CN110566075B

CN110566075B - 一种自动防护屏蔽门

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Publication number: CN110566075B
Application number: CN201910935238.6A
Authority: CN
Inventors: 白云帆
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-09-29
Filing date: 2019-09-29
Publication date: 2020-11-03
Anticipated expiration: 2039-09-29
Also published as: CN110566075A

Abstract

本发明的一种自动防护屏蔽门，行程限位开关采用无触点行程开关进行替换，并由高频振荡电路产生高频振荡信号，并经压控微调后输出稳定的高频振荡信号，之后经预加重电路对高频振荡信号的高频分量进行补偿提升后加到无触点行程开关的探头上，感应出随屏蔽门移动的高频交流电压，经传输线传输过来的高频交流电压经去加重电路还原、检波电路检波为直流电压并计算出平均值后，进入迟滞比较电路与站台发送开、关命令信息对应的电压进行迟滞比较，输出确定的屏蔽门打开或关闭信息对应的高电平，之后经隔离、缓冲后输出给DCU，达不到要求位置时，直流电压传输到DCU，由DCU输出修正后驱动电机信号，带动屏蔽门打开或关闭到要求位置。

Description

一种自动防护屏蔽门

技术领域

本发明涉及屏蔽门安全防护技术领域，特别是涉及一种自动防护屏蔽门。

背景技术

屏蔽门是城市轨道交通车站站台公共区与轨行区的隔离防护装置，主要起到减少列车运行噪音及活塞风对车站站台候车乘客的影响、防止人员跌落轨道发生意外事故的作用，屏蔽门的打开或关闭通过设置站台、行程限位开关、DCU、电机进行控制，具体的站台发送开、关命令信息给DCU，DCU驱动电机完成屏蔽门的打开或关闭任务，行程限位开关在屏蔽门打开或关闭到要求位置时触动，触动信息返回给DCU，以判断下一步工作。

但是行程限位开关是机械动作，机械寿命在10万次左右，随着开、关门次数的增加，触点会造成机械磨损、弹簧弹力性能降低，会使行程限位开关触头不动作、不复位，不能准确的将屏蔽门打开或关闭到要求位置时触动信息返回给DCU。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种自动防护屏蔽门，具有构思巧妙、人性化设计的特性，有效的解决了行程限位开关触动不良，不能准确的将屏蔽门打开或关闭到要求位置时触动信息返回给DCU的问题。

其解决的技术方案是，包括站台、行程限位开关、DCU、电机，所述站台发送信息给DCU，DCU驱动电机完成屏蔽门的打开或关闭任务，行程限位开关在屏蔽门打开或关闭到要求位置时触动，触动信息返回给DCU，以判断下一步工作，其特征在于，所述行程限位开关采用无触点行程开关进行替换，并由高频振荡电路、预加重电路处理后加到无触点行程开关的探头上，感应后信息经去加重电路、检波电路、迟滞比较电路、隔离电路处理后返回给DCU；

所述高频振荡电路通过三极管Q1为核心的振荡电路产生高频振荡信号，并经压控微调后稳定的高频振荡信号，之后经电容C9、电阻R4-电阻R7、电感L3组成的预加重电路对高频振荡信号进行补偿后加到无触点行程开关的探头上，探头上感应出随屏蔽门移动的高频交流电压，经电容C10、电阻R7-电阻R9、电阻R20、电感L4组成的去加重电路还原，再经变压器T1为核心的检波电路检波为直流电压，直流电压经迟滞比较电路比较判断，输出确定的屏蔽门打开或关闭信息，一路经隔离电路隔离缓冲后输出屏蔽门打开或关闭信息给DCU，另一路不到要求位置时，三极管Q4导通，直流电压传输到DCU，由DCU输出修正后驱动电机信号，带动屏蔽门打开或关闭到要求位置。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：1, 采用无触点行程开关代替行程限位开关，并通过振荡电路产生高频振荡信号，经检波后转换为直流电压，加到变容二极管DC2的负极，进一步微调，输出稳定频率的高频振荡信号，再经预加重电路对高频振荡信号的高频分量进行补偿提升后加到无触点行程开关的探头上，以提高信号传输过程中的信噪比，提高检测精度； 2，探头上感应出随屏蔽门移动的高频交流电压，经去加重还原、检波为直流电压、计算出平均值后加到运算放大器AR3的同相输入端，与运算放大器AR3的反相输入端提供的站台发送开、关命令信息对应的电压进行迟滞比较，在直流电压达到要求的位置对应的电压允许范围时，输出确定的屏蔽门打开或关闭信息对应的高电平，之后经隔离、缓冲后输出给DCU，达不到要求位置时，输出低电平，触发三极管Q4导通，直流电压传输到DCU，由DCU输出修正后驱动电机信号，带动屏蔽门打开或关闭到要求位置。

