CN107422227B - 一种列车车门安全互锁回路的故障检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种列车车门安全互锁回路的故障检测装置及方法，装置包括短路检测及切除电路、短路点探测定位电路、微处理器芯片、存储器电路和通讯总线收发电路，所述短路检测及切除电路、短路点探测定位电路、存储器电路、通讯总线收发器电路分别与微处理器芯片相连接，所述短路检测及切除电路、短路点探测定位电路与列车车辆的安全互锁回路检测系统相连接。本发明的车门安全互锁回路的故障检测装置及方法，用于检测车门安全互锁回路的短路故障，自动切除故障点并定位短路点，存储故障信息，显示故障代码，并通过通讯线接口发送给列车车辆总线通讯系统，便于现场乘务人员的应急处理和车辆回库的检修，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及列车车辆车门系统技术领域，具体涉及一种列车车门安全互锁回路的故障检测装置及方法。
背景技术
目前，列车车辆的每侧均有若干车门，车门上都安装有反应车门位置状态的微动开关，列车车辆会将这些微动开关通过电缆进行串联，形成车门安全互锁回路，当所有车门均处于锁闭状态时，该安全互锁回路导通，列车车辆的安全互锁回路检测系统能够接收到导通信号，此时，列车车辆具备牵引的条件，但是，只要有任意一个车门未锁闭到位，则安全互锁回路会处于断开状态，列车车辆的安全互锁回路检测系统接收不到导通信号，列车车辆将无法牵引动车，存在以下问题：
若某个车门的微动开关或安全互锁回路线缆在某处与地(如车体)之间发生短路，列车的供电空开反复跳闸，即使旁路列车安全互锁回路也仍然无法将短路点隔离，此时，安全互锁回路检测系统接收不到信号，车辆无法牵引动车，且不知道故障点，需要对于正线运营的列车车辆导致清客下线处理。
对于上述的车门安全互锁回路的短路故障，如何进行故障点自动切除并定位故障点并指示乘务人员现场应急处理，如何指导车辆回库后的检修，是当前急需解决的问题。
发明内容
本发明所解决的技术问题是现有技术中的车门安全互锁回路的短路故障，无法进行故障点自动切除并定位故障点，并指示乘务人员的问题。本发明的车门安全互锁回路的故障检测装置及方法，对于车门安全互锁回路的短路故障，进行故障点自动切除并定位短路点，并能够显示故障信息代码，发送给列车车辆的总线通讯系统，便于乘务人员做出应急处理和车辆回库检修，具有良好的应用前景。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种列车车门安全互锁回路的故障检测装置，其特征在于：包括短路检测及切除电路、短路点探测定位电路、微处理器芯片、存储器电路和通讯总线收发电路，
所述短路检测及切除电路，用于检测及切除车门安全互锁回路中的短路点；
所述短路点探测定位电路，用于通过微处理器芯片控制低压恒流输出电路向短路点处输出恒定电流，并采集输出点的电压信号，传输给微处理器芯片；
所述微处理器芯片，根据短路检测及切除电路对车门安全互锁回路短路电流的检测反馈，控制短路检测及切除电路进行短路点切除；根据接收到的电压信号和输出恒定电流，计算出短路点与本装置之间线缆电阻，并根据线缆电阻和线缆单位长度的电阻，计算出短路点与本装置之间的距离，确定短路点的位置；
所述存储器电路，用于存储短路的故障位置，线缆单位长度的电阻设定值，线缆长度与车门位置的对应关系表，根据车门安全互锁回路负载电流设定的电流短路阈值；
所述通讯总线收发电路，用于与列车车辆总线通讯系统连接，将微处理器芯片检测到的故障信息发出；
所述短路检测及切除电路、短路点探测定位电路、存储器电路分别与微处理器芯片相连接，所述微处理器芯片还通过通讯总线收发电路与列车车辆总线通讯系统连接。
前述的一种列车车门安全互锁回路的故障检测装置，其特征在于：还包括状态指示电路和电源电路，所述电源电路分别为短路检测及切除电路、短路点探测定位电路、微处理器芯片、存储器电路、通讯总线收发电路和状态指示电路提供工作电压，所述状态指示电路，用于显示故障信息代码，并与微处理器芯片相连接。
