一種地鐵信號(hào)系統(tǒng)車載設(shè)備開(kāi)關(guān)量輸出通道在線自檢系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種地鐵信號(hào)系統(tǒng)車載設(shè)備開(kāi)關(guān)量輸出通道在線自檢系統(tǒng)，包括：輸出通道、反饋隔離電源和反饋隔離采集單元，輸出通道包括控制單元、驅(qū)動(dòng)單元和輸出觸點(diǎn)，控制單元分別與驅(qū)動(dòng)單元和反饋隔離采集單元連接，驅(qū)動(dòng)單元與輸出觸點(diǎn)連接，反饋隔離電源和反饋隔離采集單元分別連接到輸出觸點(diǎn)；其中，當(dāng)輸出觸點(diǎn)連通時(shí)，反饋隔離采集單元與反饋隔離電源形成通路，反饋隔離采集單元采集到所述反饋隔離電源的電流信號(hào)，轉(zhuǎn)換形成反饋信號(hào)后發(fā)送到所述控制單元以檢測(cè)通道是否正常。本發(fā)明的自檢系統(tǒng)可以真實(shí)、準(zhǔn)確對(duì)開(kāi)關(guān)量輸出通道進(jìn)行自檢，自檢電路失效不會(huì)導(dǎo)致輸出通道失效且不影響輸出通道外部負(fù)載。
【專利說(shuō)明】一種地鐵信號(hào)系統(tǒng)車載設(shè)備開(kāi)關(guān)量輸出通道在線自檢系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及列車控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種地鐵信號(hào)系統(tǒng)車載設(shè)備開(kāi)關(guān)量輸出通道在線自檢系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]地鐵信號(hào)系統(tǒng)車載設(shè)備的安全性和可靠性要求很高，車載設(shè)備輸出單元承擔(dān)整個(gè)系統(tǒng)控制輸出功能，如果發(fā)生失效輕則影響列車運(yùn)行重則車毀人亡，所以車載控制系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)需要時(shí)刻檢查輸出通道是否正常。常見(jiàn)的輸出通道檢查方法有三種。圖1-3示出了本發(fā)明的三種輸出通道檢測(cè)方案的結(jié)構(gòu)示意圖。參照?qǐng)D1-3，第一種是采用同驅(qū)動(dòng)反饋的方式，典型電路如多觸點(diǎn)繼電器。車載設(shè)備利用繼電器某一觸點(diǎn)作為開(kāi)關(guān)量輸出，另一觸點(diǎn)作為反饋信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)繼電器線圈動(dòng)作時(shí)兩個(gè)觸點(diǎn)一起動(dòng)作實(shí)現(xiàn)同驅(qū)動(dòng)反饋功能。第二種是在輸出通道環(huán)路上添加反饋電路進(jìn)行檢測(cè)，反饋電路成為輸出環(huán)路的一部分。第三種采用輸出通道和反饋通道最大限度分離，兩者僅共用輸出觸點(diǎn)。
[0003]同驅(qū)動(dòng)反饋檢測(cè)方法，以上文提到的多觸點(diǎn)繼電器為例，反饋電路和輸出通道環(huán)路使用相同的繼電器線圈驅(qū)動(dòng)，使用不同的觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)不同的功能，可能存在輸出信號(hào)和反饋信號(hào)不一致的情況。因?yàn)檩敵鲂盘?hào)和反饋信號(hào)電路大部分相同且共用但最終使用的觸點(diǎn)不同，任何一個(gè)觸點(diǎn)失效都會(huì)出現(xiàn)輸出和反饋不一致。輸出通道自檢僅利用的是反饋信號(hào)，無(wú)法直接知道輸出信號(hào)的狀態(tài)，因此出現(xiàn)自檢失敗的情況。
[0004]采用輸出通道環(huán)路上添加反饋電路進(jìn)行檢測(cè)的方法可以避免同驅(qū)動(dòng)反饋檢測(cè)方法的缺陷。直接將反饋采集電路穿入輸出通道環(huán)路成為輸出通道的一部分可以直接獲取輸出通道狀態(tài)不會(huì)出現(xiàn)反饋信號(hào)和輸出信號(hào)不一致的情況。但是反饋電路和輸出通道合二為一會(huì)增大輸出通道失效率，當(dāng)反饋電路失效時(shí)輸出通道也會(huì)失效，導(dǎo)致輸出通道可用性降低。