附图说明

图1左部分为本发明的高频振荡电路原理图、右部分为本发明的预加重电路原理图。

图2从左至右依次为本发明的去加重电路、检波电路、迟滞比较电路、隔离电路原理图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图2对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。

一种自动防护屏蔽门，包括站台、行程限位开关、DCU、电机，所述站台发送信息给DCU，DCU驱动电机完成屏蔽门的打开或关闭任务，行程限位开关在屏蔽门打开或关闭到要求位置时触动，触动信息返回给DCU，以判断下一步工作，所述行程限位开关采用无触点行程开关进行替换，并由高频振荡电路、预加重电路处理后加到无触点行程开关的探头上，感应后信息经去加重电路、检波电路、迟滞比较电路、隔离电路处理后返回给DCU；

所述高频振荡电路通过三极管Q1、电容C2-电容C5、变容二极管DC2、电感L1、电感L2及电阻R1-电阻R3组成的振荡电路产生高频振荡信号，高频振荡信号经二极管D1和二极管D2检波后转换为直流电压，加到变容二极管DC2的负极，微调振荡电路产生高频振荡信号的频率，输出稳定频率的高频振荡信号，之后经电容C9、电阻R4-电阻R7、电感L3组成的预加重电路对高频振荡信号的高频分量进行补偿提升后加到无触点行程开关的探头上，以提高信号传输过程中的信噪比，探头上产生交变的磁场，感应出随屏蔽门移动的高频交流电压，所述去加重电路通过传输线接收探头上感应出随屏蔽门移动的高频交流电压，经电容C10、电阻R7-电阻R9、电阻R20、电感L4组成的去加重电路将高频交流电压的高频分量还原，提高了信号传输过程中的信噪比，也即提高了信号传输中的抗干扰能力，进入检波电路，通过变压器T1去谐振加重后的高频交流电压，高频交流电压经两个半波二极管D3、D4双向检波为直流电压、运算放大器AR1为核心的均值电路计算出平均值，最后经电感L6平滑滤波后输出到迟滞比较电路运算放大器AR3的同相输入端，与运算放大器AR3的反相输入端提供的站台发送开、关命令信息对应的电压进行比较，在直流电压达到要求的位置对应的电压允许范围时，输出高电平，并通过三极管Q2反馈输出信息到运算放大器AR3的反相输入端，使直流电压在0V、+5V附仅微小波动时，输出确定的屏蔽门打开或关闭信息对应的高电平，达不到要求位置时，输出低电平，触发三极管Q4导通，直流电压传输到DCU，由DCU输出修正后驱动电机信号，带动屏蔽门打开或关闭到要求位置，最后经隔离电路光电耦合器U1隔离、三极管Q3进一步缓冲后输出屏蔽门打开或关闭状态到位高电平给DCU，使DCU与现场探头实现电气隔离。

在上述技术方案中，所述去加重电路通过传输线接收探头上感应出随屏蔽门移动的高频交流电压，经电容C10、电阻R7-电阻R9、电阻R20、电感L4组成的去加重电路将高频交流电压的高频分量还原，也即将预加重提升的高频分量去掉，通过预加重、去加重使高频交流电压的频率、幅度不变，而提高了信号传输过程中的信噪比，也即提高了信号传输中的抗干扰能力，进而提高了检测屏蔽门打开或关闭状态时位置精度，包括电感L4、电阻R7、电阻R8，电感L4的左端、电阻R7的一端、电阻R8的一端均连接经传输线接过来的探头感应信息，电阻R7的另一端分别连接电阻R20的一端、电阻R9的一端，电阻R20的另一端连接接地电容C10的一端，电感L4的右端分别连接电阻R8的另一端、电阻R9的另一端，电感L4的右端为去加重电路输出信号；

