道岔融雪監(jiān)控系統(tǒng)中的應急控制裝置及電氣控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】道岔融雪監(jiān)控系統(tǒng)中的應急控制裝置及電氣控制系統(tǒng)，包括隔離開關組件以及緩吸緩放控制電路，隔離開關組件包括電源以及隔離開關，電源的輸出端上串聯(lián)有應急啟動開關。該裝置避免了因應急啟動器件時供電故障導致無法啟動應急功能的問題；該系統(tǒng)包括若干獨立的電氣控制柜，電氣控制柜內均設置有應急控制裝置，每個電氣控制柜中的應急控制裝置并聯(lián)到應急啟動開關上。該系統(tǒng)能夠避免一個應急裝置故障導致后續(xù)應急控制裝置無法工作的問題，免除因加熱回路同時接通對電網(wǎng)產(chǎn)生的沖擊。
【專利說明】道岔融雪監(jiān)控系統(tǒng)中的應急控制裝置及電氣控制系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于鐵路監(jiān)控系統(tǒng)領域，尤其涉及道岔融雪監(jiān)控系統(tǒng)中的應急控制裝置及電氣控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]道岔融雪監(jiān)控系統(tǒng)(以下簡稱監(jiān)控系統(tǒng))是一種使道岔積雪、結冰融化，從而達到讓列車正常運行的除雪裝置。冬季，當有降雪(或有其它結冰情況)時，監(jiān)控系統(tǒng)可以通過多種控制方式啟動加熱融雪電路，使積雪或結冰融化為水流走，排除冰雪導致道岔不能可靠閉鎖的隱患。
[0003]道岔融雪系統(tǒng)的電氣控制柜通常是多控制柜分布布置，組網(wǎng)應用，放置在調度室的遠控終端通過工業(yè)網(wǎng)絡對其進行遠程監(jiān)控。監(jiān)控系統(tǒng)一般具有三種工作模式:自動控制模式、手動控制模式和應急控制模式。自動控制模式下，監(jiān)控系統(tǒng)結合氣象站信息和采集的軌溫，自動啟動或者停止融雪程序；手動控制模式時，用戶可以根據(jù)需要直接啟動或者停止融雪；當出現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件故障時，通過安裝在遠控終端處的應急操作裝置啟動融雪功倉泛。
[0004]由以上可見，應急操作裝置是融雪監(jiān)控系統(tǒng)的最后一道工作保障，其應具有更高的可靠性和穩(wěn)定性。當系統(tǒng)正常工作時，應急系統(tǒng)不能影響系統(tǒng)的工作；當需要應急功能起作用時，它能夠可靠地工作。
[0005]從有限的公開資料可以看出，目前的應急控制裝置方案分為有源型和無源型兩種。有源型應急控制裝置能夠給所有電氣控制柜的應急接入處提供電源；無源型由一個應急啟動開關，給各電氣控制柜提供一個電氣開關通路，電氣控制柜內部的已經(jīng)控制處理裝置檢測到此信號后啟動應急功能。
[0006]有源型已經(jīng)控制裝置一旦遠控終端斷電，則無法實施應急控制，因此此種方案不推薦應用中融雪監(jiān)控系統(tǒng)中。無源型應急控制裝置的功能實現(xiàn)主要靠各控制柜的應急處理裝置，應急處理裝置的實現(xiàn)一般是將應急啟動開關的啟動信號直接或者間接接入控制柜內地控制器，由控制器執(zhí)行應急功能；這種方式由于對控制器有依賴，降低了可靠性。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種道岔融雪監(jiān)控系統(tǒng)中的應急控制裝置及電氣控制系統(tǒng)，該裝置避免了使用有源器件作為應急啟動器件時供電故障導致無法啟動應急功能的問題，同時，該系統(tǒng)能夠避免一個應急裝置故障導致后續(xù)應急控制裝置無法工作的問題，免除因加熱回路同時接通對電網(wǎng)產(chǎn)生的沖擊。
