CN107728563A - 一种基于plc技术的灯丝报警检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于PLC技术的灯丝报警检测装置及方法，用于对轨道交通领域信号机的灯丝电流进行报警检测，该装置包括PLC、电流变送器和调度中心服务器，所述的电流变送器分别与PLC和信号机的点灯回路连接，所述的PLC与调度中心服务器连接；所述的电流变送器将检测到的点灯回路的电流转换并输送给PLC，所述的PLC经过计算判断将检测结果传给调度中心服务器。与现有技术相比，本发明具有可扩展性、通用性等优点。

Description

一种基于PLC技术的灯丝报警检测装置及方法

技术领域

本发明涉及轨道交通信号领域，尤其是涉及一种基于PLC技术的灯丝报警检测装置及方法。

背景技术

在轨道交通中为保障列车能够安全平稳的运行，需要配置各种信号机和信号表示器，它们是信号系统中不可缺少的重要组成部分。LED色灯信号机具有能耗低，寿命长以及可靠性高的特点，正取代灯泡成为色灯信号机的主要元器件。LED信号机采用多个发光二极管和数十条支路并联工作的方式，常见的有5x12(5个发光二极管为一组，一共12组)。这种方式可以保障在个别发光二极管或者支路发生故障时也不会影响信号的正常显示。在轨道交通领域，为了保障信号机正常工作，往往要对信号机的灯丝电流进行监测，行业规定，正常点灯状态下，若信号机电流低于正常范围的70％且高于30％的时候，需要给出断丝报警提示，当电流低于正常范围的30％的时候需要做灭灯处理。目前市场上提供的都是成套的灯丝报警装置，占用空间大，接口有限，价格昂贵、使用不够灵活，且由于响应速度及精度的限制，大多数并不能提供信号机闪光模式下的报警检测。因此在实际使用过程中，需要对报警仪的型号进行选择，在实际安装使用过程中需要不断的调整和修正参数，不利于信号系统的集成及综合监控。

现有的灯丝报警仪产品在应用中以及技术上还存在以下一些问题：

1)可扩展性：现有的灯丝报警仪采用的大都是机箱加扩展采集板卡的方式，由于机箱的尺寸是固定的，往往会占用大量的机柜空间，另外扩展的采集板卡，每块都具有八通道的电流采集，不支持单通道电流采集的扩展，在信号机数目较少的情况下，造成大量的电子元器件浪费。

2)通用性：目前轨道交通信号机的数量及种类较多，对于信号机亮灯状态下电流检测的实时性，精确性要求越来越高，提供通用的灯丝报警检测装置十分必要。

3)可追溯性：传统的灯丝报警仪发生故障时，很难检测到故障发生原因和时间，必须灯丝报警仪厂商去现场等待问题复现再进行排查，缺少实时的记录功能。

4)闪光检测：传统的灯丝报警仪大多无法提供对短暂闪烁工作状态下的灯丝断丝检测，且检测延时大，即使可以检测也需要采集长达10个闪烁周期以上的数据才能给出报警信息。

5)易开发性：传统的灯丝报警仪需要开发额外的串口或者网口模块进行数据的传送，数据的转换增加了系统的不稳定性，限制了采样频率的提高。

经过检索，中国专利公开号为CN101316467B公开了一种适用于双套LED点式光源色灯信号机控制电路，包括点灯控制部分、故障检测部分、电源部分及分别由所述三部分所构成的LED主光源回路和LED副光源回路。点灯变压器次级并联一点灯变压器电流匹配器，使点灯变压器初级电流值达到灯丝继电器正常工作的额定范围。电路采用恒流供电，以消除电压波动对LED回路电流值的影响。采用电流检测芯片和电流采样电阻并联组成检测单元、串联在LED主光源回路中，并且将LED主光源正极作为电压检测点。当主回路发生开路或短路时，检测电路的输出值也随之变化并控制比较器的输出状态，进而控制回路中的开关MOS管的开或关，从而实现主副光源的转换及故障报警。在铁路信号灯改用LED时，无需变动现有的电路器材，确保了信号联锁电路的可靠性。但该电路只能在发生故障后检测不能预检，也不能满足通用性要求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于PLC技术的灯丝报警检测装置及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于PLC技术的灯丝报警检测装置，用于对轨道交通领域信号机的灯丝电流进行报警检测，其特征在于：该装置包括PLC、电流变送器和调度中心服务器，所述的电流变送器分别与PLC和信号机的点灯回路连接，所述的PLC与调度中心服务器连接；

