一种基于继电逻辑的信号切换电路、方法和系统与流程

1.本发明属于电子电路领域，特别涉及一种基于继电逻辑的信号切换电路、方法和系统。


背景技术：

2.铁路通信领域中，控制列车的信号发码设备通常设置成互为热备冗余的主系和备系，以使得当主备系之间进行切换(例如主系出现故障)时，能够及时切换至备系设备控制列车的运行，避免出现安全问题。
3.为实现上述的主备系之间的无缝切换，需要保证主备系的正常控制信号输出，当主系工作时，仅输出主系控制信号，当备系升主系时，切换变成仅输出备系控制信号；并且当主备系同时出现不工作时，还需要输出一路安全码信号以进行预警。
4.故而需要设计一种信号切换输出电路，以实现主系控制信号、备系控制信号和安全码信号三种信号互相隔离输出，即能够实现主备系切换时，主、备系控制信号切换输出；在主备系均不能正常工作时，确保安全码信号的独立输出。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本发明提供了一种基于继电逻辑的信号切换电路、方法和系统。
6.本发明公开了一种基于继电逻辑的信号切换电路，包括第一继电器和第二继电器，
7.所述第一继电器与第一控制信号发送设备连接、所述第二继电器连接；用于在通电后断开与所述第二继电器的连接，并接收所述第一控制信号发生设备发送的第一控制信号；
8.所述第二继电器连接第二控制信号发送设备以及安全码信号发送设备；用于在通电后断开与所述安全码信号发送设备的连接，并接收所述第二控制信号发送设备发送的第二控制信号；
9.所述第二继电器还用于在断电后接收所述安全码信号发送设备发送的安全码信号。
10.进一步地，所述第一继电器包括第一常闭节点、第二常闭节点、第一常开节点和第二常开节点；
11.所述第一常闭节点和所述第一常开节点连接；
12.所述第二常闭节点和所述第二常开节点连接；
13.所述第一常开节点用于连接所述第一控制信号发送设备；
14.所述第二常开节点用于连接所述第一控制信号发送设备。
15.进一步地，所述第一继电器还包括第五常开节点，用于在所述第一继电器通电时，输出所述第一控制信号。
16.进一步地，所述第一继电器还包括第六常开节点，所述第六常开节点为所述第一
继电器的检测端，通过接收检测信号以检测所述第一继电器是否发生通电。
17.进一步地，所述第二继电器包括第三常闭节点、第四常闭节点、第三常开节点和第四常开节点；
18.所述第三常闭节点和所述第一常闭节点连接；
19.所述第四常闭节点和所述第二常闭节点连接；
20.所述第三常开节点用于连接所述第二控制信号发送设备；
21.所述第四常开节点用于连接所述第二控制信号发送设备。
22.进一步地，
23.所述第三常闭节点用于连接所述安全码信号发送设备；
24.所述第四常闭节点用于连接所述安全码信号发送设备。
25.进一步地，所述第二继电器还包括第七常开节点，用于输出所述第二控制信号。
26.进一步地，所述第二继电器还包括第八常开节点，所述第八常开节点为所述第二继电器的检测端，通过接收检测信号以检测所述第二继电器是否发生通电。
27.进一步地，所述第一控制信号发送设备为主发码板；所述第二控制信号发送设备为备发码板；所述备发码板与所述主发码板相互隔离。
28.本发明还公开了一种基于继电逻辑的信号切换电路的信号切换方法，包括步骤：
29.所述第一继电器通电时接收所述第一控制信号并输出；
30.所述第一继电器断电且所述第二继电器通电时，所述第二继电器接收所述第二控制信号并输出；
31.所述第一继电器和所述第二继电器均断电时，所述第二继电器接收所述安全码信号并输出。
32.本发明还公开了一种基于继电逻辑的信号切换系统，包括第一控制信号发送设备、第二控制信号发送设备、安全码信号发送设备、第一继电器和第二继电器；
33.所述第一控制信号发送设备和所述第一继电器连接，并向所述第一继电器发送第一控制信号；
34.所述第二控制信号发送设备与所述第二继电器连接并向所述第二继电器发送第二控制信号；
35.所述安全码信号发送设备与所述第二继电器连接并向所述第二继电器发送安全码信号；