[0008]為了達到上述目的，本發(fā)明的道岔融雪監(jiān)控系統(tǒng)中的應急控制裝置包括隔離開關組件以及緩吸緩放控制電路，隔離開關組件包括電源以及隔離開關，電源的輸出端上串聯(lián)有應急啟動開關，隔離開關將應急啟動開關的開關信號隔離后轉換為應急啟動信號輸出給緩吸緩放控制電路，緩吸緩放控制電路用于加熱組件的接通和斷開。[0009]所述的緩吸緩放控制電路采用阻容繼電器組延時控制的緩吸緩放電路、延時繼電器組控制的緩吸緩放電路或微控制單元控制的緩吸緩放控制電路。
[0010]所述的微控制單元控制的緩吸緩放控制電路包括工業(yè)級微控制單元、應急啟動延時調節(jié)電路、緩吸緩放延時調節(jié)電路以及若干個驅動電路；其中，工業(yè)級微控制單元的輸入端分別與用于提供應急啟動信號的隔離開關、用于控制第一個驅動電路延遲時間的應急啟動延時調節(jié)電路以及用于控制其他驅動電路延遲時間的緩吸緩放延時調節(jié)電路相連，工業(yè)級微控制單元的輸出端分別與若干個驅動電路相連。
[0011]所述的電源與隔離開關之間設置有電源調整電路，電源調整電路(312)用于將電源提供的電源調整為隔離開關接受的電壓范圍輸入到隔離開關。
[0012]所述的隔離開關為第一繼電器，且電源調整電路的輸出端與第一繼電器相連，第一繼電器的觸點與緩吸緩放控制電路相連。
[0013]所述的第一繼電器采用TQ2-5V繼電器，觸點采用雙刀雙執(zhí)式觸點。
[0014]所述的電源采用24V開關電源，電源調整電路是采用LM2576穩(wěn)壓電路的直流電壓轉換模塊。
[0015]所述的應急啟動開關與電源是通過HEADER8 X 2接口連接在一起的。
[0016]所述的應急啟動開關設置在遠程控制終端處。
[0017]基于道岔融雪監(jiān)控系統(tǒng)中的應急控制裝置的電氣控制系統(tǒng)包括若干個獨立的電氣控制柜，每個電氣控制柜內均設置有應急控制裝置，每個電氣控制柜中的應急控制裝置并聯(lián)到應急啟動開關上。
[0018]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0019]1、本發(fā)明應急控制裝置中的隔離開關組件中的電源輸出端上串有應急啟動開關；當需要啟動應急控制裝置時，只需將位于遠程控制終端處的應急啟動開關啟動，整個應急控制裝置就能導通，因此，本發(fā)明中的應急啟動開關是一種無源開關，使用這種無源開關能夠避免了使用有源器件作為應急啟動器件時，該器件供電故障導致無法啟動應急功能的問題。
[0020]2、本發(fā)明的隔離開關組件的電源的輸出端上串聯(lián)有應急啟動開關，由于應急啟動開關的串聯(lián)在電源和隔離開關之間，而隔離開關又與緩吸緩放控制電路相連，因此，隔離開關能夠使電氣控制系統(tǒng)中各個緩吸緩放控制電路在電氣上實現(xiàn)隔離，避免了應急系統(tǒng)故障對電氣控制系統(tǒng)其它部件的影響。
[0021]3、應急控制裝置中隔離開關組件的電源輸出端上串聯(lián)有應急啟動開關，而本發(fā)明電氣控制系統(tǒng)中所有電氣控制柜內的應急控制裝置并聯(lián)到應急啟動開關上；這種并聯(lián)方式能夠避免級聯(lián)式應急控制方式存在的本質問題，即一個應急裝置故障導致后續(xù)應急裝置無法工作。
[0022]4、本發(fā)明的緩吸緩放控制電路是根據(jù)應急啟動信號執(zhí)行緩吸緩放功能的；因此，本發(fā)明電氣控制系統(tǒng)在執(zhí)行融雪功能時，每個電氣控制柜的各路第二繼電器逐路接通；終止融雪功能時，應急控制裝置控制第二繼電器逐路斷開，由于每個第二繼電器都與執(zhí)行單元相連，因此保證了各電氣控制柜盡量不同時接通加熱通路(即某個電氣控制柜接通某路加熱組件時，其它控制柜不執(zhí)行接通加熱通路的動作)，以免對電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊。