所述的电流变送器将检测到的点灯回路的电流转换并输送给PLC，所述的PLC经过计算判断将检测结果传给调度中心服务器。

优选地，所述的PLC包括串口通讯模块、点灯DO模块、状态回采DI模块、CPU模块和模拟量采集AI模块，所述的串口通讯模块、点灯DO模块、状态回采DI模块和模拟量采集AI模块通过Profibus与分别与CPU模块连接，所述的电流变送器与PLC的模拟量采集AI模块连接。

优选地，所述的CPU模块分别通过地址总线、数据总线与I/O接口电路相连接；

所述的CPU模块把用户程序翻译成PLC内部所认可的用户编译程序，输入状态和输入信息从I/O接口电路输入，所述的CPU模块将输入状态和输入信息存入工作数据存储器中或输入映象寄存器；所述的CPU模块把数据和程序有机地结合在一起，所述的CPU模块把结果存入输出映象寄存器或工作数据存储器中，然后输出到I/O接口电路并控制外部驱动器。

优选地，所述的点灯DO模块为SM1226数字量输出模块，所述的点灯DO模块的输出接到继电器的线圈上，所述的继电器的触点开关控制接通或者是断开点灯回路。

优选地，所述的状态回采DI模块包括回采继电器和回采DI单元，其中回采DI单元为SM1226数字量输入模块，所述的状态回采DI模块用来采集信号机开关状态；

所述的回采继电器线圈并接在信号机两端，所述的回采继电器触点开关接在回采DI单元上，当信号机点亮时，所述的回采继电器线圈吸起，所述的回采继电器触点开关闭合，回采DI单元采集到高电平，当信号机灭灯时，所述的回采继电器线圈落下，所述的回采继电器触点开关触点打开，回采DI单元采集到低电平。

优选地，所述的模拟量采集AI模块为SM1231AI8模拟量采集模块，所述的模拟量采集AI模块共有八个输入通道；

所述的模拟量采集AI模块将电流变送器输送的模拟量电流通过AD转换成整型变量传输给CPU模块；

所述的模拟量采集AI模块具有异常输入保护功能，包括下溢报警和溢出报警，当输入的测量电流不在选定的电流范围之间时，模拟量采集AI模块的诊断检测灯会闪光报警，并将该报警状态通过总线传输给CPU模块。

优选地，所述的电流变送器与点灯回路的连接方式为电流变送器串接在信号机的点灯回路中。

优选地，所述的电流变送器的型号根据被检测信号机的数目和型号确定；

所述的电流变送器具有限流保护功能，当输入电流超过额定范围时，所述的电流变送器的输出电流最大不超过一个规定值，从而达到保护PLC模拟量采集AI模块的目的；

所述的电流变送器具有损坏通路保护功能，当所述的电流变送器击穿或损坏不会导致电路断路，从而保证系统点灯功能与灯丝报警检测功能的独立性。

优选地，所述的PLC的计算为将电流变送器输入的数字量归一化到0～1之间，然后再根据电流变送器的量程将其进行标定，得出实际的信号机灯丝电流；

所述的判断为PLC判断输出点灯命令状态以及输入点灯回采状态，确定灯丝报警检测的时机。

一种基于PLC技术的灯丝报警检测装置的方法，包括以下步骤：

(1).PLC上电自检，检查各模块启动是否正常；

(2).PLC加载梯形图/SCL程序，初始化所有定时器和寄存器；

(3).PLC的模拟量采集模块采集经电流变送器转换后的灯丝电流值，并将该电流值通过A/D转换转化为一个整型变量并写入CPU模块的寄存器中；

(4).PLC将该整型变量通过归一化以及标定操作转化为信号机真实的电流大小(0～200mA)，并写入CPU模块的寄存器中；

(5).PLC通过点灯DO模块判断是否输出点灯命令，若为否，进入步骤(3)，若为是，进入步骤(6)；

(6).PLC通过状态回采DI模块判断信号机是否点亮，若为否，进入步骤(3)，若为是，进入步骤(7)；

(7).PLC判断信号机真实的电流大小是否在up_thr和down_thr两个阈值之间，如果电流低于down_thr，给出下门限灯丝断丝报警，如果电流超过up_thr，则给出上门限灯丝断丝报警；对应的报警信息写到PLC分配的寄存器中；