36.其中，所述第二继电器在通电后接收所述第二控制信号并输出；所述第二继电器在断电后接收所述安全码信号；
37.所述第一继电器在通电后断开与所述第二继电器的连接，并接收所述第一控制信号。
38.本发明的一种基于继电逻辑的信号切换电路、方法和系统，其中信号切换电路包括第一继电器和第二继电器，第一继电器与第一控制信号发送设备连接、第二继电器连接；用于在通电后断开与第二继电器的连接，并接收第一控制信号发生设备发送的第一控制信号；第二继电器连接第二控制信号发送设备以及安全码信号发送设备；用于在通电后断开与安全码信号发送设备的连接，并接收第二控制信号发送设备发送的第二控制信号；第二继电器还用于在断电后接收安全码信号发送设备发送的安全码信号。通过本发明的信号切
换电路能够实现第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号分别独立输出。
39.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
41.图1示出了根据本发明实施例的基于继电逻辑的信号切换电路原理图；
42.图2示出了根据本发明实施例的基于继电逻辑的信号切换电路。
具体实施方式
43.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
44.如图1所示，为根据本发明实施例的一种基于继电逻辑的信号切换电路，包括第一继电器和第二继电器；
45.图1为根据本发明实施例的基于继电逻辑的信号切换电路原理图，参见图1，第一继电器包括第一常闭节点1(包括上引脚11和下引脚12)、第二常闭节点2(包括上引脚21和下引脚22)、第一常开节点5(包括上引脚54和下引脚53)和第二常开节点6(包括上引脚64和下引脚63)；第一常开节点5的下引脚53和第二常开节点6的下引脚63分别作为第一控制信号输入的正极端和负极端；
46.第一常开节点5的上引脚54和第二常开节点6的上引脚64分别作为信号输出端的正极和负极；
47.第一常开节点5的上引脚54和第一常闭节点1的下引脚12连通，第二常开节点6的上引脚64和第二常闭节点2的下引脚22连通；
48.第二继电器包括第三常闭节点7(包括上引脚71和下引脚72)、第四常闭节点8(包括上引脚81和下引脚82)、第三常开节点11(包括上引脚114和下引脚113)和第四常开节点12(包括上引脚124和下引脚123)；第三常开节点11的下引脚113和第四常开节点12的下引脚123分别作为第二控制信号输入的正极端和负极端；
49.第三常闭节点7的下引脚72和第四常闭节点8的下引脚82分别作为安全码信号输入的正极端和负极端；
50.第三常开节点11的上引脚114和第三常闭节点7的上引脚71连通；第四常开节点12的上引脚124和第四常闭节点8的上引脚81连通；
51.第一常闭节点1的上引脚11和第三常闭节点7的上引脚71连通，第二常闭节点2的上引脚21和第四常闭节点8的上引脚81连通。
52.应用本发明基于继电逻辑的信号切换电路进行信号切换输出时：
53.1)当第一继电器和第二继电器均正常工作时，第一继电器和第二继电器均通电，此时能够保证仅输出第一控制信号，而不会输出第二控制信号或安全码信号。具体来说：
54.第一继电器正常工作时，通电后第一常开节点5闭合，第二常开节点6闭合，第一常闭节点1断开，第二常闭节点2断开；
55.第二继电器正常工作时，通电后第三常开节点11闭合，第四常开节点12闭合，第三常闭节点7断开，第四常闭节点8断开；
56.此时，第一继电器可以正常接收到第一控制信号，第一控制信号可以从第一常开节点5的上引脚54和第二常开节点6的上引脚64正常输出；由于第一常闭节点1和第二常闭节点2均处于断开状态，所以从第三常闭节点7和第四常闭节点8输入的安全码信号不能正常输出，且从第三常开节点11的下引脚113和第四常开节点12的下引脚123输入的第二控制信号也不能正常输出。