所述检波电路通过变压器T1去谐振加重后的高频交流电压，高频交流电压经两个半波二极管D3、D4双向检波为直流电压、运算放大器AR1为核心的均值电路计算出平均值，最后经电感L6平滑滤波后输出，具体为正半周经二极管D3串电容C13进行正向检波，检波后经电阻R11加到运算放大器AR1的同相输入端，负半周经二极管D4串电容C8进行负向检波，检波后经运算放大器AR2反向跟随后，经电阻R14加到运算放大器AR1的同相输入端，运算放大器AR1、电阻R11、电阻R14、电阻R13构成均值电路，对两输入信号进行相加再进行1/2倍运算，在此设置电阻R11等于电阻R14等于2倍电阻R13，包括变压器T1，变压器T1的引脚6和电容C11的一端连接电阻R9的另一端，变压器T1的引脚5分别连接电容C11的另一端、电容C10的另一端并连接地，变压器T1的引脚3分别连接电容C12的一端、二极管D3的正极，二极管D3的负极分别连接电容C13的一端、电阻R11的一端，变压器T1的引脚2连接电感L5的一端，变压器T1的引脚1分别连接电容C12的另一端、二极管D4的负极，二极管D4的正极分别连接电容C8的一端、电阻R12的一端，电感L5的另一端、电容C8的另一端、电容C13的另一端均连接地，电阻R12的另一端连接运算放大器AR2的反相输入端，运算放大器AR2的同相输入端分别连接运算放大器AR2的输出端、电阻R14的一端，电阻R14的另一端分别连接电阻R11的另一端、电阻R13的一端、运算放大器AR1的同相输入端，运算放大器AR1的反相输入端连接地，运算放大器AR1的输出端分别连接电阻R13的另一端、电感L6的一端，电感L6的另一端为检波电路输出信号；

所述迟滞比较电路将接受检波后的直流电压加到运算放大器AR3的同相输入端，与运算放大器AR3的反相输入端提供的站台发送开、关命令信息对应的电压进行比较（具体的设置检测屏蔽门打开状态或关闭状态的无触点行程开关，电阻R15和电阻R16组成的分压电路接入的站台发送开、关命令信息，定义为开、关命令信息为0V、+5V），在直流电压达到要求的位置对应的电压允许范围时，输出高电平，并通过三极管Q2反馈输出信息到运算放大器AR3的反相输入端，使直流电压在0V、+5V附仅微小波动时，输出确定的屏蔽门打开或关闭信息对应的高电平，达不到要求位置时，输出低电平，触发三极管Q4导通，直流电压传输到DCU，由DCU输出修正后驱动电机信号，带动屏蔽门打开或关闭到要求位置（DCU根据直流电压，输出修正后驱动电机信号，进一步修正电机的运行状态为现有技术，不再详述），包括运算放大器AR3，运算放大器AR3的同相输入端和三极管Q4的发射极连接电感L6的另一端，运算放大器AR3的反相输入端分别连接三极管Q2的发射极、电阻R15的一端、接地电阻R16的一端，三极管Q2的集电极、电阻R15的另一端接入站台发送的屏蔽门打开或关闭信息，运算放大器AR3的输出端分别连接三极管Q2的基极、三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极连接到DCU的IO口；

所述隔离电路接收屏蔽门状态到位对应的高电平，经光电耦合器U1隔离、三极管Q3进一步缓冲后输出屏蔽门打开或关闭状态到位高电平给DCU，使DCU与现场探头实现电气隔离，包括光电耦合器U1，光电耦合器U1的引脚1连接运算放大器AR3的输出端，光电耦合器U1的引脚2连接地，光电耦合器U1的引脚3连接信号地，光电耦合器U1的引脚4分别连接电阻R17的一端、三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极分别连接电阻R18的一端、DCU的IO口，电阻R17的另一端和电阻R18的另一端连接电源+5V，三极管Q3的发射极通过电阻R19连接信号地。