(8).PLC判断步骤(7)中是否有灯丝报警，如果有则将CPU模块中对应寄存器的报警码位置为true，通过串口或者网络发送给调度中心服务器。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、可扩展性：PLC型灯丝报警装置，组成的基本单元为PLC模块，故可以扩展增加不同功能的其他模块，如模拟量检测模块、串口模块、网络模块、IO模块等，可以适应对不同信号机电流检测的需求，方便将检测数据实时的传输到控制中心，进行集中化管理；

2、支持闪光状态下的检测：与传统灯丝报警仪相比，该装置可以提供信号机在1Hz甚至更高频率闪烁模式下的灯丝电流准确检测，可以有效的解决在点灯时间短，电流变化大的情况下电流检测难题；

3、高精度与高动态性：PLC模拟量采集模块具有分辨率高，扫描速度快的特点，可以提高专用信号机灯丝电流检测的精度和实时性，做到故障早排除；

4、可追溯性：PLC可对所有处理的数据进行记录，因此当出现灯丝断丝报警时，通过日志追溯灯丝电流的历史状态，便于问题的准确定位；

5、安装维护便捷：该装置采用PLC模块与电流变送器相结合的电流检测方案，具有体积小、集成度高、可以根据信号机灯位数目进行定制化配置的特点，另外由于控制器是对灯丝电流模拟量进行直接的监测，因此接口简单，易于维护。

附图说明

图1为本发明的装置结构示意图；

图2为本发明的PLC的工作流程图；

图3为本发明的灯丝报警检测电路原理图。

其中1为路口专用信号机，2为机柜，3为调度中心服务器，21为PLC，22为电流变送器，211为模拟量采集AI模块，212为状态回采DI模块，213为点灯DO模块，214为CPU模块，215为串口通讯模块，2121为状态回采DI模块的继电器，2131为点灯DO模块的继电器。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种基于PLC技术的灯丝报警检测装置，用于对轨道交通领域的信号机的灯丝电流进行报警检测，该装置包括PLC 21和电流变送器22，所述的电流变送器22连接点灯回路和PLC 21，所述的电流变送器22将检测到的点灯回路的电流转换并输送给PLC21，所述的PLC 21经过计算判断将检测结果传给调度中心服务器3。

所述的PLC 21包括串口通讯模块215、点灯DO模块213、状态回采DI模块212、CPU模块214和模拟量采集AI模块211，所述的各模块通过Profibus与CPU模块214进行数据交换，所述的电流变送器22将信号机的电流转换并输送给PLC21的模拟量采集AI模块211。

所述的CPU模块214为一个集成了控制器、运算器和寄存器的芯片。当从编程器输入的程序存入到用户程序存储器中，所述的CPU模块214根据系统所赋予的功能(系统程序存储器的解释编译程序)，把用户程序翻译成PLC 21内部所认可的用户编译程序，输入状态和输入信息从输入接口输进，所述的CPU模块214将之存入工作数据存储器中或输入映象寄存器，所述的CPU模块214把数据和程序有机地结合在一起，所述的CPU模块214把结果存入输出映象寄存器或工作数据存储器中，然后输出到输出接口并控制外部驱动器。

所述的点灯DO模块213为SM1226数字量输出模块，所述的点灯DO模块213的输出接到继电器2131的线圈上，所述的继电器2131的触点开关控制接通或者是断开点灯回路。

所述的状态回采DI模块212为SM1226数字量输入模块，所述的状态回采DI模块212用来采集信号机1开关状态。所述的回采继电器2121的线圈并接在信号机1两端，所述的触点开关接在DI模块212上，当信号机1点亮时，所述的回采继电器2121吸起，所述的触点开关闭合，DI模块212采集到高电平，当信号机1灭灯时，所述的回采继电器2121落下，所述的触点开关触点打开，DI模块212采集到低电平。