[0005]采用第三種檢測(cè)方式，能夠避免以上兩種方式的缺陷，但是電路復(fù)雜，因?yàn)楣灿幂敵鲇|點(diǎn)，輸出信號(hào)和反饋信號(hào)同時(shí)產(chǎn)生，需要對(duì)輸出通道進(jìn)行自檢時(shí)不可避免會(huì)對(duì)通道外部負(fù)載產(chǎn)生影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種地鐵信號(hào)系統(tǒng)車載設(shè)備開(kāi)關(guān)量輸出通道在線自檢系統(tǒng)，可以真實(shí)、準(zhǔn)確對(duì)開(kāi)關(guān)量輸出通道進(jìn)行自檢，自檢電路失效不會(huì)導(dǎo)致輸出通道失效且不影響輸出通道外部負(fù)載。
[0007]根據(jù)上述目的，本發(fā)明提供了一種地鐵信號(hào)系統(tǒng)車載設(shè)備開(kāi)關(guān)量輸出通道在線自檢系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:輸出通道、反饋隔離電源和反饋隔離采集單元，所述輸出通道包括控制單元、驅(qū)動(dòng)單元和輸出觸點(diǎn)，所述控制單元分別與所述驅(qū)動(dòng)單元和所述反饋隔離采集單元連接，所述驅(qū)動(dòng)單元與所述輸出觸點(diǎn)連接，所述反饋隔離電源和所述反饋隔離采集單元分別連接到所述輸出觸點(diǎn)；
[0008]其中，當(dāng)所述輸出觸點(diǎn)連通時(shí)，所述反饋隔離采集單元與所述反饋隔離電源形成通路，所述反饋隔離采集單元采集到所述反饋隔離電源的電流信號(hào)，轉(zhuǎn)換形成反饋信號(hào)后發(fā)送到所述控制單元以檢測(cè)通道是否正常。
[0009]優(yōu)選地,所述驅(qū)動(dòng)單元包括:
[0010]第一轉(zhuǎn)換電路、第一電阻和光伏驅(qū)動(dòng)電路，所述第一轉(zhuǎn)換電路包括第一發(fā)光二極管和第一繼電器，所述光伏驅(qū)動(dòng)電路包括第二發(fā)光二極管和光伏電池；所述光伏電池與所述輸出觸點(diǎn)連接，所述第二發(fā)光二極管的正極與所述第一電阻的一端連接，所述第二發(fā)光二極管的負(fù)極接地，所述第一電阻的另一端與所述第一繼電器的一端連接，所述第一繼電器的另一端連接到第一直流電源，所述第一發(fā)光二極管的正極與所述控制單元連接，所述第一發(fā)光二極管的負(fù)極接地；
[0011]其中，所述第一發(fā)光二極管將接收的信號(hào)以光信號(hào)的形式傳輸給第一繼電器，所述第一繼電器將信號(hào)通過(guò)第一電阻后傳輸給所述第二發(fā)光二極管，所述光伏電池接收到所述第二發(fā)光二極管的光信號(hào)后產(chǎn)生電流使得所述輸出觸點(diǎn)連通。
[0012]優(yōu)選地，所述反饋隔離采集單元包括第二轉(zhuǎn)換電路、第二電阻、第三電阻以及第四發(fā)光二極管，所述第二轉(zhuǎn)換電路包括第三發(fā)光二極管和第二繼電器；
[0013]所述第二電阻的一端與所述輸出觸點(diǎn)的一端連接，另一端與所述第三發(fā)光二極管的正極連接，所述第三發(fā)光二極管的負(fù)極與所述第四發(fā)光二極管的正極連接，所述第四發(fā)光二極管的負(fù)極接地；所述第二繼電器的一端連接到第二直流電源，所述第二繼電器的另一端連接到所述控制單元，所述第三電阻的一端連接到所述繼電器與所述控制單元的連接線上，所述第三電阻的另一端接地；
[0014]其中，當(dāng)所述輸出觸點(diǎn)連通時(shí)，所述第三發(fā)光二極管接收到所述反饋隔離電源的電流信號(hào)，以光信號(hào)的形式傳輸給所述第二繼電器，并通過(guò)所述第二繼電器將信號(hào)發(fā)送到所述控制單元。
[0015]優(yōu)選地，所述控制單元接收所述反饋隔離采集單元采集并轉(zhuǎn)換的信號(hào)，并根據(jù)接收的信號(hào)判斷所述輸出通道是否連通，并且所述控制單元產(chǎn)生控制命令到所述驅(qū)動(dòng)單元，并通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述輸出觸點(diǎn)的開(kāi)閉。
[0016]其中，從所述控制單元給所述驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出控制命令到所述輸出觸點(diǎn)完成閉合或者打開(kāi)的時(shí)間小于外部負(fù)載收到所述輸出通道的輸出信號(hào)后動(dòng)作的時(shí)間。
