CN103021200A - 一种交通信号灯及其控制机的故障诊断装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交通信号灯及其控制机的故障诊断装置及方法，其使用继电器和比较器将交通信号灯及其控制机的电压电流转变为数字信号，并进行异或逻辑运算作出故障判断。与现有装置相比，结构简单，成本低廉，性价比高。

Description

一种交通信号灯及其控制机的故障诊断装置及方法

技术领域

本发明涉及一种交通信号灯及其控制机的故障诊断装置及方法，属于交通控制领域。

背景技术

陆用交通信号灯主要用于对城市交通进行指挥和疏导，其安全性与可靠性直接关乎交通运行安全。而在实际使用过程中，交通信号灯会出现故障：红灯或绿灯常亮、所有灯均不亮、绝缘低等，如果不能及时发现故障并处理，可能会造成交通阻塞、甚至会导致交通事故，绝缘严重降低时甚至会引起行人人身伤亡事故。所以对交通信号灯及其控制机进行故障监测，及时采取适当措施，具有重要的意义。

针对现有的大部分交通信号灯控制机缺少故障诊断功能，具有故障诊断功能的控制机一般把故障诊断模块集成在控制机中，现有文献中提及的交通信号灯故障诊断基本上都是基于微处理器、A/D转换模块、通信总线，成本较高，且功能不够完善。

发明内容

发明目的：本发明提出一种交通信号灯及其控制机的故障诊断装置及方法，使用简单的电路结构即可实现交通信号灯及其控制机的故障检测功能。 

技术方案：本发明采用的技术方案为一种交通信号灯及其控制机的故障诊断装置。外接的交流电源输入到输入输出模块、输入输出模块通过电源模块给本装置内的其他模块供电，输入输出模块还通过输出驱动模块和输出模块给交通信号灯及其控制机供电；输入输出模块还连接在交通信号灯和交通信号灯控制机之间，输入输出模块将其检测到的电流经过电流互感器模块和比较器模块输出到异或模块，检测到的电压经过电压继电器模块输出到异或模块，异或模块对输入的信号做逻辑异或运算后将运算结果输出到输出驱动模块，输出驱动模块通过输出模块控制交通信号灯及其控制机的电源通断；定时器模块连接到输出驱动模块，输出驱动模块还通过电力电子模块连接到输入输出模块。

一种交通信号灯及其控制机的故障诊断方法，包括以下步骤：

1）获得交通信号灯线路中的电流和电压模拟信号，并转化为相应的数字信号；

2）对步骤1）中得到的数字信号作异或逻辑运算；

3）若步骤2）中异或运算的结果为高电平，则熄灭红灯和绿灯，同时闪烁黄灯；若步骤2）中异或运算的结果为低电平，则不做动作。

有益效果：本发明使用继电器和比较器将交通信号灯及其控制机的电压电流转变为数字信号，并进行异或逻辑运算作出故障判断。与现有装置相比，结构简单，成本低廉，性价比高。 

附图说明

图1为本发明一种交通信号灯及其控制机故障诊断装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，本发明一种交通信号灯及其控制机故障诊断装置，外部交流电源输入到输入输出模块1，经过输入输出模块1变化，转变为两路电源。一路通过电源模块11给本装置内每一个功能模块提供电力供应（如图1中虚线所示），另一路通过输出驱动模块7和输出模块9给交通信号灯及其控制机供电。绝缘检测模块10实时地检测交通信号灯及其控制机的绝缘情况，如果绝缘性能极低影响到交通信号灯的安全运行时，绝缘检测模块10向输出驱动模块7发出控制指令，切断对交通信号灯及其控制机的电源。如果绝缘性能不佳但并未影响整个装置的安全运行，绝缘检测模块10直接通过输出模块9向交通信号灯控制机发出报警信号。

交通信号灯控制机的控制信号经过输入输出模块1中的电压继电器的常闭触点直接连接到交通信号灯。为了对交通信号灯是否正常进行诊断，输入输出模块1还与电压继电器模块2和电流互感器模块3连接。电流互感器模块3检测控制线路中哪些交通信号灯正在工作有电流，哪些已经关闭无电流。电流互感器模块3的信号输出到比较器模块4，在比较器模块4中与事先设定的电压值进行比较，并输出高电平或低电平表示大于或小于设定的电压值。电压继电器模块2根据交通信号灯控制机输出电压的高低输出高电平或低电平。电压继电器模块2和比较器模块4都输出到异或模块5。若交通信号灯与控制机工作正常，则有较大电流和较大的电压，比较器模块4输出高电平，电压继电器模块2也输出高电平，异或模块5输出低电平。若交通信号灯及其控制机之间连接异常，则没有电流，只有较大的电压，比较器模块4输出低电平，电压继电器模块2输出高电平，异或模块5输出高电平。异或模块5连接到输出驱动模块7，若异或模块5输出高电平，则输出驱动模块7通过输出模块9切断交通信号灯控制机及信号灯中红灯和绿灯的电源电路。同时异或模块5启动定时器模块6，定时器模块6产生脉冲信号，经输出驱动模块7控制电力电子模块8通过输入输出模块1控制黄色信号灯闪烁。

其中，输入输出模块1主要由电压继电器和导线构成，在控制机或信号灯故障时，电压继电器常闭触点断开，切断控制机与信号灯之间的电的联接；电力电子模块8主要由双向晶闸管构成，晶闸管的通、断可实现输入输出模块1中电压继电器线圈通/断电控制，以及黄色信号灯的闪烁控制；输出驱动模块7主要由双向晶闸管驱动电路和光耦构成，光耦接收异或模块5的控制信号控制输出模块9中的电压继电器线圈的通/断电，切断/接通交通信号灯控制机及信号灯中红灯和绿灯的电源电路；定时器模块6由生成PWM波的专用芯片或555定时器或振荡电路构成，用以产生有控制机故障时黄灯闪烁所需要的脉冲信号；输出模块9主由电压继电器和接线端子构成；绝缘检测模块10由绝缘检测仪和信号输出电路构成。

一种交通信号灯及其控制机的故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）获得交通信号灯线路中的电流和电压模拟信号，并转化为相应的数字信号；

2）对步骤1）中得到的数字信号作异或逻辑运算；

3）若步骤2）中异或运算的结果为高电平，则熄灭红灯和绿灯，同时闪烁黄灯；若步骤2）中异或运算的结果为低电平，则不做动作。

Claims (2)

1.一种交通信号灯及其控制机的故障诊断装置，其特征在于，外接的交流电源输入到输入输出模块、输入输出模块通过电源模块给本装置内的其他模块供电，输入输出模块还通过输出驱动模块和输出模块给交通信号灯及其控制机供电；输入输出模块还连接在交通信号灯和交通信号灯控制机之间，输入输出模块将其检测到的电流经过电流互感器模块和比较器模块输出到异或模块，检测到的电压经过电压继电器模块输出到异或模块，异或模块对输入的信号做逻辑异或运算后将运算结果输出到输出驱动模块和定时器模块，输出驱动模块通过输出模块控制交通信号灯及其控制机的电源通断；定时器模块连接到输出驱动模块，输出驱动模块还通过电力电子模块连接到输入输出模块。

2.一种交通信号灯及其控制机的故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）获得交通信号灯线路中的电流和电压模拟信号，并转化为相应的数字信号；

2）对步骤1）中得到的数字信号作异或逻辑运算；

3）若步骤2）中异或运算的结果为高电平，则熄灭红灯和绿灯，同时闪烁黄灯；若步骤2）中异或运算的结果为低电平，则不做动作。

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