[0023]進一步，本發(fā)明在電源與隔離開關之間設置有電源調整電路，電源調整電路將電源提供的電源調整為隔離開關接受的電壓范圍輸入到隔離開關，使得各種位置安裝的應急裝置都能正常工作，解決了因應急啟動開關安裝位置距離各應急控制裝置距離較遠的情況下，連接線路存在能量損耗問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明電氣控制系統(tǒng)的示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明道岔融雪監(jiān)控系統(tǒng)應急控制裝置的工作原理示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明隔離開關組件的實現(xiàn)方式示意圖；
[0027]圖4為本發(fā)明隔離開關組件一種具體實現(xiàn)原理圖；
[0028]圖5為本發(fā)明隔離開關組件具體實現(xiàn)方式的電路圖；
[0029]圖6為本發(fā)明微控制單元控制的緩吸緩放控制電路的原理圖。
[0030]其中，100、遠程控制終端，101、應急啟動開關，2、第一常閉觸點，200、電氣控制柜，201第二繼電器，3、第一公共觸點，300、應急控制裝置，301、隔離開關組件，302、緩吸緩放控制電路，311、電源，312、電源調整電路，313、隔離開關，321、24V開關電源，322、直流電壓轉換模塊，323、第一繼電器，324、觸點，331、工業(yè)級微控制單元，332、驅動電路，333、應急啟動延時調節(jié)電路，324、緩吸緩放延時調節(jié)電路，4、第一常開觸點，5、第二常開觸點，6、第二公共觸點，7、第二常閉觸點。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明的技術方案做進一步詳細說明。
[0032]如圖2所示，本發(fā)明應急控制裝置300包含兩大部分:隔離開關組件301和緩吸緩放控制電路302，這兩部分結合起來能夠解決融雪監(jiān)控系統(tǒng)在其它工作方式都失效的情況下，能夠執(zhí)行應急功能，啟動(或停止)道岔融雪電路，道岔融雪除冰目的。隔離開關電路組件301串聯(lián)有應急啟動開關101，隔離開關電路組件301將來自應急開關101的開關信號經(jīng)過隔離后轉換為應急啟動信號輸出給緩吸緩放控制電路302，緩吸緩放控制電路302用于加熱組件的接通和斷開。
[0033]本發(fā)明的隔離開關組件301可以由多種技術實現(xiàn)，圖3是隔離開關組件301的一種具體實現(xiàn)方式(但并不僅限于這種方式)。
[0034]如圖3所示，隔離開關組件301包括電源311、電源調整電路312以及隔離開關313 ;電源311的輸出端上串聯(lián)有設置在遠程控制終端100 (距離控制柜達數(shù)公里遠)處的應急啟動開關101。電源311輸出到電源調整電路312，電源調整電路312用于將電源311提供的電源調整為隔離開關313接受的電壓范圍輸入到隔離開關313上。隔離開關313將應急啟動開關101的開關信號隔離后轉換為應急啟動信號輸出給緩吸緩放控制電路302，緩吸緩放控制電路302根據(jù)此信號執(zhí)行緩吸緩放功能并控制加熱組件的接通和斷開。
