專利名稱：地鐵干燥器電控盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種干燥器電氣控制裝置，尤其是適用于地鐵車輛空氣干燥器打風(fēng)控制、加熱器控制的電控盒。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有干燥器使用的電控器只是應(yīng)用到機(jī)車而非地鐵上，地鐵車輛在運(yùn)行過程中，由于本身電路結(jié)構(gòu)等因素影響，易發(fā)生下列常見故障①89系列單片機(jī)電磁兼容性差，容易死機(jī)或程序跑飛，使電磁閥轉(zhuǎn)換紊亂或產(chǎn)生難以預(yù)知的其他故障。②加熱器使用小型繼電器控制加熱，而繼電器經(jīng)常拉弧燒結(jié)在一起，無(wú)法斷電，從而燒壞加熱器。③傳感器采用可靠性不高且非固定連接的器件，易失靈而導(dǎo)致誤動(dòng)作，如，在夏天環(huán)境溫度達(dá)到40 50°C的高溫時(shí)，因傳感器失靈，使加熱器仍然加熱；在冬天，反而又得不加熱。④電源電路采用開關(guān)電源，輸出電壓質(zhì)量差、交流紋波大、電磁輻射大、抗干擾能力低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種電磁兼容性好、時(shí)鐘信號(hào)精確度高、由電磁閥控制打風(fēng)狀態(tài)，并具有加熱器自動(dòng)加熱、告警信號(hào)輸出等功能的地鐵干燥器控制盒。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型包括直流電源變換電路I、壓力變送電路2、加熱器控制電路3、打風(fēng)控制電路4、告警信號(hào)電路5和CPU控制電路6，其中，打風(fēng)控制電路4又包括時(shí)鐘發(fā)生器U82、分頻器U62、時(shí)序控制器U122、光耦一 U52、光耦二 U72、光耦三U122、光耦四U132、第一電磁閥控制與檢測(cè)單元、第二電磁閥控制與檢測(cè)單元和自恢復(fù)保險(xiǎn)R22。由時(shí)鐘發(fā)生器U82、分頻器U62輸出方波信號(hào)，經(jīng)時(shí)序控制器U122輸出LEFT、RIGHT信號(hào)后，分別輸入至第一電磁閥控制與檢測(cè)單元和第二電磁閥控制與檢測(cè)單元，再經(jīng)光耦一 U52、光耦二 U72、光耦三Ul 12、光耦四U132輸出電平信號(hào)送至CPU控制電路6處理。為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)加熱器的自動(dòng)加熱控制，加熱器控制電路3外接直流電源DC110V，串聯(lián)溫控器、電阻R83、加熱器，在電阻R83兩端上取樣電壓信號(hào)，經(jīng)光耦五U43輸出電平信號(hào)送至CPU控制電路6處理。采用這樣的技術(shù)方案后，打風(fēng)壓力變送信號(hào)能精準(zhǔn)送至CPU，由CPU監(jiān)測(cè)風(fēng)壓并作處理。該CPU具有超強(qiáng)抗干擾、超低功耗、高速率、豐富的I/O 口等特點(diǎn)，電磁兼容性好，不會(huì)造成程序跑飛、死機(jī)，可靠性得到大幅度提高。電磁閥工作時(shí)序精確度高，并具備“定時(shí)轉(zhuǎn)換”、“重疊失電”、“狀態(tài)記憶”、“時(shí)間累積”功能。為適應(yīng)在地鐵車輛上的安裝空間要求，本實(shí)用新型電控盒為一個(gè)長(zhǎng)方形殼體，其整體尺寸為長(zhǎng)320mm、寬200mm、高74mm。該殼體由上、下箱體組成，所有器件都緊密固定在長(zhǎng)方形殼體中，采用氯丁背膠密封條密封，其防塵防水性能達(dá)到IP65。

