一種安全型繼電器故障監(jiān)測裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種安全型繼電器故障監(jiān)測裝置，用于檢測安全型繼電器的故障動作，裝置包括微控制器(3)、電源模塊(4)、電流傳感器(1)和光纖傳感器(2)，電流傳感器(1)輸出端與微控制器(3)連接，光纖傳感器(2)探頭的發(fā)射端與接收端連線所在直線與安全型繼電器的銜鐵動作平面垂直，光纖傳感器(2)輸出端與微控制器(3)連接，微控制器(3)設(shè)有與上位機通訊的通訊電路，電源模塊(4)分別與電流傳感器(1)、光纖傳感器(2)和微控制器(3)連接，電源模塊(4)內(nèi)設(shè)有buck電路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型采用光纖傳感器和貫穿式電流傳感器相結(jié)合，具有精度高、實時性好、體積小的優(yōu)點。
【專利說明】
一種安全型繼電器故障監(jiān)測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種繼電器故障監(jiān)測裝置，尤其是涉及一種安全型繼電器故障監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]安全型繼電器多用于工業(yè)控制、軌道交通等領(lǐng)域，下面以安全型繼電器在軌道交通屏蔽門中的應(yīng)用為例說明。城市的快速發(fā)展，不斷對地鐵的載客能力提出新的要求，特別是早晚高峰時段，大量的客流導(dǎo)致旅客上下車的時間延長。屏蔽門的開關(guān)時間也應(yīng)根據(jù)客流的變化做相應(yīng)的調(diào)整，因此屏蔽門系統(tǒng)的運行質(zhì)量將直接影響到地鐵整體運營質(zhì)量。隨著信號與屏蔽門聯(lián)動功能投用，地鐵屏蔽門故障比例較高。例如:列車車門和屏蔽門開關(guān)不聯(lián)動，或出現(xiàn)屏蔽門非預(yù)期開關(guān)，交錯開門、非預(yù)期再次打開等現(xiàn)象，造成多次輕微客傷事故等情況。目前，市場對屏蔽門控制系統(tǒng)中復(fù)雜狀態(tài)下的實時數(shù)據(jù)采集、智能化故障報警的研究還不成熟，監(jiān)測裝置種類較少，易受環(huán)境干擾，檢測準(zhǔn)確度還不夠高，實時性較差。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種精度高、實時性良好的安全型繼電器故障監(jiān)測裝置。
[0004]本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0005]—種安全型繼電器故障監(jiān)測裝置，用于檢測安全型繼電器的動作故障，其特征在于，所述的裝置包括用于檢測安全型繼電器控制線路電流的電流傳感器、用于檢測安全型繼電器銜鐵動作的光纖傳感器、微控制器和電源模塊，所述電流傳感器的輸出端與微控制器連接，所述光纖傳感器的探頭的發(fā)射端與接收端之間的連線與安全型繼電器的銜鐵動作平面相交，光纖傳感器的輸出端與微控制器連接，所述微控制器連有與上位機通訊的通訊電路，所述的電源模塊分別與電流傳感器、光纖傳感器和微控制器連接。
[0006]所述的電流傳感器為貫穿式電流傳感器。
[0007]所述的電流傳感器和光纖傳感器分別通過信號調(diào)理電路與微控制器連接。
[0008]所述的電源模塊輸出端包括3路，分別輸出給電流傳感器供電的±12V直流、給光纖傳感器供電的24V直流和給微控制器供電的3.3V直流。
[0009]所述的電源模塊輸入端接24V直流，電源模塊內(nèi)設(shè)有buck電路，所述的buck電路輸出3.3V直流。
[0010]所述的監(jiān)測裝置還包括與微控制器連接的聲光報警器。
[0011]所述的光纖傳感器的探頭的發(fā)射端與接收端之間的距離為60?100_。
[0012]所述的光纖傳感器的探頭的發(fā)射端與接收端之間的連線與安全型繼電器的銜鐵動作平面垂直。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0014](I)采用光纖傳感器對安全型繼電器動作進(jìn)行檢測，檢測精度高、靈敏度可調(diào)；結(jié)合電流傳感器與光纖傳感器，可監(jiān)測出安全型繼電器故障根源來自控制信號還是繼電器本身故障。
[0015](2)對繼電器控制信號用貫穿式電流傳感器、對銜鐵用高精度光纖傳感器進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果可靠;不會對被檢測繼電器的工作產(chǎn)生任何影響。
