终通过远程接口与外部负载设备互联。
99.采集驱动背板的奇数接口通过内部接口03为奇数槽位上单板提供独立的供电、can通信、槽位地址识别等功能；同样的偶数接口通过内部接口03为偶数槽位上单板提供独立的供电、can通信、槽位地址识别等功能。通过奇数接口与偶数接口的分离，保证了系统奇数槽位上单板与偶数槽位上单板的独立性。同时奇数接口与偶数接口可与另一采集驱动集成系统互联，实现系统进一步扩展。
100.选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