所述的模拟量采集AI模块211为SM1231AI8模拟量采集模块，所述的模拟量采集AI模块211共有八个输入通道。所述的模拟量采集AI模块211将电流变送器22输送的模拟量电流通过AD转换成整型变量传输给CPU模块214。

所述的模拟量采集AI模块211具有异常输入保护功能，包括下溢报警和溢出报警，当输入的测量电流不在选定的电流范围之间时，模块的诊断检测灯会闪光报警，并将该报警状态通过总线传输给CPU模块214。

所述的电流变送器22与点灯回路的连接方式为电流变送器22串接在信号机1的点灯回路中。

所述的电流变送器22的型号根据被检测信号机1的数目和型号确定。

所述的电流变送器22的电流转换为0-200mA的信号机1交流电流转化成0-20mA的直流电流。

所述的电流变送器22具有限流保护功能，当输入电流超过额定范围时，所述的电流变送器22的输出电流最大不超过一个规定值，从而达到保护PLC模拟量采集AI模块211的目的。

所述的电流变送器22具有损坏通路保护功能，当所述的电流变送器22击穿或损坏不会导致电路断路，从而保证系统点灯功能与灯丝报警检测功能的独立性。

所述的PLC 21的计算为将电流变送器22输入的数字量归一化到0～1之间，然后再根据电流变送器22的量程将其进行标定，得出实际的信号机1灯丝电流。

所述的判断为PLC 21判断输出点灯命令状态以及输入点灯回采状态，确定灯丝报警检测的时机。

如图2所示，以常见的5x12(5个发光二极管为一组，一共12组)的5灯位的LED路口专用信号机1为例，PLC 21的工作流程如下：

在步骤1中，PLC 21上电自检，检查各模块启动是否正常，然后执行步骤2；

在步骤2中，PLC 21将灯丝报警检测程序加载到内存中，本实施例中，需要在程序中配置检测信号机1的数目为5，然后执行步骤3；

在步骤3中，PLC 21模拟量采集AI模块211采集5个通道的电流值大小，并经过A/D转换输出五个0～27648之间的整型变量到内部寄存器中，然后将该整型变量通过归一化以及标定操作转化为信号机1真实的电流大小(0～200mA)，并写入CPU模块214的寄存器中，然后执行步骤4；

在步骤4中，通过点灯DO模块213判断是否输出点灯命令，若为是，进入步骤5中，否则，则进入步骤3中；

在步骤5中，通过状态回采DI模块212判断专用信号机1是否被点亮，若为是，进入步骤6中，否则，则进入步骤3中；

在步骤6中，判断信号机1真实的电流大小是否在100～130mA之间，如果电流低于100mA,则给出下门限灯丝断丝报警，如果电流超过130mA，则给出上门限灯丝断丝报警；

在步骤7中，判断步骤6中是否有灯丝报警，如果有则将CPU模块214中对应寄存器的报警码位置为true，并组帧通过串口或网络发送给调度中心服务器3。

其中专业术语解释

OLC：Optimize Level-crossing Control subsystem，平交路口信号优先子系统

DMS：Dispatching Management System，中心调度管理系统

PLC：Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器

AD：Analog to Digit，模拟信号转换为数字信号

DI：Digital Input，数字量输入

DO:Digital Output，数字量输出

AI：Analog Input，模拟量输入。

传统的灯丝报警装置是独立于信号系统存在的，往往体积较大，可扩展性及可靠性差，而且需要额外的通信接口接入信号系统中，集成度低，成本高。本装置充分利用既有平交路口信号优先子系统中的PLC设备，加入电流变送器以及PLC模拟量采集模块实现对路口专用信号机中电流的精确检测。首先该装置安装简单、成本低廉，可以实现基于信号机灯位数目的定制化扩展；其次该装置具有较高的采样频率与采样精度，结合信号机状态回采机制，可以解决传统灯丝报警仪无法在闪光模式下检测灯丝断丝的难题；最后该装置与平交路口信号优先子系统使用同一套PLC控制平台，可以实现灯丝断丝报警装置与路口优先子系统的无缝衔接，方便将其纳入到路口优先子系统中进行管理，实现检测参数的远程配置与智能化管理。