圖I是本實(shí)用新型地鐵干燥器電控盒的外殼結(jié)構(gòu)尺寸圖。[0009]圖2是本實(shí)用新型地鐵干燥器電控盒的原理方框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖I所示，地鐵干燥器電控盒為一個(gè)長(zhǎng)方形殼體，其整體尺寸為長(zhǎng)320mm、寬200mm、高74mm。該殼體由上、下箱體組成，在下箱體上焊有4個(gè)相同尺寸的安裝座，每個(gè)安裝座均有一個(gè)橢圓形螺栓孔，以適應(yīng)在地鐵車輛上的安裝空間要求。本實(shí)用新型一體化設(shè)計(jì)，用戶安裝操作簡(jiǎn)便，所有器件都緊密固定在長(zhǎng)方形殼體中，采用氯丁背膠密封條密封，其防塵防水性能達(dá)到IP65。如圖2所示，直流電源變換電路I外接DCl IOV直流電源輸入，經(jīng)線性穩(wěn)壓電路、小功率電源模塊、三端穩(wěn)壓后，輸出穩(wěn)定的DC5V、DC10V、DC24V電壓。 壓力變送電路2外接壓力變送器的電流信號(hào)，經(jīng)電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，由放大器U64A放大后接光電隔離U54，再經(jīng)放大器U74A放大送至CPU控制電路6處理。該電路的作用是對(duì)壓力變送器電信號(hào)進(jìn)行光電隔離、電壓校正并讓CPU識(shí)別打風(fēng)風(fēng)壓的大小并處理。加熱器控制電路3外接DCllOV直流電源，串聯(lián)溫控器、電阻R83、加熱器，在電阻R83兩端上取樣電壓信號(hào)，經(jīng)光耦五U43輸出電平信號(hào)送至CPU控制電路6處理。當(dāng)環(huán)境溫度低于0°c時(shí)，溫控器內(nèi)觸點(diǎn)接通，加熱器通電加熱，此時(shí)在電阻R83兩端取一個(gè)電壓信號(hào)作為加熱器指示燈電源，并經(jīng)光耦五U43輸出高電平信號(hào)送至CPU控制電路6處理；當(dāng)環(huán)境溫度高于8°C時(shí)，溫控器內(nèi)觸點(diǎn)斷開，加熱器斷電而停止加熱，此時(shí)在電阻R83兩端沒有電壓信號(hào)，加熱器指示燈不亮，光耦五U43輸出低電平信號(hào)送至CPU控制電路6處理。從CPU輸出信號(hào)控制繼電器的動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱器電路的檢測(cè)和在溫控器故障時(shí)替代溫控器控制作用。打風(fēng)控制電路4包括時(shí)鐘發(fā)生器U82、分頻器U62、時(shí)序控制器U122、光耦一 U52、光耦二 U72、光耦三U112、光耦四U132、第一電磁閥控制與檢測(cè)單元、第二電磁閥控制與檢測(cè)單元和自恢復(fù)保險(xiǎn)R22，外接直流控制信號(hào)電壓DCllOV輸入。其中，第一電磁閥控制與檢測(cè)單元包括電磁閥I線圈、取樣電阻、三極管T22、T32 ;第二電磁閥控制與檢測(cè)單元包括電磁閥2線圈、取樣電阻、三極管T42、T52。由時(shí)鐘發(fā)生器U82與非門及阻容器件構(gòu)成純硬件的自激振蕩電路輸出102. IkHz方波信號(hào)，經(jīng)分頻器U62的14節(jié)分頻后輸出周期為160s的方波信號(hào)，另外還從分頻器U62的2腳、14腳輸出不同周期的方波信號(hào)。從分頻器U62的2、3、14腳輸出的方波信號(hào)均輸入至?xí)r序控制器U122與非門，其內(nèi)部組成基本RS觸發(fā)電路來(lái)控制每個(gè)電磁閥的狀態(tài)。由時(shí)序控制器U122輸出的LEFT信號(hào)輸入至第一電磁閥控制與檢測(cè)單元中三極管T22基極、經(jīng)過一個(gè)與非門輸入至三極管T32基極，由時(shí)序控制器U122輸出的RIGHT信號(hào)輸入至第二電磁閥控制與檢測(cè)單元中三極管T42基極、經(jīng)過一個(gè)與非門輸入至三極管T52基極。當(dāng)LEFT信號(hào)為高電平時(shí)，三極管T22飽和導(dǎo)通，直流控制信號(hào)電壓經(jīng)自恢復(fù)保險(xiǎn)R22和第一電磁閥控制與檢測(cè)單元構(gòu)成電源回路，電磁閥I得電工作，此時(shí)將取樣電阻兩端電壓信號(hào)經(jīng)光耦一 U52輸出高電平信號(hào)送至CPU控制電路6處理；LEFT的高電平信號(hào)經(jīng)過與非門轉(zhuǎn)換為低電平信號(hào)連接至三極管T32基極，使三極管T32截止，光耦二 U72輸出低電平信號(hào)送至CPU控制電路6處理。