57.2)当第一继电器正常工作，而第二继电器不工作时，第一继电器通电，第二继电器断电，此时能够保证仅输出第一控制信号。具体来说：
58.第一继电器正常工作时，第一控制信号可以正常输出；
59.第二继电器不工作时，第三常开节点11断开，第四常开节点12断开，第三常闭节点7闭合，第四常闭节点8闭合；
60.同样地，第二控制信号和安全码信号不能正常输出。
61.3)当第一继电器不工作，而第二继电器正常工作时，第一继电器断电，第二继电器通电，能够保证仅输出第二控制信号。具体来说：
62.第一继电器不工作时，第一常开节点5断开，第二常开节点6断开，第一常闭节点1闭合，第二常闭节点2闭合；此时第一控制信号不能正常输出；
63.第二继电器正常工作时，第二控制信号从第三常开节点11的下引脚113和第四常开节点12的下引脚123输入，并通过第一常闭节点1、第二常闭节点2到达第一常开节点5的上引脚54和第二常开节点6的上引脚64，从而实现第二控制信号的正常输出；但是因为第三常闭节点7和第四常闭节点8均为断开状态，此时安全码信号也不能正常输出。
64.4)当第一继电器和第二继电器均不工作时，第一继电器断电，第二继电器断电，此时能够保证仅输出安全码信号。具体来说：
65.第一继电器不工作时，第一常开节点5断开，第二常开节点6断开，第一常闭节点1闭合，第二常闭节点2闭合；此时第一控制信号不能正常输出；
66.第二继电器不工作时，第三常开节点11断开，第四常开节点12断开，第三常闭节点7闭合，第四常闭节点8闭合；
67.此时第一控制信号和第二控制信号均不能被本发明的信号切换电路接收，但是安全码信号可以从第三常闭节点7的下引脚72和第四常闭节点8的下引脚82输入，经过第三常闭节点7、第四常闭节点8，再通过第一常闭节点1、第二常闭节点2到达第一常开节点5的上引脚54和第二常开节点6的上引脚64，从而实现安全码信号的正常输出。
68.如图1所示，第一常开节点5的上引脚54和第二常开节点6的上引脚64处示意的ask_out1_1、ask_out1_2即表示信号的输出，包括第一控制信号、第二控制信号或安全码信号。
69.通过本发明的基于继电逻辑的信号切换电路，能够实现：1、第一控制信号和第二控制信号的切换；2、第一控制信号、第二控制信号和安全码信号的独立输出，实现三个信号通道隔离；3、当第一控制信号和第二控制信号均不能被接收时(信号切换电路不能输出第一控制信号或第二控制信号)，实现安全码信号正常输出。
70.如图2所示，本技术的具体实施例中，第一控制信号发送设备与第一继电器的第一常开节点5、第二常开节点6连接，具体地，第一控制信号发送设备与第一常开节点5的下引脚53和第二常开节点6的下引脚63连接，用于向第一继电器发送第一控制信号；
71.第二控制信号发送设备与第二继电器的第三常开节点11、第四常开节点12连接，具体地，第二控制信号发送设备与第三常开节点11的下引脚113和第四常开节点12的下引脚123连接，用于向第二继电器发送第二控制信号；
72.安全码信号发送设备具体连接第三常闭节点7的下引脚72和第四常闭节点的下引脚82连接，本实施例中，安全码信号为80hz的信号(图2中示意为80hz 和80hz-)。
73.根据本发明的一个具体实施方式，第一继电器还包括第五常开节点3(包括上引脚31和下引脚32)和第六常开节点4(包括上引脚44和下引脚43)；第五常开节点3用于作为第一继电器的外部通道控制节点，第二继电器还包括第七常开节点9(包括上引脚91和下引脚92)和第八常开节点10(包括上引脚104和下引脚103)，第七常开节点9用于作为第二继电器的外部通道控制节点，第五常开节点3与第七常开节点9连通。用于实现将接收到的信号输出：当第一继电器通电正常工作时，第五常开节点3输出第一控制信号，当只有第二继电器通电正常工作时，从第七常开节点9输出第二控制信号。如图1或图2所示，本实施例中，第五常开节点3的上引脚31和下引脚32分别用于连接控制外部单元的opcr1_1端、opcr1_2端，第七常开节点9的上引脚91和下引脚92分别用于连接控制外部单元的opcr2_1端、opcr2_2端，用于实现将第一控制信号、第二控制信号或安全码信号输出至控制外部单元。