[0035]本發(fā)明隔離開關組件中的電源輸出端上串有應急啟動開關；當需要啟動應急控制裝置時，只需將位于遠程控制終端處的應急啟動開關啟動，整個應急控制裝置就能導通，因此，本發(fā)明中的應急啟動開關是一種無源開關，使用這種無源開關能夠避免了使用有源器件作為應急啟動器件時，該器件供電故障導致無法啟動應急功能的問題。
[0036]考慮到應急啟動開關安裝位置距離各應急控制裝置距離較遠，連接線路存在能量損耗，所以，在電源311和隔離開關313之間設置了電壓調整電路312，使得各種位置安裝的應急裝置都能正常工作。
[0037]即便是圖3所示的隔離開關組件的實現(xiàn)方式，具體實現(xiàn)方法上依然多種多樣，本發(fā)明僅舉一例說明隔離開關電路組件的實現(xiàn)方法。其它類似實現(xiàn)方法都屬于本發(fā)明實現(xiàn)方式范疇。圖4為本發(fā)明隔離開關組件一種具體實現(xiàn)原理圖，它是圖3所述實現(xiàn)方式的一種更具體的實現(xiàn)方法。
[0038]參見圖4，電源311采用24V開關電源321，電源調整電路312采用直流電壓轉換模塊(DC/DC) 322，隔離開關313采用第一繼電器323，且第一繼電器323通過第一繼電器323的觸點324與緩吸緩放控制電路302相連，第一繼電器323通過觸點324為緩吸緩放控制電路302提供所要執(zhí)行的應急啟動信號。進一步，直流電壓轉換模塊(DC/DC) 322采用LM2576的穩(wěn)壓電路；第一繼電器323采用TQ2-5V繼電器，第一繼電器323的觸點324采用雙刀雙執(zhí)式觸點，應急啟動開關101通過HEADER8X2接口與24V開關電源321連接在一起。
[0039]圖5是本發(fā)明隔離開關電路組件的具體電路實現(xiàn)一例。其中應急啟動開關101接著J9的第14個端子和第16個端子上。24V開關電源321輸出接在J9的第10個端子(SP+24YJ)和第12個端子(即GND YJ)上(假設為+24V，當然可以是合適的任何電壓)。當應急啟動開關101接通后，J9的第16個端子(即+24YJ1)的電平為+24V，經(jīng)過LM2576后，輸出+5V電壓到TQ2-5V繼電器上，此TQ2-5V繼電器的觸點為雙刀雙執(zhí)，包括第一、二常閉觸點2，7、第一、二常開觸點4，5以及第一、二公共觸點3，6 ;當TQ2-5V得電后，第一常開觸點4和第一公共觸點3接通，TQ2-5V繼電器通過第一公共觸點3向緩吸緩放控制電路302發(fā)送需要執(zhí)行應急啟動信號；同時，第二常開觸點5和第二公共觸點6接通，TQ2-5V繼電器通過第二公共觸點6向緩吸緩放控制電路302發(fā)送應急啟動信號使緩吸緩放控制電路302開始執(zhí)行緩沖緩放功能，緩吸緩放控制電路302控制加熱組件接通。
[0040]本發(fā)明的緩吸緩放控制電路302有多種實現(xiàn)方法，例如阻容繼電器組延時控制的緩吸緩放電路、延時繼電器組控制的緩吸緩放電路或微控制單元控制的緩吸緩放控制電路。圖6是微控制單元控制的緩吸緩放控制電路的原理圖。
[0041]參見圖6，微控制單元控制的緩吸緩放控制電路由工業(yè)級微控制單元331、應急啟動延時調節(jié)電路333、緩吸緩放延時調節(jié)電路334以及N個驅動電路332 (N為大于I的整數(shù));其中，工業(yè)級微控制單元331的輸入端分別與用于提供應急啟動信號的隔離開關313、用于控制第一個驅動電路延遲時間的應急啟動延時調節(jié)電路333以及用于控制其他驅動電路延遲時間的緩吸緩放延時調節(jié)電路334相連；工業(yè)級微控制單元331的輸出端分別與若干個驅動電路332相連，每個驅動電路332通過對應的第二驅動電路332接通或斷開加熱組件。
[0042]緩吸緩放控制電路302的控制核心為一個工業(yè)級微控制單元(工業(yè)級MCU)331，工業(yè)級MCU331的輸出信號分別經(jīng)過N個驅動電路332驅動后輸出。
