利用一条数字输入通道来监控机车若干电路元件的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机车监控技术领域，具体涉及一种利用一条数字输入通道来监控机车若干电路元件的方法。
【背景技术】
[0002]机车在自测试和运行时，机车主控微机需要实时监测机车上各个开关和继电器/接触器的状态，以便让司乘人员可从微机显示屏上随时查看机车上开关或继电器/接触器当前的工作状态。采取的方式一般为通过一些输入输出模块与主控微机配套，每个模块都有多个输入通道和输出通道。这些模块是机车控制系统与机车微机系统之间的接口，可以监测通过继电器/接触器辅助触点或开关的高低电压。主控微机利用这些信号监测开关的状态(开或关)或继电器/接触器的状态(触点闭合或断开)。在传统机车上，输入/输出通道始终只具有一种功能:输出通道收到主控微机发出信号后驱动与之对应的继电器和接触器线圈，实现对该继电器和接触器的控制;而输入通道和与之对应的接触器/继电器辅助触点串联，当接触器/继电器闭合时其辅助触点也同时闭合，这样输入通道就有电流通过，输入通道把该信号传给主控微机，实现对接触器/继电器闭合状态的监测，如图1所示。
[0003]采用这种传统的点对点信号监测方式，由于采用唯一的输出通道对应一个相对应的输入通道，这样就需要使用更多的数据监测信道，导致硬件配置要求更高、系统设计复杂、机车布线工作量加大、可靠性也随之变差。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种利用一条数字输入通道来监控机车若干电路元件的方法，尽量地减少数字输入/输出模块的数量，并且尽可能地减少连入机车主控微机的电线的数量。
[0005]本发明所采用的技术方案是利用一条数字输入通道来监控机车若干电路元件的方法机车主控微机通过输入通道接收信号，将η个输入信号集合成1组共用一条数字输入通道，主控微机激活与η个机车电路元件Bi相对应的输出通道，1 < i <n，并通过输入通道监测来自机车电路元件Bi的闭合或断开状态，输出通道激活的时间由主控微机进行控制，其时钟周期为10(n+2)毫秒，包括η+2个时间段，每一段监测10毫秒，前η个时间段用于读取每个通道的系统反馈，第η+1个时间段和第η+2个时间段用于多重电路系统的诊断，若两个诊断程序中有一个失效，将记录为故障，并且忽略从这些通道输入的信号。
[0006]所述的输出通道η+1不经过任何电路元件直接与输入通道相连，在第η+1个时间段时输出通道η+1被激活，此时主控微机一定能读取到输入信号，用于验证电路的完整性。
[0007]所述的主控微机读取第η+2个时间段的输入信号时，所有输出通道均为非激活状态，此时主控微机应读取不到任何输入信号，用于验证当输出通道不该被激活时是处于非激活状态。
[0008]所述的输入通道为多个时，输出通道可以多路复用。
[0009]所述的机车电路元件为接触器或开关或继电器。
[0010]本发明的有益效果是:本发明提出的利用一条数字输入通道来监控机车若干电路元件的方法，大大减少了机车微机所需要的输入通道数，简化了系统设计复杂性、降低了机车布线工作量、增加了机车的可靠性。
【附图说明】
[0011 ]图1为传统机车上输入通道功能示意图。
[0012]图2为传统机车上输出通道功能示意图。
[0013]图3为本发明多路传输输入简图。
[0014]图4为本发明多路传输软件时钟简图。
[0015]图5为本发明利用一条数字输入通道来监控机车若干电路元件的实施例简图。
【具体实施方式】
[0016]现结合附图1至附图5对本发明做进一步的说明，如图3所示为本发明的基本原理。假设η = 5，图中Β1、Β2、Β3、Β4、Β5为继电器/接触器的辅助触点，要监测Β1的闭合状态时，主控微机需要激活输出通道1，此时负电依次经过“输出通道1”和“Β1”到达“输入通道”，当Β1断开时，此时输入通道没有电流经过，当Β1闭合时，此时输入通道就会有电流经过，输入通道把该信号传给主控微机，这样就实现了主控微机对Β1闭合状态的监测。要监测Β2的闭合状态时，主控微机需要激活输出通道2，依此类推，输出通道6没有接入继电器/接触器，用于检验多重输入电路。并非所有连到机车主控微机上的输入信号都需要连续不停地监测，只要周期性地监测即可。把每5个输入信号集合成一组，共用一条数字输入通道，主控微机首先监测任意一个输入信号，10毫秒后监测下一个输入信号，直至全部5个输入信号都监测完。
[0017]输出通道激活的时间由主控微机按一个时钟周期进行控制，如图4所示，机车微机完成一个多重输入输出周期需时70毫秒。也就是一个时钟周期为70毫秒，每个多重输入输出周期由7个时间段组成，每一段监测10毫秒时间，前5个时间段是读取系统反馈，它们主要是包含接触器连锁反馈和开关反馈。在每个周期里的10毫秒时间段内，一个不同的输出通道会被激活。因此可以监测不同组输入通道。当那一个通道被读过了以后，在接下来的10毫秒内读取下一个通道。第6和第7时间段是用于多重电路系统的诊断检查。在每个周期内的第6个时间段上，输出通道6会被激活，以便验证它们的电路是完整的。在每个周期的第7个时间段上，全部的输出通道都会被关闭，以确保当它们不该被激活时是处于非激活状态。