基于PLC技术，本发明提供了一种面向有轨电车领域的平交路口专用信号机报警监测装置，包括特性：

1)设计集成度高，该灯丝报警设备设计装置结构简单，集成度高，安装方便可靠，实现与有轨电车路口优先子系统的无缝连接；

2)具有灵活扩展性，可以根据信号灯数量进行精确配置，在节省大量空间的同时也节省了大量的成本；

3)可至少支持4路的LED电流的在线检测，检测分辨率高达13位，达到微安级μA电流变化的检测；

4)PLC型灯丝报警装置可以做各种日志和记录，有着丰富的上位机软件可对路口专用信号机的报警信息做出原因判断和故障追溯；

5)支持多种类型的专用信号机，可以根据信号灯中LED灯组数目的不同远程设置报警阈值，提高该装置的适用范围；

6)提供了串口、网口等多种兼容性接口，可以将报警信息实时上传到中心调动管理系统中，方便进行全线信号机的综合管理；

7)扫描周期短，采样频率高，可以实现瞬时变化电流值的检测，提供闪灯模式下的灯丝断丝检测功能；

8)对模拟量电流的采集，提供从弱到强的均值滤波，能有效抑制LED点灯瞬间的电流冲击，提高检测的精度。

本发明该装置包括以下开发步骤：

1)灯丝报警检测电路的设计与开发：

如下图3所示，这是一个基于PLC的点灯与灯丝断丝报警检测系统，PLC控制输出DQ模块点灯，当点灯继电器动作以后，开关R1闭合，对应信号灯两端有电压，信号灯被点亮，电路回路中产生电流，0～200mA的交流电流经过电流变送器以后转化为0～20mA的直流电流并送给PLC AI采集模块，AI采集模块将采集到的模拟电流转化为数字值，经Profibus总线送给CPU模块。同时在电路中设计一个并联在信号灯两端的110V继电器R2作为点灯信号的回采，通过PLC的DI采集模块实时的采集继电器触点的状态，并通过Profibus总线送给CPU模块，帮助CPU模块准确的判断最佳的灯丝电流检测时间，从而实现在1Hz甚至更高频率闪烁模式下，信号机灯丝断丝的检测。

2)电流变送器的应用和开发：根据实际需要，采用定制的电流变送器，该变送器可以将50Hz的0～200mA的交流电流输入转换成0～20mA的直流电流输出。由于PLC模拟量采集模块的有效测量范围为0～20mA，且其在输入电流超过40mA以后，就会损毁，因此电流变送器需要具有限流保护功能，即当输入电流超过200mA，在200mA～500mA之间时，输出电流不会超过25mA，保障PLC模块不会因为电流过高而损毁。当电流达到500mA或者更大超过电流变送器的承受范围以后，电流变送器具有损坏通路保护功能，即其内部元器件的损坏只会导致电流转换能力的丧失而不会导致电路断路，从而保障整个系统中灯丝报警功能与点灯功能的独立性。

3)PLC AI模拟量采集模块的应用和开发：选用的模拟量采集模块采用插接式端子块，输入的模拟量可以是2.5V、5V、10V的模拟电压或者是0mA/4mA到20mA的模拟电流，采样分辨率为13bit。每个模拟量采集模块具有8个通道的输入，对每个通道可以选择组态滤波，根据使用需要选择无(一个周期)、弱(四个周期)、中(16个周期)、强(32个周期)的均值滤波，从而有效抑制采集模拟量中的干扰信号。另外该模块具有溢出和下溢诊断功能，当输入的模拟量数值超过正常范围以后，模块的诊断指示灯会给出报警提示。在本专利中，将PLC测量类型配置为电流测量，测量范围为0-20mA，滤波采用弱(四个周期)的均值滤波，启动溢出诊断功能。

4)CPU模块的编程和开发：

a)数字量转换程序：S7-1200PLC经模拟量采集模块得到的最大数字量输出为27648，根据采集得到的数字量大小，结合电流变送器的转化比例关系，将采集得到的数字量电流信息转换成实际路口专用信号机中的电流大小。