當(dāng)LEFT信號(hào)為低電平時(shí)，三極管T22截止，電磁閥I失電停止工作，此時(shí)取樣電阻兩端沒有電壓信號(hào)，光耦一 U52輸出低電平信號(hào)送至CPU控制電路6處理；LEFT的低電平信號(hào)經(jīng)過與非門轉(zhuǎn)換為高電平信號(hào)連接至三極管T32基極，使三極管T32飽和導(dǎo)通，光耦二U72輸出高電平信號(hào)送至CPU控制電路6處理。當(dāng)RIGHT信號(hào)為高電平時(shí)，三極管T42飽和導(dǎo)通，直流控制信號(hào)電壓經(jīng)過自恢復(fù)保險(xiǎn)R22和第二電磁閥控制與檢測(cè)單元構(gòu)成電源回路，電磁閥2得電工作，此時(shí)將取樣電阻兩端電壓信號(hào)經(jīng)光耦三Ul 12輸出高電平信號(hào)送至CPU控制電路6處理；RIGHT的高電平信號(hào)經(jīng)過與非門轉(zhuǎn)換為低電平信號(hào)連接至三極管T52基極，使三極管T52截止，光耦四U132輸出低電平信號(hào)送至CPU控制電路6處理。當(dāng)RIGHT信號(hào)為低電平時(shí)，三極管T42截止，電磁閥2失電停止工作。此時(shí)取樣電 阻兩端沒有電壓信號(hào)，光耦三Ul 12輸出低電平信號(hào)送至CPU控制電路6處理；RIGHT的低電平信號(hào)經(jīng)過與非門轉(zhuǎn)換為高電平信號(hào)連接至三極管T52基極，使三極管T52飽和導(dǎo)通，光耦四Ul32輸出高電平信號(hào)送至CPU控制電路6處理。打風(fēng)控制電路4還實(shí)現(xiàn)了電磁閥的“定時(shí)轉(zhuǎn)換”、“重疊失電”、“狀態(tài)記憶”、“時(shí)間累計(jì)”等功能。定時(shí)轉(zhuǎn)換電控盒設(shè)有一根控制信號(hào)電源線DCl 10V，專為向電控盒下達(dá)工作指令用。當(dāng)電控盒得到工作指令后通電，電磁閥應(yīng)開始工作，按設(shè)定的時(shí)間周期T分別對(duì)兩個(gè)電磁閥1、2輸出“通電”和“斷電”信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)電磁閥分別70s通電、IOs斷電功能。重疊失電電控盒在同一工作周期T內(nèi)，對(duì)兩個(gè)電磁閥的“通電”和“斷電”的時(shí)間設(shè)置為不相等。設(shè)通電時(shí)間為Tl，斷電時(shí)間為T2，T=T1+T2。這樣，兩個(gè)電磁閥在轉(zhuǎn)換前將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)失電重疊時(shí)間，即Τ2。這一功能將使裝置獲得“柔性轉(zhuǎn)換”效果。狀態(tài)記憶當(dāng)工作周期中斷時(shí)，電控盒應(yīng)將其工作狀態(tài)記存下來(lái)，待下次工作時(shí)，仍將按原狀態(tài)繼續(xù)，即，原得電的電磁閥仍得電，原失電的電磁閥繼續(xù)失電，直到這一工作周期完成后再進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而不是重新從“O”開始。時(shí)間累計(jì)當(dāng)一個(gè)工作周期還未完成而控制信號(hào)電源(斷電時(shí)，電磁閥應(yīng)立即中斷工作，停止計(jì)時(shí)。當(dāng)控制信號(hào)電源再次通電時(shí)，應(yīng)在原工作時(shí)間上累計(jì)，直到完成這一工作周期才進(jìn)行轉(zhuǎn)換。告警信號(hào)電路5包括光電隔離U23、三極管Τ13、繼電器U13、指示燈L13、指示燈L23。CPU輸出的信號(hào)接至光電隔離U23。當(dāng)為高電平信號(hào)時(shí)，光電隔離U23內(nèi)部的第4單元光耦不能工作，其第9、第10腳截止，指示燈L23沒有電源回路而不亮；當(dāng)為低電平信號(hào)時(shí)，光電隔離U23內(nèi)部的第4單元光耦正常工作，其第9、第10腳導(dǎo)通，指示燈L23經(jīng)光電隔離U23第9、第10腳形成電源回路而亮。CPU輸出的信號(hào)接至光電隔離U23的4腳。