[0043]本發(fā)明的電氣控制系統(tǒng)包括若干個獨立的電氣控制柜200，每個電氣控制柜200內均設置有應急控制裝置300，每個電氣控制柜200中的應急控制裝置300并聯(lián)到應急啟動開關101上，每個應急控制裝置300中緩吸緩放控制電路302的輸出端上連有N個第二繼電器201，每個繼電器與一個加熱組件相連，緩吸緩放控制電路302通過第二繼電器201控制對應的加熱組件接通和斷開。[0044]電氣控制系統(tǒng)是基于道岔融雪監(jiān)控系統(tǒng)中的應急控制裝置建立的，而隔離開關組件的電源的輸出端上串聯(lián)有應急啟動開關，由于應急啟動開關的串聯(lián)在電源和隔離開關之間，隔離開關又與緩吸緩放控制電路相連，因此，隔離開關能夠使電氣控制系統(tǒng)中各個緩吸緩放控制電路在電氣上實現(xiàn)隔離，避免了應急系統(tǒng)故障對電氣控制系統(tǒng)其它部件的影響。
[0045]在實際工作時，要求各電氣控制柜200的第二繼電器201盡可能不要同時工作，以免對電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊，本發(fā)明加入應急啟動延時調節(jié)電路333和緩吸緩放延時調節(jié)電路334來調整各應急控制裝置300控制繼電器201的時機，只要各控制柜應急啟動延時調節(jié)電路333和緩吸緩放延時調節(jié)電路334設置不同，就盡可能避免各電氣控制柜200的繼電器201同時輸出的問題。
[0046]本發(fā)明將應急控制裝置和電氣控制系統(tǒng)的工作過程如下:
[0047]按下應急啟動開關101，電源321向電壓轉換模塊322供電，電壓轉換模塊322輸出5V電壓到第一繼電器323，第一繼電器323得電后，觸點324吸合，緩吸緩放驅動電路302檢測到觸點324的開關接通后，執(zhí)行緩吸操作，加熱組件逐路接通。當應急啟動開關101斷開，電壓轉換模塊322失電，無輸出，第一繼電器323因斷電引起觸點324斷開，緩吸緩放控制電路302檢測到觸點324斷開后，執(zhí)行緩放操作，加熱組件逐路斷開，即完成應急控制裝置的工作。
[0048]本發(fā)明的電氣控制系統(tǒng)的工作過程如下:在按下應急啟動開關101后，應急控制裝置300中的緩吸緩放驅動電路302執(zhí)行緩吸功能，并驅動第二繼電器201依次接通，每個繼電器201最終驅動對應的執(zhí)行單元(如接觸器)以接通加熱通路。在斷開應急啟動開關101后，緩吸緩放控制電路302檢測到觸點324斷開后，執(zhí)行緩放操作，驅動第二繼電器201依次斷開，每個繼電器201對應的執(zhí)行單元(如接觸器)控制所對應的加熱通路依次斷開。另外，本發(fā)明的緩吸緩放控制電路還能將應急開始執(zhí)行以及應急執(zhí)行完成信號反饋給監(jiān)控裝置，用戶可以在監(jiān)控人機界面上看到應急執(zhí)行情況。
[0049]本發(fā)明加入應急啟動延時調節(jié)電路333和緩吸緩放延時調節(jié)電路334來調整各應急控制裝置300控制繼電器201的時機，只要各控制柜應急啟動延時調節(jié)電路333和緩吸緩放延時調節(jié)電路334設置不同，就盡可能避免各控制柜200的繼電器201同時輸出的問題。
[0050]例如01#電氣控制柜應急啟動延時調節(jié)電路333調節(jié)得到的延時時間為ls，02#電氣控制柜為2s，依次類推，10#電氣控制柜應急啟動延時時間為10s，每個電氣控制柜的緩吸緩放延時時間通過緩吸緩放延時調節(jié)電路334的設置后設置為11s，則各電氣控制柜的接通加熱通路的時刻如表I所示:
[0051]表I為各電氣控制柜的接通加熱通路的時刻
[0052]
【權利要求】