[0018]如图5所示，为一条数字输入通道来监控机车若干电路元件的实施例，机车主控微机通过激活不同的输出通道，来控制相应的设备向系统提供反馈。例如要得到来自Β1的输入信号时，机车主控微机必须激活输出通道1。要得到来自Β2的输入信号时，机车微机必须激活输出通道2，依此类推。输出通道可以多路复用，如果输入通道为6组时，前5组用于读取系统的反馈，也就是电路元件(接触器/继电器)的开关状态，第6组用于诊断多重电路，机车主控微机用10毫秒的时间检查来自每台设备的输入信号，下一个10毫秒检查来自每组中任意一个通道。在机车主控微机内存中编程的软件运行一台模拟时钟来为每个样本计时。
[0019]如图4所示，假设η= 5的情况，70毫秒时钟的第6部分和第7部分起诊断作用。在第6部分，机车主控微机激活输出通道6。此时，输入通道应看到有电流流动，指示进入机车微机的所有输入信号为“高”。在第7个循环中，所有输出通道被断开。此时，机车微机应读取所有多路传输输入信号都为“低”。如果这两个诊断程序中有一个失效，计算机将记录为故障，并且忽略从这些通道看到的所有输入信号。
[0020]同理，当n = 8时，那么主控微机激活与8个机车电路元件ΒΚΒ1、Β2、Β3...Β8)相对应的输出通道，1 < i <8，并通过输入通道监测来自机车电路元件Μ(Β1、Β2、Β3...Β8)的闭合或断开状态，输出通道激活的时间由主控微机进行控制，其时钟周期为100毫秒，包括10个时间段，每一段监测10毫秒，前8个时间段用于读取每个通道的系统反馈，第9个时间段和第10个时间段用于多重电路系统的诊断，若两个诊断程序中有一个失效，将记录为故障，并且忽略从这些通道输入的信号。输出通道9不经过任何电路元件直接与输入通道相连，在第9个时间段时输出通道9被激活，此时主控微机一定能读取到输入信号，用于验证电路的完整性。主控微机读取第10个时间段的输入信号时，所有输出通道均为非激活状态，此时主控微机应读取不到任何输入信号，用于验证当输出通道不该被激活时是处于非激活状态。
[0021 ]同理，输入可以为若干个输入集合成一个数字输入通道，即主控微机激活与η个机车电路元件Bi相对应的输出通道，1 < i <n，并通过输入通道监测来自机车电路元件Bi的闭合或断开状态，输出通道激活的时间由主控微机进行控制，其时钟周期为10(n+2)毫秒，包括η+2个时间段，每一段监测10毫秒，前η个时间段用于读取每个通道的系统反馈，第η+1个时间段和第η+2个时间段用于多重电路系统的诊断，若两个诊断程序中有一个失效，将记录为故障，并且忽略从这些通道输入的信号。
[0022]输出通道η+1不经过任何电路元件直接与输入通道相连，在第η+1个时间段时输出通道η+1被激活，此时主控微机一定能读取到输入信号，用于验证电路的完整性。
[0023]主控微机读取第η+2个时间段的输入信号时，所有输出通道均为非激活状态，此时主控微机应读取不到任何输入信号，用于验证当输出通道不该被激活时是处于非激活状
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【主权项】
1.利用一条数字输入通道来监控机车若干电路元件的方法，其特征在于:机车主控微机通过输入通道接收信号，将η个输入信号集合成1组共用一条数字输入通道，主控微机激活与η个机车电路元件Bi相对应的输出通道，1 < i <n，并通过输入通道监测来自机车电路元件Bi的闭合或断开状态，输出通道激活的时间由主控微机进行控制，其时钟周期为10(n+2)毫秒，包括n+2个时间段，每一段监测10毫秒，前η个时间段用于读取每个通道的系统反馈，第η+1个时间段和第η+2个时间段用于多重电路系统的诊断，若两个诊断程序中有一个失效，将记录为故障，并且忽略从这些通道输入的信号。2.根据权利要求1所述的利用一条数字输入通道来监控机车若干电路元件的方法，其特征在于:所述的输出通道η+1不经过任何电路元件直接与输入通道相连，在第η+1个时间段时输出通道η+1被激活，此时主控微机一定能读取到输入信号，用于验证电路的完整性。3.根据权利要求1所述的利用一条数字输入通道来监控机车若干电路元件的方法，其特征在于:所述的主控微机读取第η+2个时间段的输入信号时，所有输出通道均为非激活状态，此时主控微机应读取不到任何输入信号，用于验证当输出通道不该被激活时是处于非激活状态。4.根据权利要求1所述的利用一条数字输入通道来监控机车若干电路元件的方法，其特征在于:所述的输入通道为多个时，输出通道可以多路复用。5.根据权利要求1所述的利用一条数字输入通道来监控机车若干电路元件的方法，其特征在于:所述的机车电路元件为接触器或开关或继电器。
【专利摘要】本发明公开了一种利用一条数字输入通道来监控机车若干电路元件的方法，机车主控微机通过输入通道接收信号，将n个输入信号集合成1组共用一条数字输入通道，主控微机激活与n个机车电路元件Bi相对应的输出通道，1≤i≤n，并通过输入通道监测来自机车电路元件Bi的闭合或断开状态，输出通道激活的时间由主控微机进行控制，其时钟周期为10(n+2)毫秒，包括n+2个时间段，每一段监测10毫秒，前n个时间段用于读取每个通道的系统反馈，第n+_1个时间段和第n+2个时间段用于多重电路系统的诊断，本发明大大减少了机车微机所需要的输入通道数，简化了系统设计复杂性、降低了机车布线工作量、增加了机车的可靠性。
【IPC分类】G05B23/02
【公开号】CN105446321
【申请号】CN201510961005
【发明人】温吉斌, 陈旭, 曲铁涛, 刘鹏, 雷鸣
【申请人】中车大连机车车辆有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月18日