在上述技术方案中，所述高频振荡电路通过三极管Q1、电容C2-电容C5、变容二极管DC2、电感L1、电感L2及电阻R1-电阻R3组成的振荡电路产生高频振荡信号，其中电阻R1、电阻R2为三极管Q1提供基极偏置电压，电感L1和电容C1提供集电极偏置电压，高频振荡信号经二极管D1和二极管D2检波后转换为直流电压，加到变容二极管DC2的负极，微调振荡电路产生高频振荡信号的频率，输出稳定频率的高频振荡信号，包括三极管Q1，三极管Q1的基极分别连接接地电阻R2的一端、电阻R1的一端，三极管Q1的集电极分别连接电感L1的一端、电容C1的一端、电容C3的一端、电容C6的一端，电阻R1的另一端、电感L1的另一端、电容C1的另一端均连接电源+5V，电容C3的另一端分别连接变容二极管DC2的正极、电容C4的一端，变容二极管DC2的负极连接电容C2的一端，电容C2的另一端分别连接三极管Q1的发射极、电感L2的一端，电感L2的另一端分别连接接地电阻R3的一端、电容C4的另一端、接地电容C5的一端，电容C6的另一端分别连接电容C7的一端、接地电容C8的一端，电容C7的另一端分别连接二极管D1的正极、二极管D2的负极，二极管D1的负极分别连接变容二极管DC2的负极、接地电容C6的一端、二极管D2的正极连接地；

所述预加重电路将接收的高频振荡信号经电容C9、电阻R4-电阻R7、电感L3组成的预加重电路对高频振荡信号的高频分量进行补偿提升后加到无触点行程开关的探头上，以提高信号传输过程中的信噪比，探头上产生交变的磁场，感应出随屏蔽门移动的高频交流电压，包括电阻R4、电阻R5、电容C9，电阻R4的一端、电阻R5的一端、电容C9的一端均连接电容C6的一端，电阻R5的另一端分别连接电阻R6的一端、电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接电感L3的一端，电感L3的另一端连接地，电阻R6的另一端分别连接电阻R4的另一端、电容C9的另一端、无触点行程开关的探头一端，无触点行程开关的探头另一端连接地。

本发明具体使用时，行程限位开关采用无触点行程开关进行替换，并由高频振荡电路、预加重电路处理后加到无触点行程开关的探头上，感应后信息经去加重电路、检波电路、迟滞比较电路、隔离电路处理后返回给DCU；

所述高频振荡电路通过震荡电路产生高频振荡信号，高频振荡信号经二极管D1和二极管D2检波后转换为直流电压，加到变容二极管DC2的负极，微调震荡电路产生高频振荡信号的频率，输出稳定频率的高频振荡信号，之后经电容C9、电阻R4-电阻R7、电感L3组成的预加重电路对高频振荡信号的高频分量进行补偿提升后加到无触点行程开关的探头上，以提高信号传输过程中的信噪比，探头上产生交变的磁场，感应出随屏蔽门移动的高频交流电压，所述去加重电路通过传输线接收探头上感应出随屏蔽门移动的高频交流电压，经去加重电路将高频交流电压的高频分量还原，也即将预加重提升的高频分量去掉，通过预加重、去加重使高频交流电压的频率、幅度不变，而提高了信号传输过程中的信噪比，也即提高了信号传输中的抗干扰能力，进而提高了检测屏蔽门打开或关闭状态时位置精度，之后进入检波电路，通过变压器T1去谐振加重后的高频交流电压，高频交流电压经两个半波二极管D3、D4双向检波为直流电压、运算放大器AR1为核心的均值电路计算出平均值，最后经电感L6平滑滤波后输出到迟滞比较电路运算放大器AR3的同相输入端，与运算放大器AR3的反相输入端提供的站台发送开、关命令信息对应的电压进行比较，在直流电压达到要求的位置对应的电压允许范围时，输出高电平，并通过三极管Q2反馈输出信息到运算放大器AR3的反相输入端，使直流电压在0V、+5V附仅微小波动时，输出确定的屏蔽门打开或关闭信息对应的高电平，达不到要求位置时，输出低电平，触发三极管Q4导通，直流电压传输到DCU，由DCU输出修正后驱动电机信号，带动屏蔽门打开或关闭到要求位置，最后经隔离电路光电耦合器U1隔离、三极管Q3进一步缓冲后输出屏蔽门打开或关闭状态到位高电平给DCU，使DCU与现场探头实现电气隔离。

Claims

1.一种自动防护屏蔽门，包括站台、行程限位开关、DCU、电机，所述站台发送信息给DCU，DCU驱动电机完成屏蔽门的打开或关闭任务，行程限位开关在屏蔽门打开或关闭到要求位置时触动，触动信息返回给DCU，以判断下一步工作，其特征在于，所述行程限位开关采用无触点行程开关进行替换，并由高频振荡电路、预加重电路处理后加到无触点行程开关的探头上，感应后信息经去加重电路、检波电路、迟滞比较电路、隔离电路处理后返回给DCU；