[0017]本發(fā)明提供一種地鐵信號(hào)系統(tǒng)車載設(shè)備開(kāi)關(guān)量輸出通道在線自檢系統(tǒng)，通過(guò)使用相對(duì)高速的控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、反饋采集電路和動(dòng)作時(shí)間短的輸出觸點(diǎn)，能夠發(fā)送、識(shí)別足夠短的脈沖輸出信號(hào)，準(zhǔn)確識(shí)別地鐵信號(hào)系統(tǒng)車載設(shè)備開(kāi)關(guān)量輸出通道狀態(tài)，可以真實(shí)、準(zhǔn)確對(duì)開(kāi)關(guān)量輸出通道進(jìn)行自檢，并且自檢電路自身狀態(tài)不影響輸出通道，檢測(cè)過(guò)程不影響通道外部負(fù)載。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]通過(guò)參考附圖會(huì)更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明進(jìn)行任何限制，在附圖中:
[0019]圖1示出了本發(fā)明的現(xiàn)有的第一種輸出通道檢測(cè)方案的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2示出了本發(fā)明的現(xiàn)有的第二種輸出通道檢測(cè)方案的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3示出了本發(fā)明的現(xiàn)有的第三種輸出通道檢測(cè)方案的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4示出了本發(fā)明的地鐵信號(hào)系統(tǒng)車載設(shè)備開(kāi)關(guān)量輸出通道在線自檢系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0024]圖4示出了本發(fā)明的地鐵信號(hào)系統(tǒng)車載設(shè)備開(kāi)關(guān)量輸出通道在線自檢系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]參照?qǐng)D1，本發(fā)明的地鐵信號(hào)系統(tǒng)車載設(shè)備開(kāi)關(guān)量輸出通道在線自檢系統(tǒng)包括:輸出通道、反饋隔離電源40和反饋隔離采集單元50。
[0026]輸出通道包括控制單元10、驅(qū)動(dòng)單元20和輸出觸點(diǎn)30。驅(qū)動(dòng)單元20與輸出觸點(diǎn)30連接，控制單元10分別與驅(qū)動(dòng)單元20和反饋隔離采集單元50連接，反饋隔離電源40和反饋隔離采集單元50分別連接到輸出觸點(diǎn)30 ；
[0027]驅(qū)動(dòng)單元20包括:第一轉(zhuǎn)換電路U4、第一電阻Rl和光伏驅(qū)動(dòng)電路U3，第一轉(zhuǎn)換電路U4包括第一發(fā)光二極管Dl和第一繼電器SSRl ;光伏驅(qū)動(dòng)電路U3包括第二發(fā)光二極管D2和光伏電池PV ;光伏電池PV與輸出觸點(diǎn)30連接，第二發(fā)光二極管D2的正極與第一電阻Rl的一端連接,負(fù)極接地,第一電阻Rl的另一端與第一繼電器SSRl的一端連接,第一繼電器SSRl的另一端連接到第一直流電源，第一發(fā)光二極管Dl的正極與控制單元10連接，負(fù)極接地；
[0028]其中，第一發(fā)光二極管Dl將接收的信號(hào)以光信號(hào)的形式傳輸給第一繼電器SSR1，第一繼電器SSRl通過(guò)第一電阻Rl將信號(hào)傳輸給第二發(fā)光二極管D2，所述光伏電池PV接收到第二發(fā)光二極管D2的光信號(hào)后產(chǎn)生電流使得輸出觸點(diǎn)30連通。
[0029]另外，反饋隔離采集單元50包括第二轉(zhuǎn)換電路U5、第二電阻R2、第三電阻R3以及第四發(fā)光二極管D4，第二轉(zhuǎn)換電路U5包括第三發(fā)光二極管D3和第二繼電器SSR2 ；
[0030]第二電阻R2的一端與輸出觸點(diǎn)30連接，另一端與第三發(fā)光二極管D3的正極連接，第三發(fā)光二極管D3的負(fù)極與第四發(fā)光二極管D4的正極連接，第四發(fā)光二極管D4的負(fù)極接地；第二繼電器SSR2的一端連接到第二直流電源，第二繼電器SSR2的另一端連接到控制單元10，第三電阻R3的一端連接到第二繼電器SSR2與控制單元10的連接線上，另一端接地；
[0031]其中，當(dāng)輸出觸點(diǎn)30連通時(shí)，第三發(fā)光二極管D3接收到反饋隔離電源40的電流信號(hào)，以光信號(hào)的形式傳輸給第二繼電器，并通過(guò)第二繼電器將信號(hào)發(fā)送到控制單元10。
