專利名稱：地鐵屏蔽門模塊化單元控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于地鐵屏蔽門系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是一種地鐵屏蔽門模塊化單元控制器。
背景技術(shù)：
隨著“地鐵時(shí)代”的到來，地鐵屏蔽門是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，地鐵屏蔽門模塊化單元控制器是地鐵屏蔽門電氣系統(tǒng)的核心部件，控制滑動(dòng)門開關(guān)動(dòng)作。作為核心部件，現(xiàn)有的屏蔽門門單元控制器往往存在下列問題:(I)采用離散的CMOS功率器件，其過流、過熱及過壓、欠壓保護(hù)功能不完善，功率器件易損壞；(2)缺少電流檢測模塊，當(dāng)電機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)、過載、短路時(shí)無法區(qū)分，易導(dǎo)致誤報(bào)警以及電機(jī)、功率器件損壞；(3)軟件升級困難，需要使用專門編程器，并對對現(xiàn)場48個(gè)門單元控器分別進(jìn)行程序下載，操作繁瑣工作量非常大，提高了運(yùn)營成本。申請?zhí)枮?01010042672.0的中國專利，公開一種地鐵安全門控制系統(tǒng)，包括:主監(jiān)視系統(tǒng)、中央控制盤接口單元、輸入服務(wù)單元、控制中心服務(wù)器以及多個(gè)門單元控制器，其中，所述主監(jiān)視系統(tǒng)通過PR0FIBUS總線與中央控制盤接口單元相連，主監(jiān)視系統(tǒng)通過M0DIBUS總線與輸入服務(wù)單元和控制中心服務(wù)器相連，且所述輸入服務(wù)單元還通過PR0FIBUS總線與中央控制盤接口單元相連，所述中央控制盤接口單元還通過PR0FIBUS總線與所述多個(gè)門單元控制器相連；當(dāng)主監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障不能正常工作時(shí)，輸入服務(wù)單元與控制中心服務(wù)器通過M0DIBUS總線進(jìn)行通訊，將安全門的狀態(tài)信息傳送給控制中心服務(wù)器。但其具有以下缺點(diǎn):控制系統(tǒng)器件過于分散不利于整體控制，且穩(wěn)定性較差；電路缺少短路保護(hù)、過熱保護(hù)及模塊控制電源欠壓保護(hù)功能，運(yùn)行安全性較差；缺少電流傳感器，難以根據(jù)門體負(fù)載實(shí)現(xiàn)精確化控制；故障檢測裝置功能單一，診斷準(zhǔn)確率較差；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不利于節(jié)約運(yùn)營成本。鑒于上述缺陷，亟需一種改進(jìn)的地鐵屏蔽門模塊化單元控制器，下面進(jìn)一步闡述其內(nèi)容。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種地鐵屏蔽門模塊化單元控制器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中地鐵屏蔽門單元控制器元件多而分散導(dǎo)致的控制器穩(wěn)定性差、CMOS功率器件易損壞、故障診斷準(zhǔn)確率低下、地鐵運(yùn)營成本高等問題。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:該地鐵屏蔽門模塊化單元控制器，包括開關(guān)量輸入輸出模塊、滑動(dòng)門位置檢測模塊、電流檢測模塊、微處理器、電平轉(zhuǎn)換模塊、光電隔離模塊、故障輸出模塊、通信接口電路、智能功率模塊和過流檢測電路，其技術(shù)要點(diǎn):所述微處理器分別與開關(guān)量輸入輸出模塊、滑動(dòng)門位置檢測模塊、電流檢測模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊、光電隔離模塊、故障輸出模塊相連，電平轉(zhuǎn)換模塊與通信接口電路相連，智能功率模塊分別與光電隔離模塊、故障輸出模塊、過流檢測電路相連。所述通信接口為RS485接口。