基于R-9x21和倒机装置的双机热备系统在铁路连锁中的应用

2008年08月15日

在铁路的连锁项目中会处理大量的数字量I/O信号，为了保证对铁路连锁信号的准确采集和输出，使铁路运输安全可靠，上位计算机及下位的采集控制单元必须实现双机热备，且在互为热备的采集控制单元出现故障时，利用安全型继电器使系统自动倒向安全。
　　以下是我公司针对用户的实际需要开发的基于R-9x21以太网控制器和倒机装置的DIO采集控制系统双机热备方案，供大家参考。
　　
　　一．系统框图
　　

　　二．具体说明如下：
　　 1.R-8515工业以太网交换机模块
　　 1个100M SC光纤口，4个10/100M RJ-45口
　　 3000VDC浪涌保护
　　兼容IEEE802.3,IEEE802.3U
　　 +10~+30VDC供电
　　 LED显示
　　
　　 2.A/B机规格：R-9x21
　　内嵌 ROM and RAM Disk
　　 1.5MB Flash memory:
　　 256KB System Disk
　　 256KB Flash
　　 1024KB File System
　　 640KB SRAM
　　内嵌 RTC 和 Watchdog Timer
　　内置Ethernet接口
　　有4个或8个I/O槽用以插装R-9050，1个基座可实现64点或128点数字I/O
　　
　　 3．I/O 模块R-9050
　　 R-9050有16路数字输入/输出。通过设置它的DIP开关每个通道可以被独立地配置为一个输入或输出通道。数字输出是一组可被R-9x21控制的集电极开路晶体管开关。这组开关也可被用于控制固态继电器。
　　

图2：为数字I/O通道设置的DIP开关

　　 R-9050
　　

图3：R-9050模块正视图

　　应用接线图
　　

图4：干接点信号输入（R-9050）

图5：湿接点信号输入（R-9050）

图6：使用SSR的数字输出（R-9050）

　　 R-9050技术规格
　　

表1：R-9050技术规格

　　 4. 倒机装置：
　　倒机装置及其相关软件是实现系统双机热备的关键所在，具体来讲通过软硬件的结合，倒机装置应该实现：
　　（1）倒机装置的作用为根据A/B机的状态，决定谁是主机，在主机故障时倒入备机，切换DO输出回路电源，保证只有一个有效输出。
　　（2）A/B机分别输出心跳信号给倒机装置，倒机装置判定A/B机工作状况
　　（3）开机时，A/B机争抢主机权
　　（4）当主机故障时，备机正常时，倒向备机
　　（5）主备机工作状态回读，便于及时维护
　　（6） A/B机通过网络保持信息同步
　　（7）主备机程序相同，具有主机的DO输出回路可获得电源
　　（8）倒机切换电源所用继电器可根据用户要求选择普通继电器或铁路专用安全继电器。但对倒机装置的体积影响较大。
　　（9）心跳信号及回读要占用R-9050的I/O通道8通道左右
　　
　　倒机DO输出电路图：
　　