[0032]本實(shí)施例的輸出通道靈敏度要求高，從控制單元10給驅(qū)動(dòng)單元20發(fā)出控制命令到輸出觸點(diǎn)30完成閉合或者打開(kāi)的時(shí)間要遠(yuǎn)小于外部負(fù)載收到輸出信號(hào)后動(dòng)作的時(shí)間。因此控制單元10、驅(qū)動(dòng)單元20和輸出觸點(diǎn)30需要選用高速高靈敏度元器件的高速電路，從而可以在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)通道的自檢過(guò)程。
[0033]控制單元10用于接收反饋隔離采集單元50的反饋信號(hào)，并根據(jù)接收的反饋信號(hào)判斷輸出通道是否連通，并且控制單元10還產(chǎn)生控制指令到驅(qū)動(dòng)單元20，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)單元20驅(qū)動(dòng)所述輸出觸點(diǎn)的開(kāi)閉。
[0034]本實(shí)施例的控制單元10包括CPU U1，同時(shí)，為了電壓的穩(wěn)定性，控制單元還包括緩沖器U2。CPU U1連接到緩沖器U2，緩沖器U2連接到驅(qū)動(dòng)單元20。
[0035]本實(shí)施例的自檢系統(tǒng)需要一個(gè)獨(dú)立的隔離直流電源來(lái)供電，因此，反饋隔離電源40必須是隔離電源，負(fù)載效應(yīng)越小越好。同時(shí)該反饋隔離電源40必須只用于輸出通道自檢而不能再連入其它電路。并且反饋隔離電源40地必須獨(dú)立，不能與其它電源地混用。如果有多個(gè)輸出通道需要自檢，則每個(gè)輸出通道配備獨(dú)立的反饋隔離電源。
[0036]利用反饋隔離電源40和輸出通道可以產(chǎn)生通道信號(hào)，這些通道信號(hào)進(jìn)入反饋隔離采集單元50轉(zhuǎn)換成反饋信號(hào)輸出給控制單元10。反饋隔離采集單元50捕捉輸出通道輸出的信號(hào)并進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換后發(fā)送到控制單元10以檢測(cè)通道是否正常。
[0037]使用本發(fā)明的系統(tǒng)進(jìn)行在線自檢的過(guò)程包括；
[0038]當(dāng)輸出觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)時(shí)，反饋隔離采集單元50與所述反饋隔離電源40形成通路，反饋隔離采集單元50接收到電源的電流信號(hào)后，轉(zhuǎn)換形成反饋信號(hào)發(fā)送給控制單元10，控制單元10接收到反饋信號(hào)后，根據(jù)當(dāng)前對(duì)驅(qū)動(dòng)單元20的指令來(lái)判斷輸出通道是否正堂巾ο
[0039]在本實(shí)施例中，為了降低直至消除輸出通道自檢帶給輸出負(fù)載的影響，必須嚴(yán)格控制輸出觸點(diǎn)動(dòng)作至恢復(fù)原狀態(tài)的時(shí)間。利用高速控制電路、高速驅(qū)動(dòng)電路和響應(yīng)時(shí)間短的輸出觸點(diǎn)組成輸出通道輸出短脈沖信號(hào)，該信號(hào)可以被高速反饋采集電路捕捉并隔離后送入高速控制電路用以檢查通道是否正常。該短脈沖信號(hào)必須足夠短從而不會(huì)引起外部輸出負(fù)載響應(yīng)。
[0040]本發(fā)明提供一種地鐵信號(hào)系統(tǒng)車載設(shè)備開(kāi)關(guān)量輸出通道在線自檢系統(tǒng)，通過(guò)使用相對(duì)高速的控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、反饋采集電路和動(dòng)作時(shí)間短的輸出觸點(diǎn)，能夠發(fā)送、識(shí)別足夠短的脈沖輸出信號(hào)，準(zhǔn)確識(shí)別地鐵信號(hào)系統(tǒng)車載設(shè)備開(kāi)關(guān)量輸出通道狀態(tài)，可以真實(shí)、準(zhǔn)確對(duì)開(kāi)關(guān)量輸出通道進(jìn)行自檢，并且自檢電路自身狀態(tài)不影響輸出通道，檢測(cè)過(guò)程不影響通道外部負(fù)載。