當(dāng)為高電平信號(hào)時(shí)，光電隔離U23內(nèi)部的第2單元光耦不能工作，其第13、第14腳截止，三極管Τ13截止，指示燈L13沒有電源回路而不亮，繼電器U13線圈沒有電源回路而不動(dòng)作，告警信號(hào)輸出高電平至外接設(shè)備。當(dāng)為低電平信號(hào)時(shí)，光電隔離U23內(nèi)部的第2單元光耦正常工作，其第13、第14腳導(dǎo)通，三極管Τ13導(dǎo)通，指示燈L13構(gòu)成電源回路而亮紅燈警告，繼電器U13線圈構(gòu)成電源回路而動(dòng)作，告警信號(hào)輸出低電平至外接設(shè)備。CPU控制電路6中CPU的功能腳連接RS232芯片Ul 1，用于CPU與外部數(shù)據(jù)間的傳輸(程序下載、實(shí)時(shí)傳輸各種部件的工作狀態(tài)信息到PC端監(jiān)測(cè)軟件)。溫感芯片連接到CPU的功能腳，用于監(jiān)測(cè)電控盒的溫度。CPU采用STC12C5410系列，具有超強(qiáng)抗干擾、超低功耗、高速率、豐富的I/O 口等特點(diǎn)。當(dāng)然，本實(shí)用新型并不 限于上述實(shí)施方式，在所屬技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下作出各種變化。
權(quán)利要求1.一種地鐵干燥器電控盒，包括直流電源變換電路(I)、壓力變送電路(2)、加熱器控制電路(3 )、打風(fēng)控制電路(4 )、告警信號(hào)電路(5 )和CPU控制電路(6 )，其特征在于所述打風(fēng)控制電路(4)包括時(shí)鐘發(fā)生器(U82)、分頻器(U62)、時(shí)序控制器(U122)、光耦一(U52)、光耦二(U72)、光耦三(U112)、光耦四(U132)、第一電磁閥控制與檢測(cè)單元、第二電磁閥控制與檢測(cè)單元和自恢復(fù)保險(xiǎn)(R22)，由時(shí)鐘發(fā)生器(U82)、分頻器(U62)輸出方波信號(hào)，經(jīng)時(shí)序控制器(U122)輸出LEFT、RIGHT信號(hào)后，分別輸入至第一電磁閥控制與檢測(cè)單元和第二電磁閥控制與檢測(cè)單元，再經(jīng)光耦一(U52)、光耦二(U72)、光耦三(U112)、光耦四(U132)輸出電平信號(hào)送至CPU控制電路(6)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的地鐵干燥器電控盒，其特征在于所述的加熱器控制電路(3)外接直流電源DC110V，串聯(lián)溫控器、電阻(R83)、加熱器，在電阻(R83)兩端上取樣電壓信號(hào)，經(jīng)光耦五(U43)輸出電平信號(hào)送至CPU控制電路(6)處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的地鐵干燥器電控盒，其特征在于所述的電控盒為一個(gè)長(zhǎng)方形殼體，其整體尺寸為長(zhǎng)320臟、寬200mm、高74臟。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種地鐵干燥器電控盒，包括直流電源變換電路(1)、壓力變送電路(2)、加熱器控制電路(3)、打風(fēng)控制電路(4)、告警信號(hào)電路(5)和CPU控制電路(6)。其中，打風(fēng)控制電路(4)包括時(shí)鐘發(fā)生器(U82)、分頻器(U62)、時(shí)序控制器(U122)、光耦一(U52)、光耦二(U72)、光耦三(U112)、光耦四(U132)、第一電磁閥控制與檢測(cè)單元、第二電磁閥控制與檢測(cè)單元和自恢復(fù)保險(xiǎn)(R22)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊、工作時(shí)序精確度高、電磁兼容性好，可靠性大幅度提高。
文檔編號(hào)H05K5/02GK202661794SQ201220019809

公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月17日
發(fā)明者湯強(qiáng)林 申請(qǐng)人:湯強(qiáng)林