[0016](3)電流傳感器和光纖傳感器分別通過信號調(diào)理電路與微控制器連接，能調(diào)整幅度、過濾噪聲。
[0017](4)采用電源模塊，輸出三種不同電壓，減少外部電源接口，減小裝置體積。
[0018](5)設(shè)有與微控制器連接的聲光報警器，可現(xiàn)場報警。
[0019](6)光纖傳感器探頭的發(fā)射端與接收端之間的距離為60?100mm，保證傳感器檢測精度。
[0020](7)光纖傳感器的探頭的發(fā)射端與接收端之間的連線與安全型繼電器的銜鐵動作平面垂直，保證傳感器檢測精度，同時光路短、節(jié)省安裝空間。
[0021](8)監(jiān)測方法中考慮了傳感器對微控制器的響應(yīng)周期以及銜鐵動作時間，減少故障誤報。
[0022](9)實時監(jiān)測并上傳數(shù)據(jù)，通過RS232通訊接口進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳，數(shù)據(jù)采集、上傳周期遠(yuǎn)小于安全型繼電器銜鐵動作時間，實時性好。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型裝置的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。本實施例以本實用新型技術(shù)方案為前提進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。
[0025]實施例
[0026]如圖1所示，一種安全型繼電器故障監(jiān)測裝置，分為檢測部分和主控部分，檢測部分由電流傳感器1、光纖傳感器2組成，主控部分由RS232通訊電路6、信號調(diào)理電路5、微控制器3、電源模塊4組成，RS232通訊電路6與上位機通訊接口連接，電流傳感器I和光纖傳感器2分別通過各自的信號調(diào)理電路6與微控制器3連接。
[0027]本裝置的外部輸入電源為24V直流，通過電源模塊4將其轉(zhuǎn)化為三路電源，其中土12V直流電源用于給電流傳感器I供電，24V直流經(jīng)過濾波后給光纖傳感器2供電，經(jīng)過buck降壓電路后的3.3V給微控制器3供電。微控制器3采用意法半導(dǎo)體的STM32系列單片機，運行主頻72MHz，帶有12位A/D、UART接口、外部中斷等功能外設(shè)。光纖傳感器2主要對安全型繼電器動作狀態(tài)進(jìn)行檢測，靈敏度可調(diào)，為PNP輸出，經(jīng)過調(diào)幅濾波后，送入反相器，得到邏輯信號接入微控制器3外部中斷引腳。電流傳感器I為環(huán)形貫穿式，用于檢測控制安全繼電器動作的信號，輸出模擬信號通過運放電路進(jìn)行調(diào)幅濾波處理后，送入微控制器帶A/D復(fù)用功能的引腳。RS232通訊電路用于UART外設(shè)對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳。
[0028]本裝置傳感器的安裝:將光纖傳感器2的對射探頭固定在安全繼電器銜鐵的兩側(cè)，固定時要確保光纖傳感器2探頭發(fā)射端與接收端處于與銜鐵動作平面垂直的直線上，探頭間的距離控制在60-100mm以內(nèi)，以保證傳感器檢測精度。將安全繼電器控制信號線穿過環(huán)形貫穿式電流傳感器I，注意不要將電流傳感器I的電源線穿過檢測環(huán)內(nèi)，以免對控制信號的檢測產(chǎn)生干擾。傳感器位置的固定應(yīng)當(dāng)在滿足檢測精度的前提下，盡可能節(jié)省安裝空間。
[0029]工作過程:微控制器3通過電流傳感器I，以一定的周期對安全繼電器的控制信號進(jìn)行采樣，經(jīng)過硬件濾波電路和軟件算法濾波后，得到較為可靠的安全繼電器實際控制信號。微控制器3通過光纖傳感器2對安全繼電器動作狀態(tài)進(jìn)行檢測，檢測周期要綜合考慮傳感器響應(yīng)周期和銜鐵動作時間，通過邊沿觸發(fā)微控制器3外部中斷，對測得信號再進(jìn)行相應(yīng)的軟件抗干擾處理，得到實際動作信號。
[0030]故障報警:若出現(xiàn)若干連續(xù)周期內(nèi)安全，繼電器動作與控制信號不一致，則進(jìn)行聲光報警，并在實時上傳的數(shù)據(jù)幀中，寫入相應(yīng)的故障標(biāo)號，以便上位機能夠發(fā)現(xiàn)。