[0041]雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出各種修改和變型，這樣的修改和變型均落入由所附權(quán)利要求所限定的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種地鐵信號(hào)系統(tǒng)車載設(shè)備開(kāi)關(guān)量輸出通道在線自檢系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:輸出通道、反饋隔離電源和反饋隔離采集單元，所述輸出通道包括控制單元、驅(qū)動(dòng)單元和輸出觸點(diǎn)，所述控制單元分別與所述驅(qū)動(dòng)單元和所述反饋隔離采集單元連接，所述驅(qū)動(dòng)單元與所述輸出觸點(diǎn)連接，所述反饋隔離電源和所述反饋隔離采集單元分別連接到所述輸出觸點(diǎn)； 其中，當(dāng)所述輸出觸點(diǎn)連通時(shí)，所述反饋隔離采集單元與所述反饋隔離電源形成通路，所述反饋隔離采集單元采集到所述反饋隔離電源的電流信號(hào)，轉(zhuǎn)換形成反饋信號(hào)后發(fā)送到所述控制單元以檢測(cè)通道是否正常。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地鐵信號(hào)系統(tǒng)車載設(shè)備開(kāi)關(guān)量輸出通道在線自檢系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)單元包括: 第一轉(zhuǎn)換電路、第一電阻和光伏驅(qū)動(dòng)電路，所述第一轉(zhuǎn)換電路包括第一發(fā)光二極管和第一繼電器，所述光伏驅(qū)動(dòng)電路包括第二發(fā)光二極管和光伏電池；所述光伏電池與所述輸出觸點(diǎn)連接，所述第二發(fā)光二極管的正極與所述第一電阻的一端連接，所述第二發(fā)光二極管的負(fù)極接地，所述第一電阻的另一端與所述第一繼電器的一端連接，所述第一繼電器的另一端連接到第一直流電源，所述第一發(fā)光二極管的正極與所述控制單元連接，所述第一發(fā)光二極管的負(fù)極接地； 其中，所述第一發(fā)光二極管將接收的信號(hào)以光信號(hào)的形式傳輸給第一繼電器，所述第一繼電器將信號(hào)通過(guò)第一電阻后傳輸給所述第二發(fā)光二極管，所述光伏電池接收到所述第二發(fā)光二極管的光信號(hào)后產(chǎn)生電流使得所述輸出觸點(diǎn)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地鐵信號(hào)系統(tǒng)車載設(shè)備開(kāi)關(guān)量輸出通道在線自檢系統(tǒng)，其特征在于，所述反饋隔離采集單元包括第二轉(zhuǎn)換電路、第二電阻、第三電阻以及第四發(fā)光二極管，所述第二轉(zhuǎn)換電路包括第三發(fā)光二極管和第二繼電器； 所述第二電阻的一端與所述輸出觸點(diǎn)的一端連接，另一端與所述第三發(fā)光二極管的正極連接，所述第三發(fā)光二極管的負(fù)極與所述第四發(fā)光二極管的正極連接，所述第四發(fā)光二極管的負(fù)極接地；所述第二繼電器的一端連接到第二直流電源，所述第二繼電器的另一端連接到所述控制單元，所述第三電阻的一端連接到所述繼電器與所述控制單元的連接線上，所述第三電阻的另一端接地； 其中，當(dāng)所述輸出觸點(diǎn)連通時(shí)，所述第三發(fā)光二極管接收到所述反饋隔離電源的電流信號(hào)，以光信號(hào)的形式傳輸給所述第二繼電器，并通過(guò)所述第二繼電器將信號(hào)發(fā)送到所述控制單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地鐵信號(hào)系統(tǒng)車載設(shè)備開(kāi)關(guān)量輸出通道在線自檢系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元接收所述反饋隔離采集單元采集并轉(zhuǎn)換的信號(hào)，并根據(jù)接收的信號(hào)判斷所述輸出通道是否連通，并且所述控制單元產(chǎn)生控制命令到所述驅(qū)動(dòng)單元，并通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述輸出觸點(diǎn)的開(kāi)閉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地鐵信號(hào)系統(tǒng)車載設(shè)備開(kāi)關(guān)量輸出通道在線自檢系統(tǒng)，其特征在于，從所述控制單元給所述驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出控制命令到所述輸出觸點(diǎn)完成閉合或者打開(kāi)的時(shí)間小于外部負(fù)載收到所述輸出通道的輸出信號(hào)后動(dòng)作的時(shí)間。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK104375034SQ201410643810
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】石赟, 李超 申請(qǐng)人:北京交控科技有限公司