对其转换程序，使用S7-1200提供的标准化(NORM_X)和标定(SCALE_X)模拟量转换库，使用库移植的方法将其移植到S7-1200的软件中。

首先将AI模块采集得到的电流使用NORM_X函数进行归一化。标准化通过参数MIN和MAX指定的值范围内的参数VALUE,得到归一化以后的数值normalize_value:

OUT＝(VALUE-MIN)/(MAX-MIN)

然后按照参数MIN和MAX所指定的数据类型和值范围对标准化后的normalize_value进行标定，得到信号机中电流的大小：

OUT＝VALUE(MAX-MIN)+MIN

在常态未点灯的状态下，电流基本为0，当输入点灯命令时，在点灯瞬间，LED灯会有一个短暂的上冲电流，该上冲电流持续的时间大约100ms左右，大小为170mA左右，在点灯冲击电流以后，电流会维持在一个相对稳定的大小，这时可以进行灯丝电流的判断。当输出灭灯命令以后，电流迅速下降到0左右。在1Hz的闪光模式下，此时由于上冲电流的影响以及继电器点灯/灭灯需要时间，在每次点灯命令输出以后，经过一个继电器点灯动作延迟以及一个点灯冲击电流以后，会有一个短暂的电流稳定期，当输出灭灯命令以后，同样经过一个继电器动作延迟，电流降为0，此特征可以用于后续灯丝报警检测时机的判断。

b)灯丝报警判断程序：根据在正常模式和闪光模式下电流特征的描述，为了实现短时间内对电流的有效检测，并在电流异常时给出报警信息，对电流检测的时机判断很重要，尤其是在闪光模式下。正常闪光模式下，信号灯闪烁的频率为1Hz，由于点灯时间短，电流变化大，因此给灯丝电流的检测带来一定的挑战。这里在电路中引入了回采继电器，回采继电器并联在专用信号灯两端，当点灯命令输出时，回采继电器也会导通，并将PLC中对应的布尔变量置为true。回采继电器的动作电压为标准输入电压的85％以上，当回采继电器动作时，也可以保证在专用信号机两端的电压大于额定电压的85％，从而规避因输入电压过低导致的灯丝电流过小，保证电流检测的有效性。在S7-1200软件中，综合点灯继电器的状态信息，回采干接点的状态信息以及采集的电流信息对点灯状态下的灯丝报警信息进行判断，保证检测的有效性和准确性。PLC的梯形图，判断的基本逻辑为：结合点灯继电器的状态，当点灯命令发出以后，判断回采继电器，当回采继电器动作以后，延迟一个继电器最大动作时间150ms即为检测电流的最佳时机，此时判断输入电流是否在up_thr和down_thr之间，如果不在就将对应的灯丝报警码位置为true。

c)灯丝报警信息网口输出：在得到灯丝报警码位以后，在基于PLC的平台上，可以轻松的使用工业以太网Profinet，将报警码位安全有效的传送给调度中心，并显示在调度中心的界面上，以便于维护人员及时的对信号机进行维修，保障轨道交通的安全顺利运营。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于PLC技术的灯丝报警检测装置，用于对轨道交通领域信号机的灯丝电流进行报警检测，其特征在于：该装置包括PLC、电流变送器和调度中心服务器，所述的电流变送器分别与PLC和信号机的点灯回路连接，所述的PLC与调度中心服务器连接；

所述的电流变送器将检测到的点灯回路的电流转换并输送给PLC，所述的PLC经过计算判断将检测结果传给调度中心服务器。

2.根据权利要求1所述的一种基于PLC技术的灯丝报警检测装置，其特征在于：所述的PLC包括串口通讯模块、点灯DO模块、状态回采DI模块、CPU模块和模拟量采集AI模块，所述的串口通讯模块、点灯DO模块、状态回采DI模块和模拟量采集AI模块通过Profibus分别与CPU模块连接，所述的电流变送器与PLC的模拟量采集AI模块连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于PLC技术的灯丝报警检测装置，其特征在于：所述的CPU模块分别通过地址总线、数据总线与I/O接口电路相连接；

所述的CPU模块把用户程序翻译成PLC内部所认可的用户编译程序，输入状态和输入信息从I/O接口电路输入，所述的CPU模块将输入状态和输入信息存入工作数据存储器中或输入映象寄存器；所述的CPU模块把数据和程序有机地结合在一起，所述的CPU模块把结果存入输出映象寄存器或工作数据存储器中，然后输出到I/O接口电路并控制外部驱动器。