2.如权利要求1所述一种自动防护屏蔽门，其特征在于，所述去加重电路包括电感L4、电阻R7、电阻R8，电感L4的左端、电阻R7的一端、电阻R8的一端均连接经传输线接过来的探头感应信息，电阻R7的另一端分别连接电阻R20的一端、电阻R9的一端，电阻R20的另一端连接接地电容C10的一端，电感L4的右端分别连接电阻R8的另一端、电阻R9的另一端，电感L4的右端为去加重电路输出信号；

所述检波电路包括变压器T1，变压器T1的引脚6和电容C11的一端连接电阻R9的另一端，变压器T1的引脚5分别连接电容C11的另一端、电容C10的另一端并连接地，变压器T1的引脚3分别连接电容C12的一端、二极管D3的正极，二极管D3的负极分别连接电容C13的一端、电阻R11的一端，变压器T1的引脚2连接电感L5的一端，变压器T1的引脚1分别连接电容C12的另一端、二极管D4的负极，二极管D4的正极分别连接电容C8的一端、电阻R12的一端，电感L5的另一端、电容C8的另一端、电容C13的另一端均连接地，电阻R12的另一端连接运算放大器AR2的反相输入端，运算放大器AR2的同相输入端分别连接运算放大器AR2的输出端、电阻R14的一端，电阻R14的另一端分别连接电阻R11的另一端、电阻R13的一端、运算放大器AR1的同相输入端，运算放大器AR1的反相输入端连接地，运算放大器AR1的输出端分别连接电阻R13的另一端、电感L6的一端，电感L6的另一端为检波电路输出信号；

所述迟滞比较电路包括运算放大器AR3，运算放大器AR3的同相输入端和三极管Q4的发射极连接电感L6的另一端，运算放大器AR3的反相输入端分别连接三极管Q2的发射极、电阻R15的一端、接地电阻R16的一端，三极管Q2的集电极、电阻R15的另一端接入站台发送的屏蔽门打开或关闭信息，运算放大器AR3的输出端分别连接三极管Q2的基极、三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极连接到DCU的IO口；

所述隔离电路包括光电耦合器U1，光电耦合器U1的引脚1连接运算放大器AR3的输出端，光电耦合器U1的引脚2连接地，光电耦合器U1的引脚3连接信号地，光电耦合器U1的引脚4分别连接电阻R17的一端、三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极分别连接电阻R18的一端、DCU的IO口，电阻R17的另一端和电阻R18的另一端连接电源+5V，三极管Q3的发射极通过电阻R19连接信号地。

3.如权利要求1所述一种自动防护屏蔽门，其特征在于，所述高频振荡电路包括三极管Q1，三极管Q1的基极分别连接接地电阻R2的一端、电阻R1的一端，三极管Q1的集电极分别连接电感L1的一端、电容C1的一端、电容C3的一端、电容C6的一端，电阻R1的另一端、电感L1的另一端、电容C1的另一端均连接电源+5V，电容C3的另一端分别连接变容二极管DC2的正极、电容C4的一端，变容二极管DC2的负极连接电容C2的一端，电容C2的另一端分别连接三极管Q1的发射极、电感L2的一端，电感L2的另一端分别连接接地电阻R3的一端、电容C4的另一端、接地电容C5的一端，电容C6的另一端分别连接电容C7的一端、接地电容C8的一端，电容C7的另一端分别连接二极管D1的正极、二极管D2的负极，二极管D1的负极分别连接变容二极管DC2的负极、接地电容C6的一端、二极管D2的正极连接地；

所述预加重电路包括电阻R4、电阻R5、电容C9，电阻R4的一端、电阻R5的一端、电容C9的一端均连接电容C6的一端，电阻R5的另一端分别连接电阻R6的一端、电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接电感L3的一端，电感L3的另一端连接地，电阻R6的另一端分别连接电阻R4的另一端、电容C9的另一端、无触点行程开关的探头一端，无触点行程开关的探头另一端连接地。

4.如权利要求1至3任意一项权利要求所述的一种自动防护屏蔽门，其特征在于，所述无触点行程开关为电涡流式接近开关。