前述的一种列车车门安全互锁回路的故障检测装置，其特征在于：所述短路检测及切除电路，包括电流检测电路、电流采样电路和开关电路，所述电流检测电路的输入端串联在车门安全互锁回路中，所述电流检测电路的输出端通过电流采样电路与微处理器芯片相连接，所述微处理器芯片的控制输出端与开关电路的信号输入端相连接，所述开关电路串联在车门安全互锁回路中，用于切除短路点所在的车门安全互锁回路。
前述的一种列车车门安全互锁回路的故障检测装置，其特征在于：所述短路点探测定位电路，包括低压恒流输出电路和电压采样电路，所述低压恒流输出电路的控制端与微处理器芯片相连接，所述低压恒流输出电路的输出端连接到车门安全互锁回路，所述电压采样电路采集低压恒流电路输出端的电压信号，传输给微处理器芯片，所述电压采样电路与微处理器芯片相连接。
前述的一种列车车门安全互锁回路的故障检测装置，其特征在于：所述状态指示电路包括数码管电路和LED指示灯，所述数码管电路和LED指示灯分别与微处理器芯片相连接。
一种列车车门安全互锁回路的故障检测方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤(A)，将列车车门安全互锁回路的故障检测装置，安装在车门安全互锁回路的某一区段，或者安装在车门安全互锁回路的两个端部；
步骤(B)，通过短路检测及切除电路内的电流检测电路，检测车门安全互锁回路中的电流信号，并通过电流采样电路进行电流信号采集，传输给微处理器芯片；
步骤(D)，微处理器芯片对电流信号进行处理，得到电流检查值，并与设定的电流短路阈值比较，若电流检查值大于电流短路阈值，微处理器芯片控制短路检测及切除电路内的开关电路断开，将短路点进行故障切除；
步骤(E)，当短路点进行故障切除后，微处理器芯片控制短路点探测定位电路内部的低压恒流输出电路，输出恒定电流至短路点，短路点探测定位电路内部的电压采样电路采集本装置输出点的电压信号，并传输给微处理器芯片；
步骤(F)，微处理器芯片通过接收的电压信号和恒定电流值，计算出短路点处与微处理器芯片之间线缆电阻，并根据线缆电阻和线缆单位长度的电阻，计算出短路点与微处理器芯片之间的距离，再根据存储器存储的线缆长度与车门位置的对应关系确定短路点所在的车门位置；
步骤(G)，微处理器芯片将短路点位置的故障信息存入存储器电路，并通过状态指示电路显示故障信息代码；
步骤(H)，微处理器芯片将短路点位置的故障信息，通过通讯总线收发电路发送给列车车辆的总线通讯系统。
前述的列车车门安全互锁回路的故障检测方法，其特征在于：步骤(A)，将列车车门安全互锁回路的故障检测装置，安装在车门安全互锁回路的某一区段，或者安装在车门安全互锁回路的两个端部，列车车门安全互锁回路的故障检测装置是通过短路检测及切除电路的P1和P2端口串联在车门安全互锁回路中，所述通讯总线收发电路通过P3端口与列车车辆的总线通讯系统。
本发明的有益效果是：本发明的车门安全互锁回路的故障检测装置及方法，对于车门安全互锁回路的短路故障，进行故障点自动切除并定位短路点，显示故障信息代码，并发送给列车总线通讯系统，便于现场乘务人员应急处理和车辆回库检修，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明的车门安全互锁回路的故障检测装置内各电路的具体连接示意图。
图2是本发明的车门安全互锁回路的故障检测装置的安装示意图。
图3是本发明的车门安全互锁回路的故障检测装置应用示意图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明的车门安全互锁回路的故障检测装置，包括短路检测及切除电路、短路点探测定位电路、微处理器芯片、存储器电路和通讯总线收发电路，
所述短路检测及切除电路，用于检测及切除车门安全互锁回路中的短路点；
所述短路点探测定位电路，用于通过微处理器芯片控制向短路点处输出恒定电流，并采集短路点处的电压信号，传输给微处理器芯片；
所述微处理器芯片，根据短路检测及切除电路对车门安全互锁回路短路电流的检测反馈，控制短路检测及切除电路进行短路点切除；根据接收到的电压信号和输出恒定电流，计算出短路点与本装置之间线缆电阻，并根据线缆电阻和线缆单位长度的电阻，计算出短路点与本装置之间的距离，确定短路点的位置；