4.根据权利要求2所述的一种基于PLC技术的灯丝报警检测装置，其特征在于：所述的点灯DO模块为SM1226数字量输出模块，所述的点灯DO模块的输出接到继电器的线圈上，所述的继电器的触点开关控制接通或者是断开点灯回路。

5.根据权利要求2所述的一种基于PLC技术的灯丝报警检测装置，其特征在于：所述的状态回采DI模块包括回采继电器和回采DI单元，其中回采DI单元为SM1226数字量输入模块，所述的状态回采DI模块用来采集信号机开关状态；

所述的回采继电器线圈并接在信号机两端，所述的回采继电器触点开关接在回采DI单元上，当信号机点亮时，所述的回采继电器线圈吸起，所述的回采继电器触点开关闭合，回采DI单元采集到高电平，当信号机灭灯时，所述的回采继电器线圈落下，所述的回采继电器触点开关触点打开，回采DI单元采集到低电平。

6.根据权利要求2所述的一种基于PLC技术的灯丝报警检测装置，其特征在于：所述的模拟量采集AI模块为SM1231AI8模拟量采集模块，所述的模拟量采集AI模块共有八个输入通道；

所述的模拟量采集AI模块将电流变送器输送的模拟量电流通过AD转换成整形变量传输给CPU模块；

所述的模拟量采集AI模块具有异常输入保护功能，包括下溢报警和溢出报警，当输入的测量电流不在选定的电流范围之间时，模拟量采集AI模块的诊断检测灯会闪光报警，并将该报警状态通过总线传输给CPU模块。

7.根据权利要求1所述的一种基于PLC技术的灯丝报警检测装置，其特征在于：所述的电流变送器与点灯回路的连接方式为电流变送器串接在信号机的点灯回路中。

8.根据权利要求7所述的一种基于PLC技术的灯丝报警检测装置，其特征在于：所述的电流变送器的型号根据被检测信号机的数目和型号确定；

所述的电流变送器具有限流保护功能，当输入电流超过额定范围时，所述的电流变送器的输出电流最大不超过一个规定值，从而达到保护PLC模拟量采集AI模块的目的；

所述的电流变送器具有损坏通路保护功能，当所述的电流变送器击穿或损坏不会导致电路断路，从而保证系统点灯功能与灯丝报警检测功能的独立性。

9.根据权利要求1所述的一种基于PLC技术的灯丝报警检测装置，其特征在于：所述的PLC的计算为将电流变送器输入的数字量归一化到0～1之间，然后再根据电流变送器的量程将其进行标定，得出实际的信号机灯丝电流；

所述的判断为PLC判断输出点灯命令状态以及输入点灯回采状态，确定灯丝报警检测的时机。

10.一种采用权利要求2所述的基于PLC技术的灯丝报警检测装置的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1).PLC上电自检，检查各模块启动是否正常；

(2).PLC加载梯形图/SCL程序，初始化所有定时器和寄存器；

(3).PLC的模拟量采集模块采集经电流变送器转换后的灯丝电流值，并将该电流值通过A/D转换转化为一个整型变量并写入CPU模块的寄存器中；

(4).PLC将该整型变量通过归一化以及标定操作转化为信号机真实的电流大小(0～200mA)，并写入CPU模块的寄存器中；

(5).PLC通过点灯DO模块判断是否输出点灯命令，若为否，进入步骤(3)，若为是，进入步骤(6)；

(6).PLC通过状态回采DI模块判断信号机是否点亮，若为否，进入步骤(3)，若为是，进入步骤(7)；

(7).PLC判断信号机真实的电流大小是否在up_thr和down_thr两个阈值之间，如果电流低于down_thr，给出下门限灯丝断丝报警，如果电流超过up_thr，则给出上门限灯丝断丝报警；对应的报警信息写到PLC分配的寄存器中；

(8).PLC判断步骤(7)中是否有灯丝报警，如果有则将CPU模块中对应寄存器的报警码位置为true，通过串口或者网络发送给调度中心服务器。