[0007]本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)及積極效果是:電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路采用高度集成化的智能模塊來代替其它廠家的離散器件，該智能模塊將驅(qū)動(dòng)電路及六個(gè)功率元件集成在一起，同時(shí)具有短路保護(hù)、過熱保護(hù)及模塊控制電源欠壓保護(hù)功能，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，微處理器檢測到該故障信號，禁止輸出驅(qū)動(dòng)信號，模塊立即關(guān)斷，保護(hù)功率模塊，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號；增加了高性能的電流傳感器來檢測電機(jī)電流，根據(jù)門體及負(fù)載的不同，調(diào)整過載、過流、短路電流數(shù)值，通過監(jiān)測電流來判斷是否發(fā)生堵轉(zhuǎn)、短路、過載等現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了精確化控制，當(dāng)檢測到故障時(shí)能夠迅速切斷功率電路，防止電機(jī)和功率器件的損壞；通過現(xiàn)有的工控機(jī)與門控器的RS485通信總線，在設(shè)備房內(nèi)，即可通過工控機(jī)上的專用軟件能夠?qū)φ九_上的48個(gè)門單元進(jìn)行軟件的遠(yuǎn)程、在線升級，極大地節(jié)約了人力、物力，更加方便安全，降低了運(yùn)營成本。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖中序號說明:1開關(guān)量輸入輸出模塊；2滑動(dòng)門位置檢測模塊；3電流檢測模塊；4微處理器；5電平轉(zhuǎn)換模塊；6光電隔離模塊；7故障輸出模塊；8通信接口電路；9智能功率模塊；10過流檢測電路。
具體實(shí)施方式
根據(jù)
圖1詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)。該地鐵屏蔽門模塊化單元控制器，其包括微處理器4分別與開關(guān)量輸入輸出模塊1、滑動(dòng)門位置檢測模塊2、電流檢測模塊3、電平轉(zhuǎn)換模塊5、光電隔離模塊6、故障輸出模塊7相連，電平轉(zhuǎn)換模塊5與RS485通信接口電路8相連，智能功率模塊9分別與光電隔離模塊6、故障輸出模塊7、過流檢測電路10相連。高性能微處理器是控制的核心，它通過智能功率模塊及滑動(dòng)門位置檢測模塊控制電機(jī)按照預(yù)定曲線完成滑動(dòng)門的運(yùn)動(dòng)控制并檢測過流過熱故障。通過通信接口模塊與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)正常數(shù)據(jù)交換和軟件在線升級。正常數(shù)據(jù)交換包括將狀態(tài)信息和故障信息上傳，同時(shí)接收上位機(jī)的參數(shù)設(shè)置和命令信息。電流檢測模塊判斷電機(jī)堵轉(zhuǎn)或短路保護(hù)電機(jī)。開關(guān)量輸入輸出模塊輸入開關(guān)門命令信號，輸出滑動(dòng)門狀態(tài)信息同時(shí)驅(qū)動(dòng)電子鎖檢測電子鎖的狀態(tài)信息確定電子鎖的狀況。智能功率模塊內(nèi)部搭載高性能IGBT功率器件，損耗更低。具有IGBT驅(qū)動(dòng)電路，過流、過熱保護(hù)，控制電源欠壓保護(hù)功能。微處理器的脈寬調(diào)制接口連接光電隔離電路。電路的輸出與智能功率模塊的輸入接口連接。處理器發(fā)出高速調(diào)制脈沖經(jīng)功率模塊轉(zhuǎn)換后控制電機(jī)的速度。同時(shí)由滑動(dòng)門位置檢測模塊檢測電機(jī)位置信號，信號的輸出接入處理器的電平變化中斷接口確定電機(jī)的位置。處理器根據(jù)位置信號實(shí)現(xiàn)正確的換相，保證電機(jī)可靠運(yùn)行。在電機(jī)主回路中使用過流檢測電路檢測過流信號，過流信號接入功率模塊的檢測端口。當(dāng)模塊檢測到過流或過熱故障時(shí)通過模塊的端口輸出一個(gè)信號到過流過熱故障輸出電路，電路的輸出連接處理器的外部中斷端口。