所述存储器电路，用于存储短路的故障位置，线缆单位长度的电阻设定值，线缆长度与车门位置的对应关系表，根据车门安全互锁回路负载电流设定的电流短路阈值；
所述通讯总线收发电路，用于与列车车辆总线通讯系统连接，将微处理器芯片检测到的故障信息发送至列车通讯总线；
所述短路检测及切除电路、短路点探测定位电路、存储器电路分别与微处理器芯片相连接，所述微处理器芯片还通过通讯总线收发电路与列车车辆总线通讯系统连接。
本发明的车门安全互锁回路的故障检测装置，还包括状态指示电路和电源电路，所述电源电路分别为短路检测及切除电路、短路点探测定位电路、微处理器芯片、存储器电路、通讯总线收发电路和状态指示电路提供工作电压，所述状态指示电路，用于显示故障信息代码，并与微处理器芯片相连接。
所述短路检测及切除电路，包括电流检测电路、电流采样电路和开关电路，所述电流检测电路连接到车门安全互锁回路，所述电流检测电路的输出端通过电流采样电路与微处理器芯片相连接，所述微处理器芯片的控制输出端与开关电路的信号输入端相连接，所述开关电路串联在车门安全互锁回路中，用于切除短路点所在的车门安全互锁回路。
所述短路点探测定位电路，包括低压恒流输出电路和电压采样电路，所述低压恒流输出电路的控制端与微处理器芯片相连接，所述低压恒流输出电路的输出端连接到车门安全互锁回路，所述电压采样电路采集低压恒流输出电路输出端的电压信号，传输给微处理器芯片，所述电压采样电路与微处理器芯片相连接。
所述状态指示电路包括数码管电路和LED指示灯，所述数码管电路和LED指示灯分别与微处理器芯片相连接。
本发明的列车车门安全互锁回路的故障检测方法，包括以下步骤，
步骤(A)，将如图1所示的车门安全互锁回路的故障检测装置(简称SCFD)安装在车门安全互锁回路的某一区段，或者安装在车门安全互锁回路的两个端部，如图2所示的一个实施例，车门安全互锁回路的故障检测装置(SCFD1和SCFD2)安装在车门安全互锁回路的两个端部；具体连接图，如图3所示，列车车门安全互锁回路的故障检测装置是通过短路检测及切除电路的P1和P2端口串联在车门安全互锁回路中，通讯总线收发电路通过P3端口与列车车辆的总线通讯系统；
步骤(B)，通过短路检测及切除电路内的电流检测电路，检测车门安全互锁回路中的电流信号，并通过电流采样电路进行电流信号采集，传输给微处理器芯片；
步骤(D)，微处理器芯片对电流信号进行处理，得到电流检查值，并与设定的电流短路阈值比较，若电流检查值大于电流短路阈值，微处理器芯片控制短路检测及切除电路内的开关电路断开，将短路点进行故障切除；
步骤(E)，当短路点进行故障切除后，微处理器芯片控制短路点探测定位电路内部的低压恒流输出电路，输出恒定电流至短路点，短路点探测定位电路内部的电压采样电路采集本装置输出点的电压信号，并传输给微处理器芯片；
步骤(F)，微处理器芯片通过接收的电压信号和恒定电流，计算出短路点处与微处理器芯片之间线缆电阻，并根据线缆电阻和线缆单位长度的电阻，计算出短路点与微处理器芯片之间的距离，再根据存储器存储的线缆长度与车门位置的对应关系确定短路点所在的车门位置；
步骤(G)，微处理器芯片将短路点位置的故障信息存入存储器电路，并通过状态指示电路显示故障信息代码；
步骤(H)，微处理器芯片将短路点位置的故障信息，通过通讯总线收发电路发送给列车车辆的总线通讯系统。
综上所述，本发明的车门安全互锁回路的故障检测装置及方法，对于车门安全互锁回路的短路故障，进行故障点自动切除并定位短路点，并能够显示故障信息代码，将故障信息通过总线通讯接口发列车通讯总线，便于现场乘务人员的应急处理和车辆回库检修，具有良好的应用前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种列车车门安全互锁回路的故障检测装置，其特征在于：包括短路检测及切除电路、短路点探测定位电路、微处理器芯片、存储器电路和通讯总线收发电路，
所述短路检测及切除电路，用于检测及切除车门安全互锁回路中的短路点；
所述短路点探测定位电路，用于通过微处理器芯片控制低压恒流输出电路向短路点处输出恒定电流，并采集输出点的电压信号，传输给微处理器芯片；