[0031]數(shù)據(jù)上傳:對測得的2項安全繼電器信號按照擬定的通訊幀格式進(jìn)行打包，根據(jù)協(xié)商好的通信波特率進(jìn)行實時上傳。幀格式包含幀頭、節(jié)點標(biāo)號即繼電器的編號、信號數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)、幀尾。
[0032]本實施例采用32位高性能微控制器，主頻達(dá)72MHz，12位A/D最高采樣周期可達(dá)1MHz，采用高精度的工業(yè)用光纖傳感器對繼電器動作進(jìn)行檢測，采用貫穿式電流傳感器對繼電器控制信號進(jìn)行非接觸式測量，有效隔離了本監(jiān)測系統(tǒng)與被測試安全型繼電器。對繼電器控制信號和繼電器動作2項指標(biāo)進(jìn)行實時監(jiān)測，能夠判斷繼電器動作與控制信號不一致的故障、控制信號幅度不足引起的故障等，并實時上傳檢測數(shù)據(jù)。
【主權(quán)項】
1.一種安全型繼電器故障監(jiān)測裝置，用于檢測安全型繼電器的動作故障，其特征在于，所述的裝置包括用于檢測安全型繼電器控制線路電流的電流傳感器(I)、用于檢測安全型繼電器銜鐵動作的光纖傳感器(2)、微控制器(3)和電源模塊(4)，所述電流傳感器(I)的輸出端與微控制器(3)連接，所述光纖傳感器(2)的探頭的發(fā)射端與接收端之間的連線與安全型繼電器的銜鐵動作平面相交，光纖傳感器(2)的輸出端與微控制器(3)連接，所述微控制器(3)連有與上位機通訊的通訊電路，所述的電源模塊(4)分別與電流傳感器(1)、光纖傳感器(2)和微控制器(3)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全型繼電器故障監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的電流傳感器(I)為貫穿式電流傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全型繼電器故障監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的電流傳感器(I)和光纖傳感器(2)分別通過信號調(diào)理電路與微控制器(3)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全型繼電器故障監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的電源模塊(4)輸出端包括3路，分別輸出給電流傳感器(I)供電的± 12V直流、給光纖傳感器(2)供電的24V直流和給微控制器(3)供電的3.3V直流。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全型繼電器故障監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的電源模塊(4)輸入端接24V直流，電源模塊(4)內(nèi)設(shè)有buck電路，所述的buck電路輸出3.3V直流。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全型繼電器故障監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的監(jiān)測裝置還包括與微控制器(3)連接的聲光報警器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全型繼電器故障監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的光纖傳感器(2)的探頭的發(fā)射端與接收端之間的距離為60?100_。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全型繼電器故障監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的光纖傳感器(2)的探頭的發(fā)射端與接收端之間的連線與安全型繼電器的銜鐵動作平面垂直。
【文檔編號】G01R31/327GK205507035SQ201620250881
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月29日
【發(fā)明人】梁鑒如, 戴翌清, 居里, 胡征, 施聰, 陸鑫源, 楊明來, 王津, 江曉寅, 孫杰, 計昌昱, 羅震寅, 吳凌
【申請人】上海工程技術(shù)大學(xué), 上海地鐵維護(hù)保障有限公司通號分公司