處理器在外部中斷處理程序中及時(shí)響應(yīng)故障信號關(guān)閉模塊保護(hù)模塊和電機(jī)。電流檢測模塊的傳感器選用霍爾電流傳感器，電流傳感器的測量范圍(T5A、供電電壓5V、輸出測量信號(T5V。測量信號與處理器的模擬接口連接。處理器實(shí)時(shí)檢測測量信號，然后將采集到的測量信號與設(shè)定的堵轉(zhuǎn)電流信號和短路電流信號(可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整)比較,當(dāng)確認(rèn)發(fā)生堵轉(zhuǎn)和短路故障時(shí)及時(shí)關(guān)閉模塊，保護(hù)功率模塊和電機(jī)。軟件在線升級功能實(shí)際上是根據(jù)處理器的具體設(shè)置而開發(fā)的專用引導(dǎo)程序。它與上位機(jī)軟件配套使用。通過RS485通信接口電路與上位機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)在線/遠(yuǎn)程升級。處理器內(nèi)的軟件程序復(fù)位后，首先讀取EEPROM固定地址內(nèi)的數(shù)據(jù)信息，判斷程序流向:進(jìn)入引導(dǎo)程序還是執(zhí)行現(xiàn)有程序。如果執(zhí)行現(xiàn)有程序則跳轉(zhuǎn)到正常程序人口。在程序運(yùn)行中接收上位機(jī)數(shù)據(jù)判斷是否進(jìn)行程序升級，如接收到程序升級命令則在EEPROM固定地址內(nèi)寫入對應(yīng)數(shù)據(jù)，然后程序復(fù)位準(zhǔn)備進(jìn)入引導(dǎo)程序。如果進(jìn)入引導(dǎo)程序則接收上位機(jī)發(fā)送的程序代碼，通過CRC校驗(yàn)確定數(shù)據(jù)的正確性，如果數(shù)據(jù)錯(cuò)誤通知上位機(jī)重發(fā)，如數(shù)據(jù)正確則寫入處理器特定的程序區(qū)間。刷新原來的程序直到整個(gè)程序升級完成。程序升級完成后改寫EEPROM固定地址內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)入正常程序執(zhí)行。這樣就實(shí)現(xiàn)了軟件遠(yuǎn)程在線升級。
權(quán)利要求1.一種地鐵屏蔽門模塊化單元控制器，包括開關(guān)量輸入輸出模塊、滑動(dòng)門位置檢測模塊、電流檢測模塊、微處理器、電平轉(zhuǎn)換模塊、光電隔離模塊、故障輸出模塊、通信接口電路、智能功率模塊和過流檢測電路，其特征在于:所述微處理器分別與開關(guān)量輸入輸出模塊、滑動(dòng)門位置檢測模塊、電流檢測模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊、光電隔離模塊、故障輸出模塊相連，電平轉(zhuǎn)換模塊與通信接口電路相連，智能功率模塊分別與光電隔離模塊、故障輸出模塊、過流檢測電路相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的控制器，其特征在于:所述通信接口為RS485接口。
專利摘要一種地鐵屏蔽門模塊化單元控制器，包括開關(guān)量輸入輸出模塊、滑動(dòng)門位置檢測模塊、電流檢測模塊、微處理器、電平轉(zhuǎn)換模塊、光電隔離模塊、故障輸出模塊、通信接口電路、智能功率模塊和過流檢測電路，其技術(shù)要點(diǎn)是所述微處理器分別與開關(guān)量輸入輸出模塊、滑動(dòng)門位置檢測模塊、電流檢測模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊、光電隔離模塊、故障輸出模塊相連，電平轉(zhuǎn)換模塊與通信接口電路相連，智能功率模塊分別與光電隔離模塊、故障輸出模塊、過流檢測電路相連。解決了現(xiàn)有技術(shù)中地鐵屏蔽門單元控制器元件多而分散導(dǎo)致的控制器穩(wěn)定性差、CMOS功率器件易損壞、故障診斷準(zhǔn)確率低下、地鐵運(yùn)營成本高等問題。
文檔編號E05F15/14GK203084522SQ201220726580
公開日2013年7月24日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者劉洪亮, 劉沖 申請人:沈陽遠(yuǎn)大鋁業(yè)工程有限公司