所述微处理器芯片，根据短路检测及切除电路对车门安全互锁回路短路电流的检测反馈，控制短路检测及切除电路进行短路点切除；根据接收到的电压信号和输出恒定电流，计算出短路点与本装置之间线缆电阻，并根据线缆电阻和线缆单位长度的电阻，计算出短路点与本装置之间的距离，确定短路点的位置；
所述存储器电路，用于存储短路的故障位置，线缆单位长度的电阻设定值，线缆长度与车门位置的对应关系表，根据车门安全互锁回路负载电流设定的电流短路阈值；
所述通讯总线收发电路，用于与列车车辆总线通讯系统连接，将微处理器芯片检测到的故障信息发出；
所述短路检测及切除电路、短路点探测定位电路、存储器电路分别与微处理器芯片相连接，所述微处理器芯片还通过通讯总线收发电路与列车车辆总线通讯系统连接。
2.根据权利要求1所述的一种列车车门安全互锁回路的故障检测装置，其特征在于：还包括状态指示电路和电源电路，所述电源电路分别为短路检测及切除电路、短路点探测定位电路、微处理器芯片、存储器电路、通讯总线收发电路和状态指示电路提供工作电压，所述状态指示电路，用于显示故障信息代码，并与微处理器芯片相连接。
3.根据权利要求1所述的一种列车车门安全互锁回路的故障检测装置，其特征在于：所述短路检测及切除电路，包括电流检测电路、电流采样电路和开关电路，所述电流检测电路的输入端串联在车门安全互锁回路中，所述电流检测电路的输出端通过电流采样电路与微处理器芯片相连接，所述微处理器芯片的控制输出端与开关电路的信号输入端相连接，所述开关电路串联在车门安全互锁回路中，用于切除短路点所在的车门安全互锁回路。
4.根据权利要求1所述的一种列车车门安全互锁回路的故障检测装置，其特征在于：所述短路点探测定位电路，包括低压恒流输出电路和电压采样电路，所述低压恒流输出电路的控制端与微处理器芯片相连接，所述低压恒流输出电路的输出端连接到车门安全互锁回路，所述电压采样电路采集低压低压恒流输出端的电压信号，传输给微处理器芯片，所述电压采样电路与微处理器芯片相连接。
5.根据权利要求2所述的一种列车车门安全互锁回路的故障检测装置，其特征在于：所述状态指示电路包括数码管电路和LED指示灯，所述数码管电路和LED指示灯分别与微处理器芯片相连接。
6.一种列车车门安全互锁回路的故障检测方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤(A)，将列车车门安全互锁回路的故障检测装置，安装在车门安全互锁回路的某一区段，或者安装在车门安全互锁回路的两个端部；
步骤(B)，通过短路检测及切除电路内的电流检测电路，检测车门安全互锁回路中的电流信号，并通过电流采样电路进行电流信号采集，传输给微处理器芯片；
步骤(D)，微处理器芯片对电流信号进行处理，得到电流检查值，并与设定的电流短路阈值比较，若电流检查值大于电流短路阈值，微处理器芯片控制短路检测及切除电路内的开关电路断开，将短路点进行故障切除；
步骤(E)，当短路点进行故障切除后，微处理器芯片控制短路点探测定位电路内部的低压恒流输出电路，输出恒定电流至短路点，短路点探测定位电路内部的电压采样电路采集本装置输出点的电压信号，并传输给微处理器芯片；
步骤(F)，微处理器芯片通过接收的电压信号和恒定电流值，计算出短路点处与微处理器芯片之间线缆电阻，并根据线缆电阻和线缆单位长度的电阻，计算出短路点与微处理器芯片之间的距离，再根据存储器存储的线缆长度与车门位置的对应关系确定短路点所在的车门位置；
步骤(G)，微处理器芯片将短路点位置的故障信息存入存储器电路，并通过状态指示电路显示故障信息代码；
步骤(H)，微处理器芯片将短路点位置的故障信息，通过通讯总线收发电路发送给列车车辆的总线通讯系统。
7.根据权利要求6所述的列车车门安全互锁回路的故障检测方法，其特征在于：步骤(A)，将列车车门安全互锁回路的故障检测装置，安装在车门安全互锁回路的某一区段，或者安装在车门安全互锁回路的两个端部，列车车门安全互锁回路的故障检测装置是通过短路检测及切除电路的P1和P2端口串联在车门安全互锁回路中，所述通讯总线收发电路通过P3端口与列车车辆的总线通讯系统。
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