1.道岔融雪監(jiān)控系統(tǒng)中的應急控制裝置，其特征在于:包括隔離開關組件(301)以及緩吸緩放控制電路(302)，隔離開關組件包括電源(311)以及隔離開關(313)，電源(311)的輸出端上串聯(lián)有應急啟動開關(101)，隔離開關(313)將應急啟動開關(101)的開關信號隔離后轉換為應急啟動信號輸出給緩吸緩放控制電路(302)，緩吸緩放控制電路(302)用于加熱組件的接通和斷開。
2.根據(jù)權利要求1所述的道岔融雪監(jiān)控系統(tǒng)中的應急控制裝置，其特征在于:所述的緩吸緩放控制電路(302)采用阻容繼電器組延時控制的緩吸緩放電路、延時繼電器組控制的緩吸緩放電路或微控制單元控制的緩吸緩放控制電路。
3.根據(jù)權利要求2所述的道岔融雪監(jiān)控系統(tǒng)中的應急控制裝置，其特征在于:所述的微控制單元控制的緩吸緩放控制電路包括工業(yè)級微控制單元(331)、應急啟動延時調節(jié)電路(333)、緩吸緩放延時調節(jié)電路(334)以及若干個驅動電路(332);其中，工業(yè)級微控制單元(331)的輸入端分別與用于提供應急啟動信號的隔離開關(313)、用于控制第一個驅動電路延遲時間的應急啟動延時調節(jié)電路(333)以及用于控制其他驅動電路延遲時間的緩吸緩放延時調節(jié)電路(334)相連，工業(yè)級微控制單元(331)的輸出端分別與若干個驅動電路(332)相連。
4.根據(jù)權利要求1所述的道岔融雪監(jiān)控系統(tǒng)中的應急控制裝置，其特征在于:所述的電源(311)與隔離開關(313)之間設置有電源調整電路(312)，電源調整電路(312)用于將電源(311)提供的電源調整為隔離開關(313)接受的電壓范圍輸入到隔離開關(313)。
5.根據(jù)權利要求4所述的道岔融雪監(jiān)控系統(tǒng)中的應急控制裝置，其特征在于:所述的隔離開關(313)為第一繼電器(323)，且電源調整電路(312)的輸出端與第一繼電器(323)相連，第一繼電器(323)的觸點(324)與緩吸緩放控制電路(302)相連。
6.根據(jù)權利要求5所述的道岔融雪監(jiān)控系統(tǒng)中的應急控制裝置，其特征在于:所述的第一繼電器(323)采用TQ2-5V繼電器，觸點(324)采用雙刀雙執(zhí)式觸點。
7.根據(jù)權利要求5所述的道岔融雪監(jiān)控系統(tǒng)中的應急控制裝置，其特征在于:所述的電源(311)采用24V開關電源(321)，電源調整電路(312)是采用LM2576穩(wěn)壓電路的直流電壓轉換模塊(322)。
8.根據(jù)權利要求4或5所述的道岔融雪監(jiān)控系統(tǒng)中的應急控制裝置，其特征在于:所述的應急啟動開關(101)與電源(311)是通過HEADER8X2接口連接在一起的。
9.根據(jù)權利要求1所述的道岔融雪監(jiān)控系統(tǒng)應急控制裝置，其特征在于:所述的應急啟動開關(101)設置在遠程控制終端(100)處。
10.基于權利要求1所述的道岔融雪監(jiān)控系統(tǒng)中的應急控制裝置的電氣控制系統(tǒng)，其特征在于:包括若干個獨立的電氣控制柜(200),每個電氣控制柜(200)內均設置有應急控制裝置(300)，每個電氣控制柜(200)中的應急控制裝置(300)并聯(lián)到應急啟動開關(101)上。
【文檔編號】G05B19/042GK103488107SQ201310374223
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月23日 優(yōu)先權日:2013年8月23日
【發(fā)明者】王雷, 趙波浪, 許俊, 李永順, 賈愨, 常義軍 申請人:中鐵電化（西安）通號設備有限公司