74.第六常开节点4用于作为第一继电器的工作判断io信号输出节点。具体地，如图1中所示，从上引脚44输入一个24v的检测信号(图2中示意为 24v_in)，然后根据下引脚43处检测到的反馈结果来判断第一继电器是否正常工作：当下引脚43处不能检测到反馈信号(图2中示意为z_aqym_fb_1)，说明第六常开节点4处于断开状态，第一继电器处于不工作状态。
75.第八常开节点10用于作为第二继电器的工作判断io信号输出节点，具体地，如图1中所示，从上引脚104输入一个24v的检测信号(图2中示意为 24v_in)，然后根据下引脚103处检测到的反馈结果来判断第二继电器是否正常工作：当下引脚103处不能检测到反馈信号(图2中示意为b_aqym_fb_1)，说明第八常开节点10处于断开状态，第二继电器处于不工作状态。
76.图2为本发明的基于继电逻辑的信号切换电路的另一种具体实施例，其中，第一继电器还包括一个电压检测电路，电压检测电路包括电阻r1和电阻r2，电阻r1连接第一继电器控制线圈的a1端子，电阻r2连接第一继电器控制线圈的a2端子；通过这个电压检测电路来检测第一继电器的工作环境状态是否满足实际应用场景的要求，如图2中所示，检测信号在图2中表示为z_qhj1_1、z_qhj1_2。
77.第二继电器中同样包括一个电压检测电路，包括电阻r9和r10：电阻r9连接第二继电器控制线圈的a3端子，电阻r10连接第二继电器控制线圈的a4端子；通过这个电压检测电
路来检测第二继电器的工作环境状态是否实际应用场景的要求，如图2中所示，检测信号在图2中表示为b_qhj1_1、b_qhj1_2。
78.本发明还提供了一种基于继电逻辑的信号切换系统，包括第一控制信号发送设备、第二控制信号发送设备、安全码信号发送设备、第一继电器和第二继电器；
79.其中，第一继电器和第二继电器连接构成本发明前面所述的信号切换电路；
80.第一控制信号发送设备和第一继电器连接，并向第一继电器发送第一控制信号；
81.第二控制信号发送设备与第二继电器连接并向第二继电器发送第二控制信号；
82.安全码信号发送设备与第二继电器连接并向第二继电器发送安全码信号；
83.其中，第二继电器在通电后接收第二控制信号并输出；第二继电器在断电后接收安全码信号；
84.第一继电器在通电后断开与第二继电器的连接，并接收第一控制信号。
85.本发明还提供了一种基于继电逻辑的信号切换方法，基于本发明的信号切换电路，包括下面步骤：
86.第一继电器通电时接收第一控制信号并输出；
87.第一继电器断电且第二继电器通电时，第二继电器接收第二控制信号并输出；
88.第一继电器和第二继电器均断电时，第二继电器接收安全码信号并输出。
89.本发明的基于继电逻辑的信号切换电路、方法和系统的一个实际应用场景中，第一控制信号发送设备为主发码板，第二控制信号发送设备为备发码板；主发码板连接第一继电器控制线圈的a1端子和第一继电器控制线圈的a2端子用于控制第一继电器动作；主发码板同时连接第一常开节点5的下引脚53和第二常开节点6的下引脚63，用于发送第一控制信号到第一继电器。备发码板连接第二继电器控制线圈的a3端子和第二继电器控制线圈的a4端子用于控制第二继电器动作；备发码板同时连接第三常开节点11的下引脚113和第四常开节点12的下引脚123连接，用于发送第二控制信号到第二继电器。
90.参见图2，当主发码板和备发码板均正常工作时，可以进行主备系间的控制信号切换；当主发码板或备发码板正常工作时，通过主发码板或备发码板输出控制信号(第一控制信号或第二控制信号)；当主备系均不能正常工作时，不能输出控制信号，此时安全码信号发送设备发送的安全码信号可以通过本发明的信号切换电路输出，从而可以保证列车的行车安全。
91.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。